Мещерякова В.Б. 2015 Металлорежущие станки с ЧПУ (849655), страница 15
Текст из файла (страница 15)
3.26).Разработаны комплекты унифицированного вспомогательногоинструмента, которые образуют инструментальные системы для соответствующих групп станков с ЧПУ. Структура и характеристика таких систем для токарных, фрезерных и многоцелевых станковописаны в работах [4, 7, 9].Унификация вспомогательного инструмента основана на принципе взаимозаменяемости (элементы должны комплектоваться винструментальные блоки без дополнительной пригонки) и рационального разделения конструкций инструментальных блоков наагрегаты. Каждый агрегат выполняет определенную функцию и может многократно использоваться при создании различных инструментальных блоков с необходимой точностью и жесткостью соединения.84К вспомогательному инструментупредъявляют следующие требования:• его номенклатура и стоимость1должны быть экономически целесообразными;• при установке и креплении режущего инструмента должны обеспечиваться требуемая точность, жесткость и виброустойчивость с учетом2интенсивных режимов работы;• должна быть предусмотрена возможность (в необходимых случаях)регулирования положения режущего инструмента;• обслуживание должно быть удобным (при необходимости — быстросменность);3• изготовлениеиконструкция5должны быть простыми;• масса вспомогательного инструмента не должна превышать определенной величины для исключения трудностей при смене режущего инструмента;4• посадочные места оправок (хвостовики) и резцедержавок следует выполнять с высокой точностью дляобеспечения идентичности их положения при установке и креплении в одном и том же шпинделе Рис.
3.26. Схема построенияинструментальногоили на одном и том же суппорте комплекта для многоцелевыхстанка, а также на приборе настанков:стройки режущих инструментов.1 — шпиндель; 2 — оправки;3 — фреза; 4 — патрон дляДля закрепления режущего инструкрепления сверла;мента на фрезерных и многоцелевых5 — переходные оправкистанках применяют оправки, размерыкоторых регламентированы ГОСТ25827–93. Данный стандарт распространяется на хвостовики оправокс конусом 7 : 24 для их ручной и автоматической смены.В последние годы получает все большее развитие высокоскоростная обработка заготовок, что потребовало значительного увеличения частот вращения шпинделя в станках с ЧПУ.Было установлено, что широко применяющиеся на многоцелевыхстанках оправки с коническим хвостовиком (конус 7 : 24) имеют85слишком большую массу.
При высоких частотах вращения шпинделяэто приводит к появлению осевой составляющей центробежнойсилы, сопоставимой с силой закрепления оправки в шпинделе. Таккак эти силы направлены в противоположные стороны, то можетпроизойти раскрепление оправки, нарушение базирования ее хвостовика в шпинделе станка и, следовательно, снижение жесткости иточности этого крепления.Фирмой OTT JAKOB (ФРГ) были разработаны новые полые оправки с укороченным конусным хвостовиком HSK.В нашей стране вышел ГОСТ Р 51726–2001, регламентирующийкрепление оправок с полым коническим хвостовиком HSK типа А.В стандарте полностью отражены требования стандарта ДИН 69063–1–95 «Крепление инструментов с полым коническим хвостовиком(HSK) типа А.
Присоединительные размеры».Современные токарные станки с ЧПУ в большинстве случаевимеют револьверную головку (одну, две или три), в 6, 8, 12, 16 позициях которой устанавливают различные режущие инструменты. Ихустановку осуществляют также с применением вспомогательногоинструмента (резцедержавок).В настоящее время для токарных станков с ЧПУ разработаны двеподсистемы вспомогательного инструмента: с цилиндрическим хвостовиком и базирующей призмой (см.
работы [4, 7]).В связи со значительными трудностями смены державок с инструментом, установленным в револьверной головке токарногостанка, в настоящее время применяют державки с быстросменнымирезцовыми головками (рис. 3.27).При таком конструктивном исполнении, когда сами державкиостаются в револьверной головке, а меняются только базируемые вних резцовые головки (при износе инструмента или при переходе наобработку других заготовок), упрощаются смена и настройка инструментов в револьверной головке, а также становится возможной замена резцовых головок автоматически с помощью автооператора илипромышленного робота.При автоматическом цикле обработки заготовок на станках сЧПУ и автоматической смене режущих инструментов точность изготовления деталей в значительной степени зависит от точностипредварительной размерной настройки режущих инструментов, точности их исходного положения по отношению к заготовке.
Размерная настройка режущих инструментов может выполняться двумяспособами: вне станка на специальных приборах и непосредственнона станке перед началом обработки с применением измерительныхщупов.Приборы для настройки режущих инструментов при их установкеи закреплении в оправках и на державках подразделяют на две86а)б)Рис. 3.27. Схемы закрепления быстросменных резцовых головок:а — фирмы Sandvik Coromant (Швеция); б — фирмы Krupp Widia (Германия)группы: контактные и бесконтактные.
