описание станка (Пример курсовика), страница 2

§ 5. ВЕРТИКАЛЬНО-ФРЕЗЕРНЫЙ СТАНОК С КРЕСТОВЫМ СТОЛОМ И ЧПУ МА655ФЗ

Станок предназначен для обработки деталей сложной криво­линейной формы типа шаблонов, вырубных штампов, пресс-форм, кулачков и других в единичном, серийном и мелкосерийном про­изводстве. Станок может встраиваться в автоматизированный участок с управлением от ЭВМ. Если на вертикально-фрезерных консольных станках точность обработки получают в пределах =±(0,1—0,15) мм, то станок МА655ФЗ обеспечивает точность обработки 0,03—0,05 мм. Для достижения высокой жесткости принята компоновка вертикально-фрезерного станка с крестовым 152

столом. Изменена также конструкция шпиндельной бабки — шпиндель смонтирован не в гильзе, а в ползуне, перемещающемся по вертикальным направляющим бабки.

Высокая жесткость привода подач и уменьшение масс его
£ движущихся элементов обеспечивают частоту собственных коле-

f баний механических звеньев привода около 350 рад/с. При такой

f- частоте станок практически не оказывает влияния на динамиче-

'| ские параметры системы управления. Для повышения точности

в приводе подач применены направляющие качения с предвари­тельным натягом.

Т ехническая характеристика станка. Размеры рабочей поверх­ности стола (ширинахдлина) 500x1250 мм, наибольшее переме­щение стола: продольное 1000 мм; поперечное 500 мм; число частот вращения шпинделя 17; пределы частот вращения шпинделя 63—

XY Z

Рис. 78. Блок-схема устройства ЧПУ УМС-2Ф

2500 об/мин; регулирование по- | ув \ дач — бесступенчатое; пределы по­дач стола и ползуна 12— 700 мм/мин; ускоренный ход 1400 мм/мин;габаритные размеры станка 2320x2035x2700 мм.

Система ЧПУ — фазово-им-пульсная со встроенным линейно-круговым интерполятором УМС-2Ф. Программоноситель — пер­фолента; скорость считывания информации 600 строк/с.

В станке по программе предусмотрено перемещение стола, салазок и ползуна шпиндельной бабки, выбор величины рабочих подач и ускоренных перемещений и т. д.

На рис. 79 приведена блок-схема устройства УМС-2Ф. Фото-считывающая приставка ФСП считывает информацию с перфо­ленты, и сигналы поступают в устройство ввода У В, которое кон­тролирует считываемую информацию, осуществляет дешифрацию вводимых команд. В УВ находится буферная память, которая хранит численную информацию до тех пор, пока линейно-круговой интерполятор ЛКИ не отработает предыдущий кадр. Только после этого вводится новый кадр. Блок задания скорости БЗС обеспе­чивает необходимую скорость работы JIt\M, благодаря этому регулируется заданная скорость подачи. Устройство расчета зквидистанты УРЭ производит расчет, исходя из величин коорди­нат начальной и конечной точки дуги обрабатываемого контура и величины радиуса фрезы. Блок третьей координаты БТК обес­печивает непрерывное управление по трем координатам, причем третья координата задается как линейная функция от переме­щения по двум основным координатам. Тактовый генератор ТГ выдает тактовую частоту (40 кГц) на все блоки, а блок питания БП обеспечивает питанием все узлы. Управление осуществляется с пульта управления ПУ.

153

Основные узлы и движения в станке. По горизонтальным на­правляющим станины А (рис. 80) перемещаются салазки кресто­вого стола Б (координата У), а по направляющим салазок в про-

И=5,5кВт

Рис. 80. Кинематическая схема вертикально-фрезерного станка с крестовым столом И ЧПУ МЛ655ФЗ

дельном направлении — стол (координата X'). По вертикальным направляющим станины может перемещаться шпиндельная бабка /" с главным приводом (установочное перемещение), а по направляющим шпиндельной бабки движется ползун В со шпин­делем VI станка (подача по оси Z). Шпиндель станка получает главное движение.

