Мещерякова В.Б. 2015 Металлорежущие станки с ЧПУ, страница 2

1.5).В начальный период разработки станков с ЧПУ выпускалисьсверлильные станки с ЧПУ (например, мод. 2Р135Ф2 и др.). В настоящее время выпускаются в основном сверлильно-фрезерно-расточные станки с ЧПУ, называемые многоцелевыми станками, с горизонтальной и вертикальной компоновкой шпинделя (рис. 1.6). Наэтих станках кроме обработки обычных отверстий может производиться расточка точных отверстий и фрезерование поверхностей.Как указывалось выше, обработка различных отверстий, а такжефрезерование поверхностей могут производиться и на токарныхмногоцелевых станках с ЧПУ.Типовые схемы обработки поверхностей заготовок фрезерованиемпоказаны на рис.

1.7.Режущий инструмент (фреза) устанавливается в шпинделе станкаи получает вращательное (Dr) движение, а заготовка устанавливаетсяна столе станка и получает продольное (Dsпp) и поперечное (Dsп)перемещения. Вертикальное (Dsв) перемещение получает шпиндельная бабка или консольный стол.Фрезерные станки с ЧПУ выпускаются как специализированные(в том числе и с револьверной головкой) для обработки деталей винструментальном производстве (типа штампов), деталей в авиационной промышленности и др.811122а)2б)в)1122г)д)Рис.

1.5. Схемы обработки отверстий:а — сверлом; б — зенкером; в — цековкой; г — цилиндрической разверткой;д— метчиком; 1 — инструмент, 2 — заготовка11А4322a)б)Рис. 1.6. Примеры многоцелевых станков:а — с горизонтальной компоновкой шпинделя; б — с вертикальной компоновкойшпинделя; 1 — шпиндель; 2 — крестовый стол; 3, 4 — поворотные столы91221а)б)1122в)г)Рис.

1.7. Схемы формообразования поверхностей фрезерованием:а — концевой фрезой; б — цилиндрической фрезой; в — торцевой фрезой;г — фасонной концевой фрезой; 1 — инструмент; 2 — заготовкаОбработка поверхностей фрезерованием чаще применяется вмногоцелевых станках с ЧПУ совместно с обработкой отверстий(в том числе и на токарных станках).Шлифование является одним из видов обработки резанием, осуществляемым абразивным инструментом — шлифовальным кругом.Его применяют для чистовой и отделочной обработки заготовок свысокой точностью. Для заготовок из закаленных сталей шлифование является одним из наиболее распространенных методов окончательного формообразования (рис.

1.8).При плоском шлифовании (рис. 1.8, а) возвратно-поступательноеперемещение заготовки 2 относительно шлифовального круга 1 необходимо для обеспечения продольной подачи Dsпр. Для обработкиповерхности на всю ширину заготовка или круг должны иметь движение поперечной подачи Dsп. Периодически происходит и движение подачи Dsв на глубину резания.Движения, осуществляемые при внутреннем шлифовании, показаны на рис. 1.8, б.На некоторых внутришлифовальных станках с ЧПУ применяетсяревольверная головка с несколькими кругами.101122а)б)1в)31234г)Рис.

1.8. Схемы обработки на шлифовальных станках:а — на плоскошлифовальных станках; б — на внутришлифовальных станках;в — на круглошлифовальных станках; г — на бесцентровошлифовальных станках;1 — шлифовальный круг; 2 — нож; 3 — заготовка; 4 — ведущий кругПри круглом шлифовании (рис. 1.8, в) движение продольной подачиобеспечивается возвратно-поступательным перемещением заготовки.Вращение заготовки является движением круговой подачи Dsкр.При бесцентровом шлифовании (рис. 1.8, г) заготовка 3 обрабатывается в незакрепленном состоянии. Ее устанавливают на нож 2между двумя кругами — шлифующим 1 и ведущим 4.

