Автоматические линии, предназначенные для обработки сложных корпусных деталей, изготовляемых в условиях крупносерийного и массового производства с большим объемом фрезерных, сверлильно-расточных и резьбонарезных работ, компонуют из агрегатных станков. Использование многошпиндельной инструментальной оснастки позволяет на одной позиции обработать до 60-80 отверстий, что дает возможность повысить производительность обработки по сравнению с обработкой корпусов в неавтоматизированном производстве. Автоматические линии для обработки корпусных деталей могут дополнять промышленные роботы манипуляторы. Однотипность технологических операций и, следовательно, конструктивных решений станков, предназначенных для выполнения этих операций, привела к широкой унификации узлов агрегатных станков и транспортных устройств (рис. 1).
Рис. 1. Пример компоновок: а - агрегатного станка: 1 - стойка; 2 - силовая бабка; 3 - многошпиндельная коробка; 4 - станина боковая; 5 - самодействующий силовой стол; 6 - одношпиндельная расточная бабка; 7 - станина центральная; 8 - поворотный делительный стол; 9 - станина-подставка; б - автоматической линии: 1 - стружкоотвод; 2 - средняя станина; 3, 11 - планки упорные; 4 - боковая станина; 5; 17 - стол силовой самодействующий; 6 - угольник упорный; 7 - коробка приводная; 8 - коробка многошпиндельная; 9 - станина; 10 - пульт наладочный силового узла: 12, 15 - коробка скоростей; 13 - стойка; 14, 18 - электрошкаф силового узла; 16 - бабки сверлильные (расточные, подрезно-расточные, фрезерные); 19 - электрошкаф обводного транспортера; 20 - редуктор обводного транспортера; 21 - приспособление-спутник; 22 - обводной транспортер; 23 - зажимная станция; 24 - натяжное устройство обводного транспортера
Агрегатные станки предназначены для обработки конкретных изделий, их собирают из специальных и нормализованных узлов, составляющих до 70-80% общего числа узлов в станке. Важнейшие узлы агрегатных станков (рис. 1, а) разработаны в виде гаммы стандартных типоразмеров, из которых при проектировании выбирают наиболее подходящие по своим характеристикам и служебному назначению. При компоновке автоматической линии (рис. 1, б) используют унифицированные узлы.
Основное преимущество агрегатных станков заключается в сокращении сроков и затрат на конструирование и изготовление автоматических линий. На рис. 2 приведены некоторые типовые компоновки агрегатных станков со стационарным приспособлением (рис. 2, а), с поворотным делительным столом (рис. 2, б), с поворотным делительным барабаном (рис. 2, в), с центральной колонной (рис. (рис. 2, г), с прямолинейным перемещением деталей (рис. 2, д).
Рис. 2. Варианты компоновок агрегатных станков
Основными унифицированными единицами агрегатных станков являются силовые узлы, многопозиционные устройства, базовые корпусные детали, шпиндельные узлы и зажимные приспособления.
Силовые узлы подразделяют на силовые головки и силовые столы. Силовые головки выпускают с выдвижной пинолью и перемещаемым корпусом. Силовые столы применяют для прямолинейных установочных перемещений и рабочей подачи режущего инструмента. На верхней плоскости стола устанавливают шпиндельные узлы (бабки) автономным приводом вращения (сверлильные, фрезерные, расточные и т. д.).
Силовые головки и столы с встроенным приводом подач называют самодействующими, а с отдельным приводом подач в базовой детали, по которой перемещается стол или головка, несамодействующими узлами. Применение несамодействующих силовых узлов значительно упрощает обслуживание и ремонт благодаря хорошей доступности к элементам приводов, но несколько увеличивает занимаемую станком площадь.
По типу привода движения подачи силовые узлы бывают гидравлическими, электромеханическими (с передачей винт-гайка или кулачковые), пневмогидравлическими и пневматическими. По номинальной мощности на шпинделе они подразделяются на малогабаритные (0,08-0,5 кВт), малые (0,15-2,8 кВт) и нормальные (1,6-30 кВт).
Привод главного движения силовой самодействующей головки (рис. 3, а) выполняют в виде отдельного блока с использованием минимального числа передач.
Рис. 3. Самодействующая силовая головка (а) и силовой стол (б) агрегатного станка
Для расширения их технологических возможностей силовые головки можно комплектовать дополнительными унифицированными устройствами и механизмами. Например, расточное приспособление, устанавливаемое отдельно от силовой головки, но приводимое в движение от ее шпинделя и пиноли, обеспечивает большую жесткость при расточных, обточных работах и работах торцовым инструментом. Механизм двусторонней обработки, предназначенный для расширения технологических возможностей силовой головки пинольного типа, позволяет одновременно с осевой подачей реализовать операции сверления, зенкерования, развертывания, нарезание резьбы, растачивание поверхностей, расположенных с противоположных сторон заготовки. Механизм обратного хода обеспечивает сверлильно-расточные операции с противоположной от силовой головки стороны.
Общий вид и кинематическая схема силового стола с электромеханическим приводом показаны на рис. 3, б. Стол 3 перемещается по направляющей плите 4, имеющей плоские или призматические направляющие 5, ходовым винтом 6, приводимым во вращение электродвигателем 1 (М1) при быстрых ходах, а электродвигателем 2 (М2) при рабочей подаче. Электромагнитная муфта 7 служит для разделения кинематических цепей подачи и быстрых ходов. Муфта 8 предохраняет механизм привода при подводе стола к жесткому упору. Привод гидравлического силового стола по своей конструкции аналогичен приводу самодействующей силовой головки.
В агрегатных станках используют также, крестовые силовые столы, обеспечивающие установочные перемещения в двух взаимно перпендикулярных направлениях и движения подачи по одному из них.
Многопозиционные поворотные устройства предназначены для периодического перемещения заготовки с одной позиции на другую с точной фиксацией в каждой из них. В зависимости от плоскости поворотные устройства подразделяют на делительные столы (вертикальная ось вращения) и барабаны (горизонтальная ось вращения). Реже в агрегатных станках используют делительные столы с прямолинейным перемещением в горизонтальной плоскости.
Шпиндельные узлы предназначены для оснащения силовых столов при одновременной обработке большого числа отверстий и могут выполнять сверление, зенкерование, развертывание, растачивание и нарезание резьбы.
Многошпиндельные коробки компонуют из нормализованных деталей в соответствии с технологическими требованиями обработки (корпусных деталей, шпинделей, валов, зубчатых колес). Применяют методы автоматизированного проектирования (САПР) и расчета шпиндельных коробок с использованием средств вычислительной техники.
Шпиндельные насадки предназначены для оснащения силовых головок при выполнении фрезерных операций или использования одной головки при одновременной обработке нескольких отверстий с параллельными осями.
Установочно зажимные приспособления агрегатных станков обеспечивают базирование заготовки с заданной точностью и надежное ее закрепление в условиях многоинструментной обработки. В автоматизированных приводах зажима используют пневматические или гидравлические цилиндры, электро- или гидромеханические ключи.
Приспособления-спутники применяют для закрепления деталей сложной формы, неудобной для непосредственного базирования на столе станка, а также в переналаживаемых линиях при обработке групп различных по форме заготовок.
Используя унифицированные узлы, можно компоновать и переналаживаемые агрегатные станки для автоматических линий групповой обработки. На рис. 4 представлены переналаживаемые агрегатные станки, причем набор из многошпиндельных головок 3 (от двух до шести штук) с кондукторными плитами или без них устанавливают на поворотных устройствах 2 силовых столов 1.
Рис. 4. Переналаживаемые агрегатные станки: а - односторонний; б - двусторонний
