animateMainmenucolor
activeMenucolor
Главная / ЧПУ станок / Многооперационные Станки С Чпу

Многооперационные Станки С Чпу

многооперационные станки с ЧПУ

Технологические процессы обработки деталей строятся таким образом, что различные технологические операции (фрезерные, сверлильные, расточные, резьбонарезные и др.) выполняют на различных металлорежущих станках, черновую и чистовую обработки также выполняют раздельно. Технологические маршруты обработки деталей содержат десятки и сотни операций. Чтобы перейти от одной операции к другой, нужно каждый раз снимать деталь со станка, транспортировать на следующий станок, где произвести ее установку, закрепление, необходимые измерения, настройку и т. д. На все эти действия тратится очень много времени. Вспомогательные и транспортные операции осуществляются с использованием малоэффективного оборудования: кран-балок, тележек и других средств, требуют затрат ручного труда. Детали совершают сложные грузопотоки в пределах цеха или завода, долго пролеживают у станков в ожидании обработки.

Современное машиностроение характеризуется тем, что непрерывно усложняются конструкции деталей, повышаются требования к их точности и шероховатости поверхности, используются специальные труднообрабатываемые материалы, следовательно, технологические процессы имеют тенденцию к еще большему усложнению. В этих условиях появился совершенно новый подход к построению технологических процессов и новый тип металлорежущего оборудования - многооперационные станки с ЧПУ. Они называются также многоцелевыми станками, машинными центрами или обрабатывающими центрами.

Особенности многооперационных станков

Это станки с числовым управлением и автоматической сменой инструмента, предназначенные для выполнения большого числа технологических операций при одном закреплении детали. На одном многооперационном станке выполняются различные технологические операции как позиционного, так и контурного типа:

  • сверление;
  • зенкерование;
  • развертывание;
  • растачивание;
  • нарезание резьбы;
  • фрезерование плоских и сложных контуров.

Особенностью станков является поворотный стол для обработки деталей с разных сторон при одном закреплении. В ряде случаев станки снабжают глобусным столом, имеющим две взаимно перпендикулярные оси вращения, что дает возможность осуществить обработку сложных корпусных деталей при наличии наклонных поверхностей. Станки имеют значительное число программируемых координатных перемещений: вдоль трех координатных осей, вращение вокруг осей поворотного стола.

Существенной особенностью станков является наличие инструментальных магазинов, в которых размещается от 6 до 150 и более инструментов. В соответствии с заданной программой происходит автоматический поиск необходимого инструмента и его закрепление в шпинделе станка. Примерный комплект инструментов показан на рис. 1. При работе на многооперационных станках предусматривают более высокие скорости резания и подачи по сравнению с универсальными станками и более широкие пределы их регулирования. Так, частоты вращения шпинделя изменяются в пределах 60—3200 об/мин, бесступенчатое регулирование подачи от 0,1 до 3000 мм/мин, скорость ускоренных перемещений до 4 - 10 м/мин.

Комплект инструментов для многооперационного станка

Рис. 1. Комплект инструментов для многооперационного станка

Преимущества многооперационных станков с ЧПУ

Обладая всеми достоинствами станков с числовым управлением, многооперационные станки имеют дополнительные важные преимущества:

  • Дальнейшее повышение производительности труда. В отличие от обычных многошпиндельных автоматов и автоматических линий, применяемых в массовом производстве, повышение производительности на многооперационных станках достигается не за счет совмещения технологических проходов и параллельной много инструментальной обработки многих поверхностей, а вследствие резкого сокращения затрат вспомогательного и подготовительно-заключительного времени и интенсификации режимов резания. Производительность многооперационных станков в 4 - 10 раз больше соответствующей производительности универсальных станков. Один многооперационный станок может заменить четыре и более универсальных станков.
  • Повышение коэффициента использования оборудования. В условиях серийного и мелкосерийного производства доля машинного времени на прецизионных станках не превышает 18 - 20%. На станках с числовым управлением она увеличивается до 50 - 60%, а на многооперационных станках достигает 80 - 90%. Простой станка при наладке сокращаются в среднем на 80%.
  • Простота наладки станков при переходе от одной детали к другой, отсутствие необходимости создания сложной и дорогой технологической оснастки (шаблонов, копиров, специальных приспособлений и др.). Это создает необычайную гибкость и мобильность производства, позволяет применить многооперационные станки в условиях мелкосерийного и опытного производства.
  • Возможность многостаночного обслуживания. На станке обрабатываются сложные детали последовательно различными инструментами. Это увеличивает общую продолжительность цикла обработки. Оператор значительную часть времени не занят обслуживанием станка и может использовать это время для многостаночной обработки.
  • Исключение влияния на качество обработки ошибок оператора. Элементы цикла обработки (команды, размерная информация, выбор инструмента, скорости, подачи и др.) совершаются автоматически в соответствии с заданной программой, а поэтому не зависят от действий оператора.
  • Уменьшение объема контрольных операций в связи с резким сокращением числа операций и уменьшением брака, сокращение штата контролеров.
  • Пониженное требование к квалификации рабочих. Весь цикл обработки совершается автоматически. В обязанность рабочего входит лишь загрузка станка и снятие обработанных деталей. Несмотря на относительно высокую стоимость этих станков, при правильном их использовании они окупаются в течение 1 - 2 лет.

