Радиально-сверлильный станок с принадлежит к числу довольно сложных устройств, обеспечивающих высокий уровень качества проведенных работ. Он необходим для создания разнообразных отверстий и внутренней резьбы, рассверливания и зенкерования. Работа на обычном станке требует от оператора опыта и определенных навыков, умения, внимания, концентрации и значительных физических усилий. Именно поэтому использование радиально-сверлильного станка с ЧПУ стало прекрасной заменой старому оборудованию и гарантией выполнения работ с высокой точностью.
Особенности агрегата
Использование радиально-сверлильного станка позволяет ускорить выполнение различных операций, связанных с созданием разного рода отверстий в деталях, изготовленных из металла. Это универсальное оборудование, которое, несмотря на малые габариты и простоту в обслуживании, позволяет добиться высокого уровня качества при выполнении операций, связанных со сверлением.
Оборудование с числовым программным управлением предназначено для создания сквозных или глухих отверстий в металлических заготовках и деталях. Основными составляющими станка являются:
- метчики для резьбы;
- сверла различных диаметров;
- развертки;
- зенкера.
Помимо перечисленных элементов, на станок может устанавливаться дополнительное оборудование. Однако наличие числового программного управления предусматривает использование специального компьютерного блока, в память которого вносят все нюансы предстоящей запланированной операции.
Особенность радиально-сверлильных станков заключается в возможности делать нужные отверстия под любым углом к поверхности детали. В таком случае вид каждого отдельного отверстия зависит от угла его оси.
Все необходимые данные вносят в память компьютера и выполнение запланированной операции возможно на высоком уровне качества и без применения ручного труда оператора.
Благодаря конструктивным особенностям станка, о наличии которых позаботились разработчики, обработке подлежат детали со сложной геометрией и нестандартными параметрами.
Отверстия, обрабатываемые на этом станке, имеют цилиндрическую или даже коническую форму. Все детали надежно фиксируются, а инструменты, предназначенные для резки металла, плавно движутся в заданном направлении.
Радиально-сверлильные станки с ЧПУ могут быть крупногабаритными или иметь небольшие размеры и устанавливаться на рабочем столе. В любом отличаются все они характеристиками, что позволяет работать на них с деталями, изготовленными из самых разных металлов.
Конструктивные узлы
Существует 4 вида радиально-сверлильных станков, отличающихся по своим конструктивным особенностям и наличию в конструкции определенных узлов:
- Стационарное оборудование, на котором выполняются операции общего типа.
- Оборудование, оснащенное колонной, особенностью которой является способность перемещаться по установленным здесь направляющим вдоль поверхности обрабатываемой детали.
- Станки, отличающиеся особенно крупными габаритами, сами передвигаются в заданном направлении. Направляющими этим моделям служат специально смонтированные рельсы.
- Малогабаритные станки, устанавливаемые в зоне выполнения работ. Они предназначены для выполнения операций высокой точности.
Работа на станке, оснащенном числовым программным управлением, требует специальной подготовки и наличия большого количества знаний и умений.
Для работы с числовым программным управлением нужны определенные навыки и умения
Несмотря на наличие некоторых конструктивных особенностей, каждая модель имеет в своем оснащении основание, отличающееся высокой степенью надежности.
На нем фиксируется деталь. Цилиндрическая колонна радиально-сверлильного станка, на которой закреплена горизонтальная траверса, сделана таким образом, что может совершать вращательные движения.
Траверса перемещается в горизонтальной плоскости, но для выполнения операций по сверлению или созданию внутренней резьбы необходимо, чтобы в оснащении станка присутствовала сверлильная бабка с рабочим шпинделем. Именно шпиндель необходим для надежной фиксации инструмента для резьбы по металлу.
Такая конструкция довольно проста и заданная работа на стационарном оборудовании выполняется в короткие сроки с минимальной затратой физических сил.
ЧПУ сверлильный
Как работает агрегат?
Функциональность радиально-сверлильного станка зависит от качества его составляющих. Например, работа этого оборудования требует установки в сверлильной бабке коробки переключения скоростей и регулировки рабочих передач.
Все манипуляции, связанные с обработкой металлических деталей, выполняются благодаря точному и ритмичному вращению режущего инструмента.
На лицевой панели расположен своего рода центр управления станком и всеми выполняемыми операциями. От качества и особенностей электрического двигателя, которым оснащен радиально-сверлильный станок, зависит и его мощность. Однако параметры осуществляемой обработки зависят от различных факторов, в числе которых:
- диаметр создаваемого отверстия;
- наибольшее расстояние, на которое способен перемещаться шпиндель;
- номер конуса, который расположен во внутренней части шпинделя и присоединен к станку;
- количество ступеней, с помощью которых можно регулировать частоту вращения шпинделя;
- количество оборотов шпинделя.
Радиально-сверлильные станки относятся к числу сложного, но высокоэффективного и многофункционального оборудования.
Большинство таких станков используются на крупных предприятиях, а числовое программное управление значительно облегчает выполняемую работу по созданию различного диаметра отверстий в деталях самой сложной формы.
Преимущества станка с ЧПУ
Главная особенность радиально-сверлильного станка с числовым программным управлением – легкость и большая скорость обработки. Это возможно благодаря наличию комплекса оборудования, в состав которого входят системы:
- гидравлическая;
- механическая;
- электрическая.
Для создания станков используют различные металлы. Это может быть чугун или сталь высокой прочности. Процесс создания оборудования требует использования материалов, прошедших специальную обработку.
Присадочный станок предназначен для создания отверстий как сквозных, так и глухих. А оснащение его числовым программным управлением позволяет значительно ускорить производственный процесс, не снижаю уровень точности выполняемых операций.
