Кузнецов Ю.Н. Станки с ЧПУ (986783), страница 41
Текст из файла (страница 41)
Рациональную скорость поворота инструментального магазина определяют также по времени поворота. Отличительные особенности движения инструментальных магазинов по сравнению с другими узлами УАСИ вЂ” двухступен. чатое изменение скорости (рис. 6.6, в) и переменная длина хода (поворот на разное число позиций). При проектировании и расчете УАСИ необходимо учитывать, что вследствие неуравновешенности, обусловленной изменением масс инструмента, возникают дополнительные моменты, изменяющиеся по углу поворота, которые могут препятствовать или способствовать движению. Момент неуравновешенности автооператора (рис.
6.7) М„=(б, — бе) гз)п~р = (и, — та) йт з1п~р =саХ вЂ” з(п~р, я где пт„пта — масса инструментов; г — расстояние между осями автооператора н инструмента; у — угловое положение автооператора; й — ускорение свободного падения; а (нт, — ие) га/7 — степень неуравновешенности; суммарный момент инерции автооператора с инструментом. В зависимости от положения автооператора направление действия момента Ми может изменяться.
Максимальный момент приводного двигателя Мд и его мощность Р/а, «а при условии оптимального быстродействия и практически постоянном статическом моменте нагрузки М,' и динамическом моменте инерции /х привода определяют по формулам 4/ялта 6/хабр где Л~рд — угол поворота вала двигателя; й„— коэффициент йагрузки двигателя по моменту; 1 и = 21/и „,— минимальное время переходного процесса при треугольном законе изменения скорости (рис.
6.6, а); ( — путь перемещения исполнительного органа; и „ — максимальная расчетная скорость. Мгновенное изменение знака ускорения в точке начала торможения приводит к появлению ударов, а также делает закон треугольного изменения скорости менее рациональным в сравнении с трапецеидальным законом. Разброс времени срабатывания из-за разброса параметров УАСИ составляет Ьт, = 0,015....0,04 с, а из-за систем управления Лт, = 0,003...0,01 с.
Для обеспечения скорости подхода к упору исполнительного органа в заданных пределах при номинальном времени торможения т = то,~Р, (и,— установившаяся скорость, Р. — сила сопротивления) ускорение где Ьо — разброс скорости; Лт = Лт, + Лтт. 6.2. Механизмы автоматической смены зажимных патронов и их элементов Проблема создания гибких производственных систем (ГПС) механической обработки на базе станков с ЧПУ и станочных модулей становится все более актуальной и требует особого методологического подхода не только к подбору номенклатуры деталей, построению технологического процесса, выбору основного станочного оборудования, систем программного управления, поддержания работоспособности (диагиостики и контроля), но и к осуществлению вспомогательных движений, связанных с быстрой переналадкой технологической оснастки, систем инструментального обеспечения, загрузочно-разгрузочных устройств и транспортно-накопительных систем [4).
Создание быстропереналаживаемых и широкодиапазоиных механизмов и устройств автоматического манипулирования заготовками связано с решением ряда технических и экономических проблем, что позволяет существенно повысить технико-экономические показатели станков с ЧПУ, станочных модулей и ГПС, а также расширить их технологические возможности в условиях мелкосерийного производства. К этим устройствам предьявляются следующие основные требования: точность и быстродействие позиционирования; гибкость, быстропереналаживаемость и широкодиапазон- ность; надежность стыковки и функционирования; чувстви- тельность и самонастраиваемость; трудоемкость, эконо- мичность изготовления и обслуживания, В некоторой степени эти требования' противоречивы и их удовлетворение связано с решением оптимизационных задач на различных уровнях проектирования (54).
Аналогично способам регулировании скоростей (частот и подач) в приводах станков можно выделить три основ- ных способа автоматического манипулирования заготовками е охватом различных размеров и форм: 1) ступенчатым (дис- кретным); 2) бесступенчатым (непрерывным); 3) комбини- рованным (дискретно-непрерывным).
В настоящее время широкое распространение получил дискретный принцип охвата за счет автоматической смены: зажимных устройств и их элементов (патронов, цанг, основ- ных и промежуточных кулачков); оправок, шпиндельных узлов и бабок. Второй принцип охвата является наиболее перспектив- ным, но пока не получил широкого распространения из-за сложности удовлетворения противоречивых требований, необходимости применения новых физических эффектов и явлений. Характерными примерами устройств, реализую- щими этот принцип, являются: следящие люнеты для длин- номериыхдеталей; программно-перестраиваемые приспособ. ления для корпусных заготовок; зажимные патроны с авто- матически регулируемыми (по длине хода) кулачками; самонастраивающиеся и широкодиапазонные зажимные ме- ханизмы переменной структуры и др.
Гибкость токарного станка с ЧПУ по диапазону разме- ров обр~б~т~~аемых з~~~~~~ок от Ы, = д,а~ до д~ д~.* н широкодиапазонности зажимного механизма (ЗМ) может определяться коэффициентом охвата, показателем дискрет- ности или комплектности, числом сменяемых элементов или их комплектов, числом ступеней многоступенчатых за- жимных элементов (54). Быстропереналаживаемые ЗМ с дискретной схемой ох- вата могут быть созданы с применением системно-морфоло- гического подхода (б4), где в качестве двух основных морфологических признаков взяты переналаживаемая часть и способ переналадки.