Многооперационные станки пригодны для изготовления любых деталей, однако высокая стоимость делает нерентабельным их использование при производстве простых деталей. Чем сложнее деталь, чем большее количество переходов и операций содержит технологический процесс, тем эффективнее применение станков. На рис. 2 даны некоторые детали, характерные для обработки на многооперационных станках.

Детали, обрабатываемые на многооперационных станках

Рис. 2. Детали, обрабатываемые на многооперационных станках

Основные типы многооперационных станков

Выделяют многооперационные станки для обработки корпусных деталей и деталей типа тел вращения. Наиболее многочисленной является группа станков для обработки корпусных деталей. Различные компоновки станков этой группы делятся по расположению шпинделя относительно рабочей поверхности стола:

  • станки с расположением оси шпинделя перпендикулярно плоскости стола;
  • станки с расположением оси шпинделя параллельно плоскости стола.

Группа станков с расположением оси шпинделя перпендикулярно плоскости стола обычно имеет вертикальный шпиндель и горизонтальный стол. Эти станки предназначены для обработки корпусных деталей типа плит, крышек с параллельно расположенными отверстиями. Обработка производится с одной стороны. Наиболее распространены три варианта компоновки:

  • по типу вертикально-фрезерного консольного станка;
  • по типу вертикально-фрезерного бесконсольного станка;
  • по типу продольно-фрезерного или двухстоечного координатно-расточного станка.

Многооперационные станки горизонтальной компоновки характеризуются горизонтальным расположением шпинделя. Они часто имеют поворотный стол и предназначены для обработки корпусных деталей с разных сторон. Станки выполняют по типу:

  • горизонтально-фрезерных консольных станков;
  • горизонтально-расточных станков.

Наиболее характерной особенностью многооперационных станков является автоматическая смена инструмента. Рассмотрим классификацию станков в зависимости от типа накопителей инструментов, по расположению накопителя относительно шпинделя станка, по наличию автооператоров для смены инструмента, по типу системы адресования инструмента.

Различают следующие типы накопителей инструментов:

  • револьверные головки;
  • инструментальные магазины;
  • магазины шпиндельных узлов;
  • комбинированные накопители.

Револьверные головки многооперационных станков

Несколько инструментальных шпинделей монтируют в общем поворотном корпусе (револьверной головке). Смена инструмента осуществляется поворотом головки. После каждого поворота головка фиксируется и зажимается. Смена инструмента при помощи револьверной головки осуществляется просто, требует минимального конструктивного изменения станка и немного времени (2 - 3 с).

Существует три варианта компоновки револьверных головок: ось инструментов 1 перпендикулярна оси головки 2 (рис. 3, а), ось инструментов 1 параллельна оси головки 2 (рис. 3, б) и ось инструментов 1 расположена под углом к оси головки 2 (рис. 3, в).

Недостатки станков с револьверными головками: пониженная жесткость инструмента и, как следствие, более низкая точность (последнее объясняется также дополнительной погрешностью поворота головки); увеличение габаритов шпиндельной бабки, ограниченная емкость накопителя (6 - 8 инструментов).

Компоновка револьверных головок

Рис. 3. Компоновка револьверных головок в зависимости от расположения инструментов: а - радиальная; б - аксиальная; в - под углом к оси головки

Инструментальные магазины многооперационных станков с ЧПУ

При применении инструментальных магазинов необходимо изменение конструкции станка. В связи с этим увеличивается время смены инструмента, но сохраняется высокая жесткость инструмента, точность обработки, а емкость магазина практически неограничена (150 и более инструментов). Инструментальные магазины выполняют в виде отдельного узла для хранения необходимого числа инструментов. В соответствии с программой обработки инструменты автоматически выбираются из магазина и загружаются в шпиндель станка. Использованные инструменты автоматически возвращаются в магазин. Существует три типа инструментальных магазинов: поворотный, цепной и стеллажный (рис. 4).