Первые оснащают индикаторами, вторые — оптическими средствами измерения (микроскопами,проекторами, компараторами).Второй способ — настройка непосредственно на станке путемкасания режущим инструментом специальных измерительных щупов, установленных на столе станка, на специальном выдвижномкронштейне, на шпиндельной бабке и др., и сообщения в системуЧПУ действительного положения резущей кромки инструмента.3.5.2.Магазины для накопления и транспортировкиинструментовИнструментальный магазин предназначен для создания запасарежущих инструментов, необходимого для изготовления на данномстанке заданной номенклатуры деталей.При автоматической смене инструментов применяют инструментальные магазины различных типов и конструкций, устанавливаемыев большинстве случаев непосредственно на станке.На токарных станках с ЧПУ в качестве таких магазинов используют револьверные головки, а на многоцелевых станках применяютдисковые, барабанные и цепные инструментальные магазины вместимостью 10—180 инструментов.
При малом числе инструментов (до8712 шт.) на этих станках могут иногда применяться револьверные головки.К инструментальным магазинам предъявляются следующие основные требования:• вместимость магазина должна быть достаточной для изготовления на станке заданной номенклатуры деталей;• магазин должен быть по возможности простым и компактным;большая вместимость магазина усложняет его конструкцию, делает его дороже, увеличивает его габаритные размеры и массу;• магазин желательно располагать вне рабочей зоны станка,чтобы он сам и выступающие из него инструменты не мешалиустановке и снятию заготовки, перемещениям рабочих органовстанка в процессе обработки заготовки; магазин и находящиесяв нем инструменты необходимо предохранять от попаданиястружки и грязи;• следует обеспечить удобный и безопасный доступ к магазинуоператора и наладчика для загрузки и замены инструментов, чтоособенно важно при использовании крупногабаритных и тяжелых инструментов;• поворот магазина в нужную позицию должен проводиться смаксимально возможной скоростью и совмещаться с выполнением предыдущего перехода обработки;• конструкция и работа магазина не должны оказывать отрицательного влияния на параметры станка (жесткость, виброустойчивость, точность и др.).Накопление и транспортирование инструментов револьверными головками.
Револьверные головки применяют с вертикальной, горизонтальной и наклонной осями вращения. Смена инструмента осуществляется поворотом головки на нужное число позиций и последующей фиксацией головки. Время смены инструмента в этом случаесоставляет 1—4 секунды.Револьверная головка, в отличие от других инструментальныхмагазинов, является непосредственным рабочим органом станка,воспринимающим силы резания. Поэтому она должна характеризоваться высокой прочностью, жесткостью и точностью позиционирования при повороте. Режущие инструменты для обработки внутренних и наружных поверхностей не должны мешать друг другу.Замена инструментов в головке должна осуществляться удобно илегко, к инструменту должен быть свободный доступ.На рис.
3.28 показаны конструкции револьверных головок, применяемых на токарных станках с ЧПУ.Многие заготовки, обрабатываемые на токарных станках с ЧПУ,помимо точения, требуют других видов обработки: сверления соосных и несоосных продольных и поперечных отверстий; нарезания88а)б)Рис. 3.28. Конструкции револьверных головок:а — звездообразная; б — барабанная фирмы Duplomati (Италия)резьбы метчиками; фрезерования боковых поверхностей и канавоки др.В этом случае шпиндель станка, кроме вращения, имеет управляемый поворот по координате С, а в конструкции револьверных головок предусматривают возможность установки помимо неподвижныхтакже и вращающихся инструментов (сверл, метчиков, фрез и др.).Для привода вращения этих инструментов используют отдельныйрегулируемый электродвигатель, установленный непосредственнона револьверной головке. В качестве примера на рис.
3.29 показаныдве конструктивные схемы таких головок.В первой конструкции (рис. 3.29, а) вращение от электродвигателя1 передается на центральный вал 2 с центральной конической шестерней 6 и далее на все позиции револьверной головки 4 с вращающимисяинструментами 3, подключаемыми к вращению муфтами 5.Во второй конструкции (рис. 3.25, б) вращение от электродвигателя 1 передается через вал 2 и муфту 3 только на одну позицию револьверной головки 5, где установлен вращающийся инструмент 4.В настоящее время разработан унифицированный ряд револьверных головок для токарных станков с ЧПУ, выпускаемых специализированными фирмами, например фирмами Sauter (Германия),Baruffaldi и Duplomatic (Италия) и др.
Так, фирма Sauter выпускаетшесть типоразмеров револьверных головок с посадочным диаметромдля самой головки от 108 до 370 мм, массой головок от 36 до 460 кг.На некоторых специализированных фрезерных станках с ЧПУпри использовании для обработки заготовок небольшого количества891135655432432а)б)Рис. 3.29. Примеры конструктивных схем вращения инструментовв револьверных головках:а — через конические зубчатые передачи и соединительные муфты; б — черезременную передачуинструментов также применяют 5-и 6-позиционные револьверныеголовки, что сокращает время смены инструмента.
Недостаткамитаких револьверных головок являются: их малая вместимость; необходимость в каждой позиции револьверной головки иметь шпиндель,что усложняет и удорожает ее конструкцию; снижение жесткостишпиндельной бабки и точности установки инструмента при поворотеи фиксации головки.Условия обработки улучшаются, а конструкция упрощается приприменении конусной револьверной головки 1 с наклонной осью еевращения (рис. 3.30, а). В этом случае имеется только один шпиндель 3, который в рабочей позиции соединяется поочередно с оправками 4, установленными в позициях головки.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