Кинематика станка. Главное движение. Ступенчатая коробка скоростей приводится во вращение от асинхронного двигателя Ml (N = 5,5 кВт, п = 1450 об/мин). Управление коробкой скоростей осуществляется от селективного однорукояточного механизма. Для уменьшения шума валы коробки смонтированы на подшип­никах качения повышенной точности. Передвижные блоки зуб­чатых колес Б1, Б2, БЗ, Б4, Б5 обеспечивают \7 практических зна­чений частот вращения шпинделя в пределах 63— 2500 об/мин.

Минимальная частота вращения шпинделя

, ._СЛ 21 28 32 19 со л/ "mm = ¹⁴⁵° 69 62 Ж ТГ ^ ^{63 об}/^мин-

В станке применен быстросменный патрон, позволяющий закреплять инструмент без шомпола, снизу.

Приводы подач. В качестве приводов подач по осямХ', У, Z применен тиристорный следящий электропривод с использова­нием малоинерционных электродвигателей с гладким якорем типа ПГТ-2. Следящий электропривод представляет собой двух-контурную систему автоматического регулирования с жесткими обратными связями по скорости и пути. Для контроля скорости используют тахогенераторы, в качестве путевого датчика — вра­щающиеся трансформаторы, ВТ которые соединены с ходовыми винтами через беззазорные редукторы.

Привод ползуна по оси Z осуществляется от двигателя М2 (N = 2 кВт, п = 3000 об/мин) через беззазорные передачи z = = 12—12, 36—72 и передачу винт—гайка качения IX с шагом Р = 6 мм. Обратная связь осуществляется с помощью вращающе­гося трансформатора на валу X, соединенного с ходовым винтом через беззазорный редуктор.

Привод стола и салазок по осям X' и У осуществляется от малоинерционных двигателей постоянного тока с гладким якорем МЗ и М4 (N = 2 кВт, п = 3000 об/мин). Привод салазок разме­щен в станине, а привод стола — в левой части салазок. Салазки станка представляют собой массивную чугунную отливку, име­ющую в нижней части направляющие для поперечного переме­щения, а в верхней части продольные направляющие качения. Для создания предварительного натяга в направляющих служат нажимные ролики. Для получения поперечного перемещения движение передается винт—гайке качения XVII от двигателя МЗ через зубчатую пару z = 19—38 и червячный редуктор г = = 3—30. Для устранения зазора в зубчатых зацеплениях редук­тор имеет две параллельные кинематические ветви. Устранение зазора осуществляется смещением одного из червяков в осевом направлении.

С зубчатым колесом z = 60 на валу XVIII связан беззазорный редуктор к вращающемуся трансформатору. Зазор в зубчатых передачах z = 16—64 и 20—60 устраняют пружинами. Необ­ходимо, чтобы 1 мм перемещения салазок соответствовал одному

155

обороту вращающегося трансформатора. Эту зависимость можно выразить уравнением

1 Л ^{16 20} 10 1

¹ °^б GTW^{12=1 ММ}'

Таким образом, при контроле углового перемещения ходового винта одному командному импульсу (0,01 мм) соответствует по­ворот ротора вращающегося трансформатора на 3,6°.

Аналогично устроен и редуктор к ВТ продольного переме­щения. Ходовой винт XXVI продольного перемещения получает вращения от двигателя М4 через зубчатую пару z = 19—38 и червячный редуктор z = 3—30. Для защиты направляющих и ходовых винтов от стружки и эмульсии предусмотрены телеско­пические щитки. Установка стола и салазок в исходное положение происходит с помощью оптических и отсчетных микроскопов.

Привод установочного перемещения шпиндельной бабки осу­ществляется от электродвигателя переменного тока М5 через червячную пару z = 2—30, зубчатую передачу z = 40—40 и ходовой винт с шагом Р = 8 мм. Зажим шпиндельной бабки производится гидроцилиндром; действие зажимного устройства сблокировано с пуском привода перемещения шпиндельной бабки.