Типы инструментальных магазинов многооперационных станков
Рис. 4. Типы инструментальных магазинов многооперационных станков: а - поворотный; б, в - цепные; г - стеллажный

Магазин поворотного типа (рис. 4, а) представляет собой диск или барабан, по периферии которых в специальных гнездах размещаются инструменты. Конструктивно этот тип магазинов выполняется как револьверная головка, причем применяют те же способы расположения инструментов относительно оси магазина (см. рис. 3). Упаковка (рис. 3, б) является более плотной и позволяет при заданных габаритах разместить наибольшее число инструментов. На рис. 5 показан многооперационный станок фирмы Цинциннати для фрезерных, сверлильных, расточных и других операций. Станок имеет поворотный магазин емкостью 30 инструментов.

Станок с поворотным магазином

Рис. 5. Станок с поворотным магазином на 30 инструментов

Магазин цепного типа (рис. 4, б, в) представляет собой цепной транспортер с определенным числом гнезд для инструментов. Шаг транспортера определяется диаметром инструментов, а его длина емкостью накопителя. Плотность упаковки инструментов может быть достаточно высокой (рис. 4, в). На рис. 6 показан многооперационный станок, изготовленный заводом им. Фрица Геккерта (ГДР), для обработки корпусных деталей. Станок имеет магазин цепного типа, в котором размещается 60 инструментов. Для сокращения простоев станка, связанных со сменой обрабатываемых деталей, предусмотрены две загрузочно-разгрузочные позиции. Деталь устанавливается на сменных базовых плитах. В то время как одна плита с обрабатываемой деталью закреплена на столе станка, другая находится на позиции загрузки.

Многооперационный станок с цепным магазином

Рис. 6. Многооперационный станок с цепным магазином на 60 инструментов

Магазин стеллажного типа (рис. 4, г) представляет собой вертикальную или горизонтальную плиту с определенным числом продольных и поперечных рядов. Число гнезд для размещения инструментов равно произведению числа продольных рядов на число поперечных. Этот тип магазина обеспечивает самую Плотную упаковку, но здесь сложен поиск инструмента. В магазинах поворотного и цепного типов поиск осуществляется одним движением (поворотом диска, движением цепного транспортера). Магазины стеллажного типа требуют для поиска два движения вдоль продольных и поперечных рядов. На рис. 7 показан крупногабаритный портальный станок фирмы Лукас для обработки корпусных деталей с наибольшими размерами 3360x1980x1860 мм. Продольное перемещение осуществляется столом, вертикальное - траверсой и пинолью шпиндельной бабки, поперечное - шпиндельной бабкой от индивидуальных электродвигателей.

Станок предназначен для выполнения расточных, сверлильных, резьбонарезных и фрезерных операций. Движение столу, траверсе, шпиндельной бабке и пиноли сообщается прецизионными ходовыми винтами, снабженными микрометрическими лимбами для быстрой и точной установки вручную. Все установочные движения могут происходить одновременно или поочередно, в зависимости от необходимости. Для устранения влияния на точность установки зазоров подход к заданной координате всегда производится с одной стороны. Магазин стеллажного типа располагается на столе. Координаты нужного инструмента заносятся на перфоленту. Шпиндель автоматически находит необходимый инструмент. При движении вниз цанга шпинделя автоматически открывается, оправка инструмента входит в шпиндель, после чего цанга автоматически закрывается.

Станок многооперационный со стеллажным магазином

Рис. 7. Станок многооперационный со стеллажным магазином

Магазины шпиндельных узлов многооперационного станка

Следующий вид накопителей - магазины шпиндельных узлов не получили распространения. От предыдущих накопителей эти устройства отличаются тем, что в позициях магазина размещаются не инструменты, а шпиндельные узлы с установленными в них инструментами, настроенными на размер. Требуемый по программе шпиндельный узел подается на рабочую позицию, где фиксируется и закрепляется, после чего при помощи муфты происходит соединение с приводом главного движения.

Комбинированные накопители многооперационных станков

Стремление уменьшить время, необходимое для смены инструмента, привело к появлению комбинированных накопителей. Обычно применяют магазин в сочетании с револьверной головкой. На рис. 8 показан многооперационный вертикально фрезерный консольный станок С400/01 NC (ГДР). Вертикальная станина станка установлена на плоском основании. По вертикальным направляющим станины перемещается консоль, несущая стол станка. Стол перемещается в горизонтальной плоскости в двух взаимно перпендикулярных направлениях. Станок снабжен шестипозиционной револьверной головкой. Для смены инструмента револьверную головку поворачивают в необходимую позицию. Привод шпинделей смонтирован в станине, привод станка - в консоли. В верхней части станины расположен дисковый инструментальный магазин, несущий 12 инструментов. Магазин поворачивается вокруг вертикальной оси.

