Кузнецов Ю.Н. Станки с ЧПУ (986783), страница 29
Текст из файла (страница 29)
Если принять, что осевая деформация винтовой пары создается главным образом силой предварительного натяга, то можно получить жесткость винтовой передачи, Н/мкм !, -24з.. (4.68) Общая жесткость привода подач зависит не только от жесткости резьбового соединения, но и в большой степени от жесткости самого винта при его растяжении — сжатии, осевых опор и всех неподвижных соединений. 5. КОНСТРУИРОВАНИЕ И РАСЧЕТ МЕХАНИЗМОВ И УСТРОЯСТВ АВТОМАТИЧЕСКОГО МАНИПУЛИРОВАНИЯ ЗАГОТОВКАМИ 5.4.
Тнповыа маханнзмы н устройства станков с ЧПУ Типовые механизмы и устройства могут быть разделены на функцональные механизмы, выполняющие: а) только вспомогательные движения; б) как вспомогательные, так и рабочие движения. В общем цикле работы любого автомата илн станка а ЧПУ важное значение имеет время вспомогательных движений, влияющее на производительность станка, а в общем балансе точности и жесткости — погрешности и упругие перемещения поверхностей и стыков механизмов, влияющие на точность н устойчивость обработки. К механизмам и устройствам вспомогательных движений с этой точки зрения предъявляют два противоречивых требования: быстродействие и точность. Вследствие сокращения времени вспомогательных движений увеличиваются динамические нагрузки и снижается точность.
Кроме того, время вспомогательных движений зависит от конструктивных особенностей механизмов и усз- ройств; условий изготовления и эксплуатации (в частности, шума). Механизмы и устройства, выполняющие только вспомогательные движения и не участвующие в процессе резания, предназначены для автоматической загрузки прутковых, трубных и штучных заготовок; автоматического позиционирования; автоматического останова и упора подаваемых в рабочую зону прутков и труб; хранения н автоматической передачи режущего инструмента из инструментальных магазинов в рабочую зону; автоматической переналадки режущего инструмента и т. д.
Такие механизмы, выполнив свои функции, не входят в замкнутую динамическую систему станка и не оказывают влияния на динамическую жесткость технологической системы. Механизмы и устройства, выполняющие вспомогательные движения и участвующие в процессе резания, предназначены для автоматического зажима прутков, труб и штучных заготовок; автоматического поворота и фиксации рабочих органов в зоне резания (шпиндельные барабаны, поворотные столы, револьверные головки и др.); автоматического зажима режущего инструмента; автоматического позиционирования и угловой фиксации шпинделя; автоматического зажима рабочего органа и т. д. Такие механизмы входят в замкнутую динамическую систему станка, например зажимные механизмы, и оказывают влияние на его динамическую жесткость и виброустойчивость.
Для получения требуемой точности и производительности формообразования в технологической системе станка должна обеспечиваться координатная связь его элементов и сохраняться их заданное положение при различных возмущениях. Для сохранения заданного положения элементов в системе координат станка ХТЛ (рис. 5. Ц служат зажимные механизмы, устройства и приспособления, которые при определенном законе формообразования фиксируют заданную связь в виде вектора р между деталью (с системой координат Х„Ул2„) и режущим инструментом (о системой координат Х„,У,Е„), которые расположены на подвижных рабочих органах о системами координат соответственно Х,У,Л, н и Х,)'.,У,.
Во всех случаях вспомогательные движения связаны о перемещением (поворотом) какого-то объекта (заготовки, рабочего органа, инструмента) из одного положения в другое; остановом нлн базированием его на упоре нли без упора; закреплением (фиксацией) положения таким образом> у РРАниа органы (РО) Рнс. 6.1. Координатная связь основных влементов в технологической системе металлорежущего станка чтобы при действии внешних возмущений его состояние не изменилось, Таким образом, вспомогательные движения по автоматическому манипулированию с объектом выполняют по тип ному циклу: снятие натяга (разжим, расфиксация)— о ( еперемещение объекта из одного положения в другое (пердвижение, поворот, подача) — останов (базирование)— создание натяга (зажим, фиксация) — участие в резании. Объекты закрепления в станках с ЧПУ подвергаются внешним возмущениям1, (1) и последовательно воздействиям Цг) ..