Эти круги вращаются в одном направлении, но с разными скоростями. Трениемежду ведущим кругом и заготовкой больше, чем между ней и рабочим кругом. Вследствие этого заготовка увлекается во вращение соскоростью, близкой к окружной скорости ведущего круга.Перед шлифованием ведущий круг устанавливают наклонно подуглом θ (1–7°) к оси вращения заготовки. Вектор vв.к скорости этогокруга разлагается на составляющие, и возникает скорость движенияподачи vsпр. Поэтому заготовка перемещается по ножу вдоль своейоси и может быть прошлифована на всю длину. Чем большеугол θ,тем больше подача.На рис.

1.9 показаны кругло- и плоскошлифовальные станки иосновные движения в них. Круглошлифовальный станок состоит из11следующих основных узлов (рис. 1.9, а): станины 2, стола 3, переднейбабки 4 с коробкой скоростей, шлифовальной бабки 5, заднейбабки 1.Наибольшее распространение получили методы шлифования нацентрах (см. рис. 1.8, в). Возможно консольное закрепление заготовок в кулачковых патронах.На плоскошлифовальном станке (рис. 1.9, б) заготовка устанавливается на столе 2, который имеет возвратно-поступательное движение по направляющим станины 1. Шлифовальный круг установленв шпиндельной бабке 3, имеющей вертикальное перемещение настойке 4, которая, в свою очередь, имеет поперечное перемещениепо направляющим станины 1.Большую группу изготавливаемых деталей составляют различныетипы зубчатых колес. Обработка заготовок зубчатых колес осуществляется несколькими методами, среди которых наибольшее применение получил метод обкатки (рис.

1.10, а, б).Он основан на зацеплении зубчатой пары: режущего инструментаи заготовки. Режущие кромки инструмента имеют профиль зуба сопряженной рейки или сопряженного колеса. Боковая поверхностьзуба на заготовке образуется как огибающая последовательных положений режущих кромок инструмента в их относительном движении (рис. 1.10, б). Метод обкатки обеспечивает непрерывное формообразование зубьев колеса.544332112а)б)Рис. 1.9. Примеры шлифовальных станков:а — круглошлифовальный; б — плоскошлифовальный с горизонтальным шпинделем122112а)б)Рис. 1.10. Примеры схем формообразования зубчатых колес:а — зуборезным долбяком; б — червячной модульной фрезой;1 — инструмент; 2 — заготовкаНаиболее широкое распространение в промышленности получили зубообрабатывающие станки, работающие по методу обкатки:зубофрезерные, зубодолбежные и зубострогальные.Зубофрезерные станки предназначены для нарезания цилиндрических колес внешнего зацепления с прямыми и косыми зубьями ичервячных колес.

На рис. 1.11, а показана компоновка и основныедвижения зубофрезерного полуавтомата. На станине 1 слева установлена неподвижная стойка 2. Фрезу, закрепленную на оправке, устанавливают в шпинделе фрезерного суппорта 3, который перемещается по вертикальным направляющим стойки. Суппорт может поворачиваться в вертикальной плоскости. Заготовку закрепляют наоправке вращающегося стола 6.

На корпусе стола, перемещаемом погоризонтальным направляющим станины, установлены задняя4532362411а)б)Рис. 1.11. Примеры зубообрабатывающих станков:а — зубофрезерный; б — зубодолбежный13стойка 4 с подвижным кронштейном 5 для поддержания верхнегоконца оправки.Зубодолбежные станки предназначены для нарезания цилиндрических зубчатых колес внешнего и внутреннего зацепления с прямыми и косыми зубьями (рис. 1.11, б). На этих же станках можнонарезать блоки зубчатых колес с малым расстоянием между венцамиколес, а также шевронные колеса.Долбяк, закрепленный в шпинделе 3, получает вращательное иодновременно возвратно-поступательное движение.