Автоматическая смена инструмента производится в том шпинделе, который находится в верхнем положении револьверной головки. Смена инструмента может осуществляться во время обработки детали. Рабочая поверхность стола имеет размеры 400X1600 мм, а наибольшее расстояние от поверхности стола до торца шпинделя 560 мм. На столе можно установить поворотное устройство с горизонтальной осью вращения. Это увеличивает технологические возможности станка вертикальной компоновки. Станок имеет 18 различных частот вращения шпинделя в пределах 28 - 1400 об/мин и 45 подач: от 10 до 1600 мм/мин.

На станке производятся все виды работ корпусных деталей: сверление, рассверливание, зенкерование, цекование, развертывание, растачивание, нарезание резьбы и фрезерование. Станок обеспечивает точность позиционирования и межосевых расстояний при растачивании отверстий 0,01 мм. Станок обладает ускоренным перемещением стола и салазок с подачей до 3150 мм/мин, а консоли 1000 мм/мин. Время смены инструмента составляет 3 с.

Многооперационный станок с комбинированным магазином

Рис. 8. Многооперационный станок с комбинированным магазином

Способы расположения магазина относительно шпинделя многооперационного станка

Магазины инструментов могут располагаться на шпиндельной бабке, на станине, на столе и на отдельном фундаменте рядом со станком (рис. 9).

Первый вариант обеспечивает постоянное расстояние между осями инструментов в шпинделе и в магазине (в позиции загрузки). Цикл движений, связанных со сменой инструмента в этом случае будет наиболее простым (рис. 9, а). Недостатком является то, что магазин, расположенный на шпиндельной бабке, увеличивает габаритные размеры и массу последней, что отрицательно сказывается на точности обработки.

При расположении магазина на станине (рис. 9, б) шпиндельная бабка разгружается, но цикл смены инструмента усложняется. При каждой смене инструмента шпиндельная бабка должна дополнительно перемещаться из рабочего положения в положение для смены инструмента и обратно. В отдельных случаях магазин располагается на изолированной от станка стойке, которую устанавливают рядом со станком (рис. 9, в). Динамические нагрузки магазина не влияют на точность работы станка, не требуется существенно изменять его конструкцию, но увеличиваются общие габаритные размеры станка, площадь, необходимая для его установки; требуется отдельная достаточно массивная стойка, способная держать магазин с комплектом инструментов. Особое место занимает метод расположения магазина на столе станка (рис. 9, г). Преимуществом указанного способа является возможность использования для поиска инструментов системы позиционирования станка, недостатком — увеличение габаритов стола.

Рис. 9. Способы расположения магазина относительно шпинделя станка: а - на шпиндельной бабке; б - на станине; в - на отдельном фундаменте; г - на столе

Автооператоры для смены инструмента многооперационного станка

Различают многооперационные станки без автооператоров и с автооператорами для смены инструмента. В станке без автооператора магазин размещается таким способом, что ось инструмента в позиции для смены совмещается с осью шпинделя. Гильза шпинделя опускается вниз и захватывает при своем движении хвостовик инструмента. После зажима инструмента включается привод главного движения, и начинается отработка. После выполнения операции при обратном ходе шпинделя инструмент отсоединяется и остается в гнезде магазина. На рис. 10 показан координатно-сверлильный станок мод. КС12-500 с позиционной системой цифрового управления для сверления, зенкерования, развертывания, нарезания резьбы метчиками, растачивания, а также фрезерования по ступенчатому контуру. Наибольший диаметр сверления равен 12 мм, наибольший диаметр растачивания 100 мм. Станок снабжен магазином цепного типа, число инструментов в магазине равно 28. Автооператор отсутствует, магазин доставляет инструмент сразу к шпинделю.

Координатно-сверлильный станок КС12-500

Рис. 10. Координатно-сверлильный станок КС12-500

Чаще многооперационные станки имеют автооператор. Автооператоры в зависимости от выполняемых функций делят на загрузочные и транспортные. Загрузочные автооператоры осуществляют непосредственную смену инструмента в шпинделе станка, транспортные автооператоры осуществляют доставку инструментов от магазина к загрузочному автооператору и обратно.

В простейшем случае автоматическая смена инструментов осуществляется одним загрузочным автооператором (рис. 11), который имеет два движения. Вращение вокруг оси используется для переноса инструмента из магазина в шпиндель и обратно, поступательное перемещение вдоль оси используется для удаления инструмента из шпинделя или гнезда магазина и загрузки его в шпиндель или гнездо. Автооператор имеет один или два захвата с замками для закрепления инструмента. Последний имеет специальную проточку, за которую осуществляется его захват автооператором.