~х(1) по циклу от механизмов (рис. 5.2): перемещения (загрузка, позиционирование, ввод в рабочую зону); остановки (установка в требуемое положение, останов на упоре); зажима (закрепление, фиксация); рабочих ходов (резанне). Время вспомогательных движений г„в станках с ЧПУ может составлять значительную долю от общего времени автоматического цикла Т„.
Прн обработке несложных деталей в короткоцикловых автоматах 1„1Тч = 0,4...0,5 и более. В многооперацнонных станках ьу)Те = 0,28...0,4 и в основном связано с автоматической сменой и закреплением инструментов н заготовок. В многошпиндельных токарных автоматах время поворота и фиксации шпиндель- ного барабана составляет 2...3 с, а подачи и зажима прутка 1...2 с, в то же время в токарно-револьверных станках с ЧПУ с гидравлическим приводом время подачи и зажима прутка достигает 3....5 с и более. 1ай ~гооность и ороиздадительиасть формооорозоаоиия) Рис.
5.2. Обобохенная структура взаимодействия тиновмх мехаинзмов станка с ЧПУ с объектом манипулирования Тенденция сокращения машинного времени за счет многоннструментальной и многопознцнонной обработка требует уменьшения временн 1„ !391.
$.2. Способы автоматической загрузкм заготовок В зависимости от вида н размеров заготовок существуют еаедующне способы нх автоматической загрузки: 1) бунтовый (бухты проволоки); 2) прутковый для подачнпрутков'нлн труб длиной 3....6 м, а также нх загрузки в линию досылки (в виде мерных прутков длиной 1...2 м); 3) магазинный для штучных заготовок (в самотечных, полусамотечных н прннуднтельяых магазннах); 4) поштучный нли порцнонный бункерный для штучных заготовок (с помощью днсковых, карманчнковых, секторно-шнберных н других бункерных загрузочных устройств); 5) непрерывный бункерный для мелких штучных заготовок (о помощью внбрацнонных бун- Рис. КЗ. Приииипиальиая схема фасонно-отрезного автома- та с буитовой загрузкой проволоки керных загрузочных устройств); 6) с помощью автооператоров (для мелких и средних штучных заготовок), промышленных роботов и манипуляторов (для средних и крупных заготовок ) [591.
Для фасонно-отрезной обработки деталей малого диаметра (до 7...8 мм) в качестве заготовки применяется проволока, свернутая в бунт 1. Однако су|цествуют станки для обработки бунтовых заготовок диаметром до 16 мм. Станки с бунтовой загрузкой по сравнению с прутковой позволяют сократить время простоев станка, необходимое на подготовку и заправку нового прутка. Проволока во время обработки не вращается и имеет только периодическое продольное перемещение при ее подаче вперед для обработки следующей заготовки. Подача проволоки 2 (рис. 5.3) необходимой длины осуществляется кареткой с механизмами правки 8 и подачи 4.
При этом из переднего зажима 9 выталкивается обработанная деталь. После подачи проволока зажимается в трех местах передним 9, средним б, 7, цанговыми зажимами, расположенными по обеим сторонам вращающейся резцовой головки 8, и задним зажимом 8, расположенным в шпиндельной бабке. Управление всеми механизмами осуществляется от кулачков, установленных на распределительном валу 10, имеющим механическую (рабочую) и ручную (наладочную) скорости вращения.
187 Рис. 5.4. Схема автоматического загрузочного устройства к йескеитро. во-шлифовальимм ставкам Механизмы правки, работающие при обратном ходе каретки, бывают: а) штифтовые и гребенчатые неподвижного типа преимущественно для проволоки малого диаметра (до 1 мм); б) роликовые подвижного типа однорядные и двухрядные. Двухрядные механизмы, в которых ролики расположены во взаимоперпендикулярных плоскостях, обеспечивают более качественную правку материала и поэтому получили большое распространение.
Подача проволоки из прутка может осуществляться под действием груза, собственного веса при вертикальном и наклонном шпинделе, подающих роликов, цанг и патронов. Автоматизировать работу шлифовальных станков с ЧПУ часто трудно из-за сложности загрузки и зажима заготовок. Автоматизация бесцентрово-шлифовальных станков осуществляется обычно в двух направлениях: загрузки и цикла обработки. При перемещении и установке заготовок в шлифовальных станках часто используют магазинные, бункерные и другие загрузочные устройства. Схема автоматического загрузочного устройства к бесцентрово-шлифовальным станкам показана на рис. 5.4, а.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