Этот подход успешно реализован при создании быстропереналаживаемых зажимных патронов. Принцип непрерывного охвата реализуется в самонастраивающихся и широкодиапазонных ЗМ 1541, при этом может быть постоянным или переменным положение и площадь базирующих и рабочих поверхностей, а также объем зажимных элементов Для самонастраивающихся и широкодиапазонных ЗМ характерно наличие не менее двух книематических цепей, одна из которых служит для натяга упругой системы, а другая — для выборки зазоров и перестройки элементов и структуры механизма. В широком смысле широкоднапазоиность ЗМ может быть: 1 — по размеру (диаметру и длине заготовки); 2— по форме заготовки (круглая, граненная, профильная); 3 — по силе зажима; 4 — по жесткости зажима; 5 — по чувствительности к изменению свойств и состояния заготовки, характера воздействия на нее снл резания, центробежных н др.
Основная трудность при создании широкодиапазонных ЗМ заключается в органиченных возможностях достижения в рамках одной конструкции двух противоречивых требований. С одной стороны, необходимо обеспечить сравнительно высокий уровень сил, создающих эффект удержания одной поверхности относительно другой при наличии значительных внешних силовых воздействий, обусловленных инерционными нагрузками и силами резания, с другой — необходимо сохранить этот уровень сил при минимальных затратах на переналадку в широком диапазоне изменения диаметров.
Дополнительные трудности связаны с необхо. димостью учета и количественной оценки множества ограничений, определяющих область нормального функционирования широкодиапазонных ЗМ в конкретных условиях производства. Если широкодиапазонный зажимной механизм должен обеспечить значительный диапазон изменения размера поперечного сечения зажимаемой заготовки, превышающей диапазон, который может быть получен с помощью широкодиапазонного патрона с бесступенчатой схемой охната размеров, то вводится ступенчатая система охвата, обеспечн. ваемая сменой патрона или его элементов. В результате получаем комбинированную (иепрерывно-дискретную) схему охвата размеров зажимаемых заготовок во всем рабочем диапазоне станка.
В клинореечных быстропереналаживаемых патронах с двумя рейками иа диаметры 200, 260 и 3!6 мм, например типа ЗКОНУИС фирмы аРогйагп(з (ФРГ) (рис. 6.8), в кор- 2 пусе расположены три пары косозубых реек 4 и Б соответственно с небольшим и большим углом наклона зубьев, зацепляющихся с зубьями кулачков 3. Рейки соединены с втулкой 2, рейки Б — с втулкой 1, а обе втулки — со штоком поршней сдвоенного гидроцилнндра. При перемещении реек 4 осуществляется зажим — разжим заготовки (радиальный ход кулачков 7... 8 мм). Для изменения положеРис. 6.6. Клииореечимй быстропереналаживаемыб патрон фир- ниЯ кУлачков Рейки 4 выхомы «Ро«ва«ос«(ФРГ дят из зацепления с послед- ними. В рычажно-винтовом быстропереналаживаемом патроне фирмы «Фею — Впытт (США) (рис.
6.9) усилие зажима 2 5 Рнс. 6их Рмчажно.винтовой быстропереиаааживаемыа патрон фнрмм «Мем — В«пажа (США) Рис, 6.10. Патрон с последовательной автоматической сменой кулач- ков фирмы е5лт'йта (ФРГ) передается от гидроцилиндра, закрепленного на заднем конце шпинделя станка, через тягу 1 и рычаги 2 к основным 3 и накладным 4 (со сменной вставкой 5) кулачкам. Кулачки 3 опираются на подпятники регулировочных винтов б, которые ввинчены в кулачки 4. Положение кулачков регулируют с помощью валика 7 и конических колес 3 (25). Для автоматической смены кулачков в патроне фирмы «БМФ'» (ФРГ) (рис.
6.10) шпиндель станка индексируется последовательно в трех положениях, при которых шток поршня цилиндра 2 расположен соосно одному из трех отверстий в патроне 1. Шток, перемещаясь вниз, выводит зубья косозубой рейки, соединенной с приводом патрона, из зацепления с косыми зубьями кулачка 3. После этого захват 4, установленный в одной из позиций револьверной головки станка, перемещается к торцу патрона, входи» в торцевое отверстие кулачка и затем перемещает последний в радиальном направлении на заданную величину. После этого поршень цилиндра 2 поднимается и зубья рейки входят в зацепление с зубьями кулачка 3; при этом шпиндель поворачивается на 120 .
Для осуществления черновой и чистовой обработки заготовок на одном станке применяют патроны с автоматиче- Рнс. б.! !. Схема закрепления патрона системы САв! фирмы еггатеы (Франиия) Рис. б.(2. Этапы евтоматаческой смены кулачков с помощью замимиого устройства Мааса А(с (Япония) ской сменой закаленных н незакаленных кулачков, храня- шихся в магазине-накопителе нли в кассете.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