Этапы смены инструмента на многооперационном станке

Рис. 11. Этапы смены инструмента на многооперационном станке

Для смены инструмента автооператор (см. рис. 11):

  • поворачивается на 90° по часовой стрелке - осуществляет захват инструментов;
  • перемещается вдоль оси вниз - вынимает инструменты из гнезд;
  • поворачивается на 180° - переносит один инструмент из магазина к шпинделю, а второй обратно;
  • перемещается вдоль оси вверх - загружает инструменты в гнезда;
  • поворачивается на 90° - занимает исходное положение.

Загрузочный автооператор, показанный на рис. 6, конструктивно выполнен по-другому. Подготовка к смене инструмента производится во время работы станка. Захват автооператора выдвигается из корпуса и защемляет оправку инструмента. При перемещении вдоль оси автооператор вытаскивает инструмент из гнезда магазина. По окончании обработки свободный захват подводится к шпинделю, отработавший инструмент извлекается из шпинделя, гнездо шпинделя продувается сжатым воздухом, в гнездо вставляется новый инструмент, а отработавший инструмент переносится в магазин. На смену инструмента затрачивается 6 с.

Более сложным является цикл смены инструмента у станка, показанного на рис. 5. Автоматическая смена инструмента осуществляется тремя автооператорами (рис. 12): загрузочным оператором магазина І, транспортным II, загрузочным оператором шпинделя ІІІ. Цикл смены инструмента включает в себя движения: 2 - захват инструмента в магазине; 1 - вытаскивание инструмента; 2 - транспортирование инструмента на позицию автооператора II; 3 - поворот инструмента на 90°; 5 - захват - инструментов в автооператоре II и шпинделе; 4 - вытаскивание инструментов; 5 - старый и новый инструмент меняются местами; 4 - загрузка инструментов; 3 - поворот использованного инструмента на 90°; 2 - захват инструмента оператором II; 1 - вытаскивание инструмента; 2 - транспортирование инструмента от оператора II до магазина; 1 - загрузка отработавшего инструмента в магазин; 2 - возвращение автооператора в исходное положение. Часть движений цикла совмещается с обработкой, а поэтому время смены составляет всего 6 с.

Система автооператоров для смены инструмента на станке

Рис. 12. Система автооператоров для смены инструмента на станке, показанном на рис. 5

Автоматический выбор инструмента в многооперационных станках

Рассмотрим вопрос о способах автоматического выбора инструмента (способах автоматического адресования). Обзор различных вариантов выбора представлен на рис. 13. Инструменты используются или в том порядке, в каком они установлены в магазине, или этот порядок не соблюдается. В первом случае отсутствует система поиска инструментов, упрощается управление. Для смены инструмента достаточно подать команду на поворот револьверной головки или магазина.

Смена инструмента осуществляется за 2 - 3 с. Во втором случае требуется специальная система поиска необходимого инструмента. Из массы инструментов в магазине нужно выбрать тот, который указан в программоносителе. Несмотря на указанные выше достоинства первого способа, он имеет весьма ограниченное применение, так как при настройке станка требуется каждый раз устанавливать инструменты в магазине в порядке, определяемом последовательностью переходов технологического процесса. При большой емкости магазина эта операция является достаточно трудоемкой. Исключается повторное использование одного и того же инструмента, недопустим пропуск позиций при установке инструмента. Пропуск необходим в случае, если требуется установить в магазин инструмент, диаметр которого больше окружного шага магазина.

выбор инструмента многооперационных станков

Рис. 13. Способы выбора инструмента многооперационных станков

Для поиска инструмента можно использовать систему позиционирования станка (магазины стеллажного типа) или необходима специальная система поиска. Различают два варианта построения системы. В одном из них осуществляют кодирование гнезд магазина, в другом - кодирование инструментальных оправок. В первом варианте адрес присваивается каждому гнезду (каждой позиции) инструментального магазина, во втором — каждому инструменту. Адрес - кодовая комбинация. Адрес набирается из колец двух типов. Одному из них - кольцу большего диаметра ставят в соответствие символ 1, другому - кольцу меньшего диаметра символ 0. Кольца надевают на цилиндрическую часть гнезда магазина или оправки инструмента.

На рис. 14 показана оправка фрезы, на которой расположены кольца 1 двух разных диаметров. Расположение колец образует двоичную комбинацию 011010 длиной n=6. С кольцами взаимодействуют считывающие элементы - конечные переключатели 2. Число переключателей равно длине кодовой комбинации. Считанная комбинация сравнивается с комбинацией узла программы. При совпадении комбинаций выдается сигнал для смены инструмента. Таким образом, система адресования является позиционной кодовой системой цифрового управления.