Суппорт 2 перемещается по направляющим станины 1 в поперечном направлении. Заготовку закрепляют на шпинделе стола 4 и сообщают ей вращательное движение. Кроме того, заготовка имеет возвратно-поступательное движение в горизонтальной плоскости для отводазаготовки от долбяка перед каждым его вспомогательным ходом.В настоящее время все более широкое применение получают зубофрезерные и зубодолбежные станки с ЧПУ.Формообразование поверхности заготовок строганием (рис. 1.12, а)характеризуется наличием двух движений: возвратно-поступательногорезца 1 (скорость движения резания) и прерывистого прямолинейногодвижения подачи заготовки 2, направленного перпендикулярно к вектору главного движения. Процесс резания при строгании прерывистый, и удаление материала происходит только при прямом рабочемходе.

Во время обратного (вспомогательного) хода резец работу не112122а)б)в)21г)Рис. 1.12. Примеры схем формообразования:а — строгальным резцом; б — долбяком; в — плоской протяжкой;г — круглой протяжкой14производит. Прерывистый процесс резания способствует охлаждениюинструмента, что исключает в большинстве случаев применение смазочно-охлаждающей жидкости (СОЖ).Разновидностью строгания является долбление, где главное движение резания — возвратно-поступательное совершает резец 1 в вертикальной плоскости (рис. 1.12, б). Заготовка 2 имеет прерывистуюподачу.Строгальные станки предназначены для обработки резцами плоских поверхностей, канавок, фасонных линейчатых поверхностей.Широкое применение строгальные станки находят в станкостроениии тяжелом машиностроении, когда необходимо обрабатывать крупные, большой массы заготовки станин, корпусов, рам, оснований,колонн и других деталей.На рис.

1.13 показаны компоновки и основные движения поперечно-строгального (рис. 1.13, а) и одностоечного продольно-строгального станка (рис. 1.13, б).На поперечно-строгальном станке заготовка устанавливается настоле 1, который перемещается в поперечном направлении по направляющим консоли 4. Консоль может перемещаться в вертикальном направлении по направляющим стойки 3. Строгальный резецустановлен в откидном резцедержателе на суппорте ползуна 2, который осуществляет возвратно-поступательные движения: вперед —рабочий ход со съемом припуска; обратно — вспомогательный.На долбежных станках главное движение резания — возвратнопоступательное в вертикальной плоскости — сообщают ползуну, накотором установлен резцедержатель с резцом.

Заготовку закрепляютна столе станка, который имеет прерывистое движение продольнойи поперечной подач.2314а)б)Рис. 1.13. Примеры строгальных станков:а — поперечно-строгальный; б — одностоечный продольно-строгальный15Обработка заготовок 2 протягиванием (рис. 1.12, в, г) производится многолезвийным режущим инструментом — протяжкой 1 приее поступательном движении относительно неподвижной заготовки(главное движение резания). По форме различают круглые, шлицевые, шпоночные, многогранные и плоские протяжки.Протяжные станки отличаются простотой конструкции и эксплуатации. Это обусловлено тем, что формообразование поверхностина протяжном станке осуществляется копированием формы режущих кромок зубьев инструмента.Протяжные станки предназначены для обработки внутренних инаружных поверхностей различной формы, чаще всего в условияхкрупносерийного и массового производства.

В зависимости от видаобрабатываемых поверхностей их делят на станки для внутреннего инаружного протягивания; по направлению главного движения — нагоризонтальные и вертикальные.Подробные технические характеристики отечественных станков,в том числе и станков с ЧПУ, приведены в соответствующей литературе.РАЗДЕЛ 2СПОСОБЫ УПРАВЛЕНИЯ МЕТАЛЛОРЕЖУЩИМИСТАНКАМИ, ИХ СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ.СИСТЕМЫ ЧПУ2.1. УНИВЕРСАЛЬНЫЕ МЕТАЛЛОРЕЖУЩИЕ СТАНКИ С РУЧНЫМУПРАВЛЕНИЕМ, ИХ СТРУКТУРА ПОСТРОЕНИЯ, ФУНКЦИИУПРАВЛЕНИЯУправление обработкой заготовок на обычных универсальныхстанках производится оператором вручную.