Мещерякова В.Б. 2015 Металлорежущие станки с ЧПУ, страница 3

При управлении станком оператор на первом этапе производит наладку станка. На основечертежа детали или технологической карты, разработанной технологом, оператор подбирает и устанавливает необходимые режущие инструменты, патрон для зажима заготовки, другие приспособления(если необходимо), устанавливает необходимый режим обработки(частоту вращения шпинделя, величины подач), устанавливает и закрепляет на рабочем органе заготовку.На втором этапе при обработке заготовки оператор включает иотключает станок, подводит перед обработкой и отводит после обработки рабочие органы станка, включает и отключает подачу СОЖ,осуществляет, если необходимо, рабочую подачу инструмента илипросто включает механический привод инструмента.

В процессе обработки заготовки оператор переключает режим резания, вводит вработу другие режущие инструменты, проводит, если необходимо,промежуточный контроль точности обработки.На третьем этапе после окончания обработки заготовки операторотключает подачу СОЖ, останавливает станок, разжимает и снимаетизготовленную деталь, проводит, если необходимо, ее окончательный контроль, удаляет стружку, проводит, если необходимо, регулировку и поднастройку узлов станка и готовится к изготовлению следующей детали.Универсальные станки для выполнения указанных функцийуправления оператором имеют большое количество различных рукояток и кнопок управления. Эти станки имеют большие технологические возможности, что позволяет изготавливать на них разнообразные детали из разных материалов, нарезать различные резьбы,обрабатывать заготовки различными режущими инструментами.

Однако указанное разнообразие функций управления оператор долженвыполнять вручную (имея только две руки и помогая иногда ногамидля нажатия на педали).17Оператор должен хорошо знать свой станок, его возможности иособенности работы, знать и уметь выбирать для обработки необходимые режущие инструменты, режимы резания, необходимые приспособления, возможные технологические приемы обработки заготовок.

Оператор должен быть не только станочником, но и совмещать в себе в какой-то степени специалиста-инструментальщика итехнолога. Все это требует от него высоких профессиональных знаний и большого опыта работы, что достигается за счет длительнойработы на станке.Особенно эффективно универсальные станки с ручным управлением получили применение в мелкосерийном и индивидуальномпроизводстве, где необходимо изготавливать небольшие партии илидаже единичные детали. В этом смысле данные станки имеют высокую мобильность (возможность быстрой переналадки на изготовление другой детали).Постоянное присутствие у станка высокопрофессионального оператора, хорошо знающего его конструкцию и технологические возможности, его реальное состояние, позволяет следить за процессомобработки, своевременно выявлять и устранять возможные отклонения и погрешности в обработке, вовремя менять износившийся режущий инструмент и др. Часто для обработки ряда деталей операторуне нужно разрабатывать технологическую карту с указанием последовательности обработки, режима обработки, необходимых инструментов и приспособлений.

Благодаря своему опыту и знаниям он этивопросы решает сам (иногда даже грамотнее технолога).Главные недостатки управления станком вручную:а) низкая производительность, в том числе за счет невозможностиуправлять одновременно несколькими рабочими органами станка(когда оператору не хватает для этого двух рук). Снижение производительности из-за усталости оператора (особенно в конце смены),наличие перерывов в его работе (обоснованных и необоснованных);б) нестабильное качество обработки заготовок в течение рабочейсмены (ухудшение внимания оператора из-за усталости);в) иногда недостаточная профессиональная подготовка оператора, что влияет на производительность и качество обработки заготовок;г) увеличивающаяся с каждым годом нехватка необходимой высокопрофессиональной рабочей силы и ее высокая стоимость;д) непрестижность данной работы и значительные физическиенагрузки.Поэтому сразу после появления универсальных станков встал вопрос о частичной или полной автоматизации их управления.

Приэтом необходимо было решать две основные проблемы: а) повышение производительности их работы, что в первую очередь требова18лось для массового и крупносерийного производства; б) сохранениепри этом высокой мобильности, что особенно характерно для среднесерийного, мелкосерийного и индивидуального производства.2.2. МЕТАЛЛОРЕЖУЩИЕ ПОЛУАВТОМАТЫ И АВТОМАТЫС РАНЕЕ СУЩЕСТВУЮЩИМИ СИСТЕМАМИ ПРОГРАММНОГОУПРАВЛЕНИЯ. ИХ СТРУКТУРА ПОСТРОЕНИЯИ ВЫПОЛНЯЕМЫЕ ФУНКЦИИ УПРАВЛЕНИЯПервыми элементарными системами программного управления (ПУ), позволившими автоматизировать только процесс непосредственной обработки, были механические копировальные системы (рис.