Рис. 14. Кодированная оправка фрезы

Рассмотрим особенности построения каждой из систем адресования. При кодировании инструмента увеличивается его длина и вылет, уменьшается жесткость. Возрастает объем кода и, следовательно, длина адреса, поскольку числа инструментов обычно превышает емкость магазина, но уменьшается трудоемкость заполнения магазина, поскольку любой инструмент может быть загружен в любое гнездо в отличие от метода кодирования гнезд, когда существует строгое соответствие между определенным инструментом и соответствующим ему гнездом. При смене инструмента не требуется дополнительного поиска гнезда, куда следует поместить использованный инструмент. Последний помещается в то же гнездо, откуда был взят очередной инструмент.

Рассмотрим более подробно метод кодирования гнезд магазина. Пусть требуется закодировать 15 гнезд. Для этого каждое гнездо должно нести минимум четыре кольца. На рис. 15, а вертикальными линиями обозначены гнезда магазина, точкой обозначено положение кольца большого диаметра, отсутствие точки - положение кольца малого диаметра. Сверху обозначены номера гнезд: 1, 2, 3, ... Кодовая комбинация первого гнезда 0001, второго 0010, третьего 0011 ..., т. е. гнезда закодированы нормальным двоичным кодом. Полученный рисунок является рисунком двоичной кодовой шкалы. Кольцо большого диаметра - активный участок шкалы, меньшего диаметра - пассивный участок. Шкала имеет четыре кодовых дорожки, с каждой из которых взаимодействует считывающий элемент (конечный выключатель).

Рис. 15. Комбинаторный способ кодирования гнезд

Более эффективными являются однодорожечные кодовые шкалы. Принципы построения подобных шкал могут быть реализованы при кодировании гнезд магазина. Шкала имеет в этом случае одну кодовую дорожку, с которой взаимодействуют четыре считывающих элемента (рис. 15, б). Метод имеет следующие преимущества:

  • вместо n дорожек требуется только одна, это уменьшает размеры той части гнезд, которые предназначены для записи адреса;
  • резко сокращается необходимое число колец для записи адреса.

При р=16 для четырехдорожечной шкалы требуется 64 кольца, для однодорожечной только 16, из них 8 большого диаметра и 8 малого. Но использование колец малого диаметра в этом случае не имеет смысла, поэтому для кодирования достаточно 8 колец большого диаметра. На рис. 15, в показан магазин поворотного типа (с той же шкалой, только круговой). Местоположение кодирующих колец обозначено точками. В общем случае число кодирующих колец сокращается в 2n раз, где n - длина кодовой комбинации.

Ранее станкостроительные предприятия нашей страны провели значительную работу по созданию отечественных конструкций многооперационных станков. Ниже будут описаны некоторые из станков прошлых лет.

Вертикально сверлильно фрезерно расточной станок 243ВФ4

На рис. 16 показан вертикальный сверлильно фрезерно расточный станок 243BФ4 Одесского завода прецизионных станков для получистового и чистового фрезерования поверхностей, сверления, зенкерования, растачивания, развертывания и нарезания резьбы метчиками. На станке программируются координатные перемещения стола, шпиндельной головки и гильзы, скорости этих перемещений, скорости вращения шпинделя, смена инструмента, зажимы подвижных органов, коррекция инструмента и циклы обработки. Регулирование скоростей и подач шпинделя, а также подач стола может производиться механическим вариатором главного привода и приводами подач с электродвигателями постоянного тока и широтно-импульсным преобразователем. Размеры рабочей поверхности стола 560х320 мм, наибольшее продольное перемещение стола 400 мм, поперечное 250 мм, наибольший диаметр растачивания 160 мм. Шпиндель имеет широкие пределы регулирования частот вращения от 40 до 2500 об/мин, имеется 29 рабочих подач от 3,15 до 2500 мм/мин. Станок снабжен магазином поворотного типа емкостью 30 инструментов, для загрузки шпинделя применяется автооператор. Позиционная система числового управления станком «Размер 2М» (П324, П522). Число управляемых координат равно 3. Программоносителем является дорожечная перфолента, код записи ИСО. Датчиками обратной связи служат фотоимпульсные устройства, цена импульса 1 мкм.

Станок снабжен устройствами цифровой индикации программируемой информации и действительного положения исполнительных органов. Качество станка характеризуется следующими показателями: точность установки координаты 12 мкм, точность расстояний между осями обработанных отверстий 16 мкм. Производительность станка в 3 - 4 раза выше производительности универсальных станков.