Глава XVI МНОГООПЕРАЦИОННЫЕ СТАНКИ

§ 1. КОНСТРУКТИВНЫЕ ОСОБЕННОСТИ МНОГООПЕРАЦИОННЫХ СТАНКОВ

Многооперационным станком называется станок с ЧПУ, обеспечивающий выполнение многих технологических операций на сложных деталях с разных сторон без их перебазирования и, как правило, с автоматической сменой инструмента [14]. Они делятся на станки для обработки деталей типа корпусных и типа тел вращения. Станки для обработки деталей типа тел вращения распространены в меньшей степени. Рассмотрим много­операционные станки для корпусных деталей. На них можно сверлить, зенкеровать, развертывать, растачивать, нарезать резьбу, фрезеровать плоские поверхности и контуры. Произво­дительность изготовления деталей на таких станках в 4—10 раз выше, чем на универсальных станках. Это происходит за счет рез­кого сокращения затрат вспомогательного и подготовительно-заключительного времени, интенсификации режимов резания, сокращения времени на контрольные операции и т. д. На этих станках вручную лишь устанавливают и закрепляют деталь. Для сокращения времени загрузки заготовок и съема готовых деталей используют устройства для автоматической смены приспособле-156

ний — спутники, маятниковые столы_; поворотные столы, рабо­тающие поочередно и др. Все шире применяется агрегатирование узлов многооперационных станков.

Компоновка станков. Различают станки вертикальной и гори­зонтальной компоновки. Вертикальные многооперационные станки, характеризующиеся вертикально расположенным шпин­делем, предназначены для деталей, которые обрабатывают с одной стороны. Их выполняют по типу: 1) вертикального консольно-фрезерного станка; 2) бесконсольного вертикально-фрезерного станка или одностоечного координатно-расточного; 3) продольно-фрезерного или двухстоечного координатно-расточного станка. По такому типу выполнены многооперационные станки 243ВМФ2, СМ-213 и др.

Горизонтальные многооперационные станки предназначены для обработки деталей с двух-четырех, а иногда и пяти сторон. Их выполняют по типу горизонтальных консольно-фрезерных и го­ризонтально-расточных станков. Шпиндель в таких станках расположен горизонтально. Наиболее распространены станки, имеющие крестовый и поворотный столы, вертикально переме­щающуюся шпиндельную бабку. К станкам с горизонтальной компоновкой относятся 6902ПМФ2, 6904ВФ4, 6305Ф4 и др.

Точностные характеристики станков должны обеспечить вы­полнение предварительных и финишных операций, поэтому их выпускают классов точности П и В.

Системы ЧПУ. Многооперацнонные станки работают совме­стно с позиционными, контурными и универсальными системами ЧПУ. Минимальное число управляемых координат равно трем. Системы обеспечивают направление и величину рабочих переме­щений, выдают команды на выполнение вспомогательных функ­ций: автоматический поиск инструмента и его смену после обра­ботки, установку шпинделя в определенное положение при смене инструмента, изменение режимов обработки, включение и отклю­чение СОЖ в зону обработки, реверс шпинделя при выполнении резьбонарезных операций, фиксацию узлов после их позициони­рования и т. д.

Главный привод. Учитывая большое число разнохарактерных операций, выполняемых на многооперационном станке, приме­няют приводы с регулированием скоростей в широком диапазсне. Для малых типоразмеров этих станков предназначены приводы с асинхронным электродвигателем и коробками скоростей (иногда дополнительно устанавливают вариатор). В станках больших типоразмеров применяют электродвигатели постоянного тока, регулируемого с помощью тиристорного привода. Этот привод будет распространен вскоре на большинство типоразмеров много-операционных станков.

Для повышения жесткости шпинделя исключено его осевое перемещение путем монтажа шпинделя непосредственно в переме­щаемой шпиндельной головке.

157