2.1). В качестве программоносителя, который несет насебе данные для управления, здесь применяется неподвижно установленный копир 5.При перемещении продольного суппорта 2 (см. рис. 2.1) с продольной подачей Sпр щуп 4, закрепленный, как и резец, на поперечном суппорте 3, скользит по поверхности копира 5.

В результатепроисходит поперечная подача Sпоп суппорта 3 и обработка заготовки1 аналогично профилю копира. Как видно из рисунка, копир в механических копировальных системах выполняет две функции: управления перемещением поперечного суппорта и его рабочей подачи.Последнее является большим недостатком, так как копир воспринимает силу резания и в результате повышается его износ и снижаетсяточность обработки заготовки. Поэтому копир приходится делатьчасто стальным и для снижения износа проводить его термообработку.

В результате имеем высокую трудоемкость изготовления копиров, особенно со сложным профилем.12345Рис. 2.1. Схема и принцип работы механической копировальной системы19Вторым недостатком данных систем является необходимостьпосле каждого цикла обработки делать так называемый отскок щупаот копира, отводить обратно копир или суппорт в исходное положение и там опять подводить щуп к поверхности копира. Это перемещение является дополнительным холостым ходом и снижает производительность обработки.Управляют эти системы работой только одного режущего инструмента, что снижает технологические возможности станка.Преимуществом этих систем является быстрая переналадкастанка на изготовление другой детали путем установки другого копира (достаточно высокая мобильность).

Однако здесь необходимоне забывать, что новый копир надо спроектировать и изготовить заранее. Обычно это делается параллельно с работой станка.Чтобы исключить недостатки, связанные с необходимостью возвратно-поступательного перемещения копира, и получить возможность управлять несколькими рабочими органами станка, были разработаны и получили широкое применение кулачковые системы ПУ,где программоносителями являются кулачки.Было предложено обернуть плоский копир на барабан (цилиндр)и поставить его на вал (рис. 2.2, а).

В этом случае барабанный кулачок 3, поворачиваясь на валу через башмак 2, перемещает суппорт 1.Сделав один оборот, кулачок сразу готов для выполнения следующего цикла.Барабанные кулачки получились не очень удобными из-за ихбольших осевых размеров, поэтому были разработаны и получилиболее широкое применение дисковые кулачки (рис. 2.2, б).

Кулачок 143512321а)б)Рис. 2.2. Схемы кулачковых механизмов и принцип работы кулачковыхсистем ПУ:а и б — соответственно кулачковые механизмы с цилиндрическим (барабанным)кулачком и с дисковым кулачком и качающимся толкателем20через качающийся толкатель 2, зубчатый сектор 3 и рейку перемещает суппорт 4. Обратный ход обеспечивается пружиной 5.Несколько кулачков (как барабанных, так и дисковых) в соответствии с разработанной циклограммой работы автомата устанавливаются на одном валу, который называется распределительным.

Количество кулачков, например, в сборочных автоматах может быть более10 штук. В результате имеется возможность последовательно и одновременно управлять работой нескольких рабочих органов станка, чторасширяет его технологические возможности и повышает производительность.Кулачковые системы ПУ получили широкое применение для автоматизации самого разнообразного технологического оборудованияв разных отраслях промышленности. Для механической обработкирезанием до сих пор эффективно применяются автоматы продольного точения, токарно-револьверные автоматы, многошпиндельныеполуавтоматы и автоматы и др.

Автоматы с этими системами ПУдостаточно просты и надежны, имеют низкую стоимость.Недостатком кулачковых систем ПУ является большая трудоемкость проектирования и изготовления кулачков и необходимость ихпоследующей установки и наладки на автомате. Последнее производится непосредственно на автомате, который длительное время простаивает. Кулачки в этих системах, как и копир в механических копировальных системах, воспринимают силы резания, что требует ихсоответствующего изготовления и учета этого при эксплуатации автомата.Особенно эффективно полуавтоматы и автоматы с кулачковымисистемами ПУ применяются в массовом и крупносерийном производстве, где их переналадка производится очень редко.