Вертикально сверлильно фрезерно расточной станок 243ВФ4

Рис. 16. Вертикально сверлильно фрезерно расточной станок 243ВФ4

Многооперационный вертикально фрезерный станок 6540РФЗ

На рис. 17 изображен многооперационный вертикально-фрезерный станок 6540РФ3 Чаренцаванского завода расточных станков, предназначенный для обработки деталей из стали, чугуна, цветных металлов и легких сплавов. На станке можно фрезеровать сложные плоские контуры или объемные детали по трем координатам, сверлить, зенкеровать, развертывать и растачивать отверстия, а также нарезать внутренние резьбы.

Станок оснащен револьверной головкой с шестью инструментами. Его можно рекомендовать для использования в серийном, мелкосерийном и единичном производстве. Размеры рабочей поверхности стола 1000 x 400 мм, наибольшее продольное перемещение стола 800 мм, поперечное 400 мм. Шпиндель имеет 19 скоростей от 40 до 2500 об/мин, стол и револьверная головка имеют бесступенчатый привод подач от 5 до 1200 мм/мин. Станок управляется от пульта «Контур 5П» (Н332, Н332M) с линейно-круговым интерполятором. Программоносителем является восьмидорожечная лента, система кодирования - ИСО, цена импульса 0,01 мм, точность обработки поверхностей 0,015 - 0,02 мм, точность обработки отверстий достигает 2-го класса.

Многооперационный вертикально фрезерный станок 6540РФЗ

Рис. 17. Многооперационный вертикально фрезерный станок 6540РФЗ

Горизонтальный фрезерно сверлильно расточный станок ГЦ-08

Горизонтальный фрезерно-сверлильно-расточный станок ГЦ-08 Горьковского завода фрезерных станков (рис. 18) имеет крестовый стол, позволяющий производить координатные перемещения в горизонтальной плоскости в двух взаимно перпендикулярных направляющих, и поворотный стол с вертикальной осью, позволяющий поворачивать детали на углы, кратные 90°.

Станина снабжена колонной, по вертикальным направляющим которой перемещается шпиндельная бабка. В верхней части колонны смонтирован цепной инструментальный магазин емкостью 30 инструментов. Между магазином и шпиндельной бабкой расположен автооператор, осуществляющий автоматическую смену инструмента. Станок предназначен для многооперационной обработки корпусных деталей из чугуна, стали и цветных металлов. На нем можно производить плоское и контурное фрезерование, сверление, растачивание, зенкерование, развертывание и нарезание резьбы. Размеры рабочей поверхности стола 800 x 800 мм, а наибольшие перемещения 1000 x 400 мм. Пределы частот вращений шпинделя 20 - 2000 об/мин, а подач 10 - 1000 мм/мин, ускоренная подача 3120 мм/мин. Достижимая точность обработки отверстий - 2-й класс, точность межосевых расстояний 0,02 мм, соосность отверстий, расточенных с двух сторон, 0,03 мм на длине 500 мм. Станок оснащен контурной системой числового управления УМС-2ш, имеет линейно-круговой интерполятор. Программоносителем является пятидорожечная перфолента, запись информации произведена в коде БЦК-5.

Горизонтальный фрезерно сверлильно расточный станок ГЦ-08

Рис. 18. Горизонтальный фрезерно сверлильно расточный станок ГЦ-08

Вертикальный сверлильно-резьбонарезной станок СМ-213Ф2

Специализированный агрегатный вертикальный сверлильно резьбонарезной станок СМ-213Ф2 Минского завода автоматических линий показан на рис. 19. Станок предназначен для обработки плоских деталей типа плат, планок, панелей и других подобных деталей без применения кондукторной оснастки; на станке выполняются операции: сверление, зенкерование, развертывание, цекование и резьбонарезание.

Крестовый стол перемещается по гидростатическим направляющим от ходовых винтов. В станке имеется устройство, которое обеспечивает автоматическое переключение шпиндельной бабки с ускоренного перемещения на рабочую подачу при касании инструмента поверхности обрабатываемой детали. Это исключает необходимость предварительной настройки инструментов и программирования величин ускоренных перемещений. Для поиска инструмента выбрана система кодирования инструментальных оправок. Это позволяет располагать инструменты в магазине в любом порядке и исключает необходимость программирования режимов резания. Требуемые режимы автоматически передаются шпиндельной бабке при прочтении кода инструмента на оправках. Это значительно сокращает объем программирования, уменьшает вспомогательное время, делает станок весьма эффективным при обработке деталей малых серий. Наибольший диаметр сверления на станке 50 мм. Шпиндель имеет восемь скоростей в пределах 63 - 710 об/мин. Емкость магазина равна 30 инструментам, пульт управления П324.

Вертикальный сверлильно резьбонарезной станок СМ-213Ф2

Рис. 19. Вертикальный сверлильно резьбонарезной станок СМ-213Ф2

Горизонтально расточной станок 2А622Ф4

На рис. 20 показан горизонтальный сверлильно-фрезерно-расточный станок мод. 2А622Ф4 Ленинградского станкостроительного завода им. Я. М. Свердлова. Он предназначен для четырехсторонней обработки консольным инструментом крупных (массой до 3 т) деталей типа корпусов, коробок, станин и др.

Станок выполняет по программе с автоматической сменой инструмента следующие работы:

  • сверление;
  • растачивание;
  • развертывание отверстий;
  • нарезание резьбы метчиками;
  • фрезерование по прямоугольным контурам.

Магазин цепного типа, вмещающий до 100 инструментов, позволяет выполнить обработку сложных деталей за одну установку. В целом, горизонтально расточной станок 2а622ф4 имел хорошие характеристики и компоновку: неподвижная передняя стойка и встроенный поворотный стол с продольным и поперечным перемещениями относительно оси шпинделя. Высокоточные закаленные комбинированные направляющие скольжения и качения, защищенные телескопическими щитками, и шариковые винтовые пары качения для перемещения подвижных узлов обеспечивают получение высоких скоростей позиционирования при длительном сохранении первоначальной точности станка. Главный привод и приводы подачи осуществляются от электродвигателей постоянного тока с тиристорным управлением. Шпиндель имеет пределы частот вращения 63 - 1250 об/мин, пределы подач 1,25 - 1250 мм/мин, скорость быстрых перемещений составляет 5 м/мин. Инструментальный магазин установлен на фундаменте рядом со станиной, наибольшая масса инструмента 35 кг, время смены инструмента до 10 с. Станок снабжен устройствами цифровой индикации координат, номера инструмента и номера кадра программы, разрешающая способность линейных перемещений равна 0,01 мм, угловых - 0,01 град. Точность установки координат на всей длине перемещения (1000 мм) 0,04 мм.

Станок оснащен позиционной системой числового управления от пульта «Размер 2М» (У526). Пульт обеспечивает перемещение по пяти координатам: вертикальное бабки, продольное и поперечное стола, поворот стола, продольное выдвижного шпинделя. Программируются также скорость вращения шпинделя, скорость перемещения подвижных узлов и автоматическая смена инструмента.

Программоносителем является восьмидорожечная перфолента, запись производится в коде ИСО. Задание программы и отработка ее происходят в абсолютной системе. В качестве датчиков точного перемещения использованы развернутые сельсины. Предусмотрена возможность ручного ввода цифровых данных и ручного управления станком.

Концентрация различных видов обработки при одной установке. Высокая степень автоматизации, малое вспомогательное время и автоматическая смена инструмента повышают производительность станка в 3 - 4 раза по сравнению с универсальными станками.

Горизонтальный сверлильно фрезерно расточный станок 2А622Ф4

Рис. 20. Горизонтальный сверлильно фрезерно расточный станок 2А622Ф4

Горизонтально расточной станок МА2612Ф2

На заводе «Станкоконструкция» был изготовлен горизонтально расточной станок МА2612Ф2 (рис. 21) для обработки небольших и средних корпусных деталей с четырех сторон. На станке можно выполнять растачивание, сверление, развертывание, нарезание резьбы метчиками и фрезерование по прямоугольному контуру. Наибольший диаметр сверления в стали равен 30 мм; наибольший диаметр растачивания 200 мм.

Станок оснащен специальной системой позиционного управления, число управляемых координат равно 4, программоносителем является пятидорожечная перфолента, запись производится в коде БЦК-5. Программируются перемещения по четырем координатным осям: поперечное стола, вертикальное шпиндельной бабки, продольное шпинделя и стойки. Поворот стола осуществляется вручную. Обеспечивается возможность внесения коррекций на длину инструмента, а также изменения режима резания во всем диапазоне. Пределы частоты вращения шпинделя 12,5 - 1600 об/мин, пределы подач 3,2 - 630 мм/мин.

Станок может работать в режиме ручного управления с предварительным набором координат. Запрограммировано прерывание автоматического цикла станка для установки специального инструмента или проведения ручных операций. Станок снабжен инструментальным магазином многосекционного типа. Магазин расположен сзади станка. Необходимый инструмент специальным транспортным оператором перемещается из магазина на позицию загрузки. Из этой позиции загрузочным оператором инструмент загружается в шпиндель станка. Отработавший инструмент транспортным оператором возвращается в магазин. Магазин имеет десять секций, в каждой из которых помещается по десять инструментов. Общая емкость магазина равна 100 инструментам.

Горизонтально расточный станок MA2612Ф2

Рис. 21. Горизонтально расточный станок MA2612Ф2