Современные радиально-сверлильные станки, оснащенные числовым программным управлением – оборудование надежное, сверхточное, долговечное, многофункциональное.
Преимущества системы ЧПУ
У многих моделей станков увеличены размеры рабочей плиты, изменено в большую сторону число рабочих передач и встроенных скоростей шпинделя.
Все оказывает огромное положительное влияние на производительность труда, а блок ЧПУ заметно облегчает управление станком. Важно и то, насколько качественно обустроена система охлаждения. Для этого агрегаты оснащаются мощными моторами насосов.
При создании станка с ЧПУ использованы несколько схем, обеспечивающих эффективное управление и контроль производственного процесса. Например, управление вертикальным перемещением осуществляется благодаря наличию упоров и переключателей, записи программы на перфоленту или набору программы на штекерной панели.
Сегодня на производстве получили широкое распространение станки с ЧПУ, отличающиеся более сложной конструкцией. Их колонна способна выполнять полный поворот вокруг своей оси, а рабочая головка смонтирована на траверсе, способной перемещаться по вертикали.
Это доказывает, что современное оборудование, оснащенное числовым программным управлением не только упрощает выполнение привычных операций, но и гарантирует высокий уровень качества созданных деталей.
Видео: Радиально сверлильный станок
Предназначены для обработки различных отверстий и поверхностей концевым инструментом (сверла, зенкеры, развертки, метчики) в крупных корпусных деталях в условиях как единичного, так и крупносерийного производства. В отличие от вертикально-сверлильных, в радиально-сверлильных станках совмещение оси заготовки с осью шпинделя достигается перемещением шпинделя относительно неподвижной заготовки. Компоновка станка (рис. 6.11) позволяет установить шпиндель с инструментом в
любой точке рабочей зоны станка за счет перемещения шпиндельной сверлильной головки 3 по направляющим траверсы (рукава)2 и поворота траверсы вокруг колонны1. Основным размером радиально-сверлильных станков является наибольший диаметр сверления в стали средней твердости, а наиболее важными параметрами - номер конуса шпинделя, вылет шпинделя от направляющих колонны (размерА ), наименьшее и наибольшее расстояния от торца шпинделя до стола4 (размерГ ) и до фундаментной плиты5 (размерВ ), величина осевого хода шпинделя (размерБ ). Главным движением в радиально-сверлильных станках является вращение шпинделя, а движением подачи - осевое перемещение шпинделя вместе с пинолью (гильзой). К вспомогательным движениям относятся: поворот траверсы и закрепление ее на колонне, вертикальное перемещение и закрепление траверсы на нужной высоте, перемещение и закрепление шпиндельной головки на траверсе и др.
Радиально-сверлильные станки выполняют стационарными (при установке фундаментной плиты станка на пол цеха); переносными (при установке основания станка на крупногабаритную обрабатываемую корпусную деталь), самоходными, которые монтируют на тележках, перемещающихся по рельсам и др. (рис. 6.12). Технические характеристики радиально-сверлильного станка мод. 2554 приведены ниже. Заготовку закрепляют на фундаментной плите. Все движения совершает шпиндель сверлильной головки. Он вращается (главное движение), перемеща-
ется вдоль оси (движение подачи), передвигается при переходе от отверстия к отверстию вместе с головкой по рукаву и вместе с последним вокруг колонны. Рукав можно также перемещать вертикально по направляющим колонны.
В верхней части сверлильной головки расположены коробки скоростей и подача также гидравлические механизмы переключения.
41 Заготовку закрепляют на фундаментной плите. Все движения совершает шпиндель сверлильной головки. Он вращается (главное движение), перемещается вдоль оси (движение подачи), передвигается при переходе от отверстия к отверстию вместе с головкой по рукаву и вместе с последним вокруг колонны. Рукав можно также перемещать вертикально по направляющим колонны.
В верхней части сверлильной головки расположены коробки скоростей и подач, а также гидравлические механизмы переключения.
Отличительной особенностью станков является наличие горизонтального шпинделя, совершающего движение осевой подачи. Диаметр выдвижного шпинделя, определяющий основной размер станка, D = 80...320 мм. Станки являются широкоуниверсальными и позволяют проводить различные виды работ: растачивание, фрезерование (в том числе отверстий), сверление, подрезание торцов, нарезание резьб метчиком и резцом, зенкерование и т. п. (рис. 7.1). Точность формы расточенных отверстий зависит от их размеров и колеблется в пределах 2…15 мкм. Отклонение округлости отверстий, полученных фрезерованием с использованием системы ЧПУ, составляет около 30 мкм. При использовании дополнительных сменных узлов (фрезерных головок, планшайб и др.) можно проводить фрезерование взаимно-перпендикулярных плоскостей, растачивать канавки при перемещении ползушки планшайбы, устанавливаемой на шпинделе, обрабатывать наружные цилиндрические поверхности и т.п.
Преимущества станков: 1) удобные установка, закрепление и обзор заготовки; 2) возможность обработки заготовок с четырех сторон без переустановки; 3) упрощена автоматизированная смена инструмента и стола спутника с деталью и заготовкой.
Недостатком станков является ограничение режимов обработки в зависимости от вылета шпинделя (особенно при вылете, превышающем 4...5 диаметров шпинделя). При малом вылете эффективно используется мощность главного привода, достигающаяР ≈ 0,3D , гдеР в кВт, аD в мм.
Основное различие станков заключается в способе перемещения инструмента вдоль оси Z . На рис. 7.2,а ,д показаны схемы станков, у которых перемещение инструмента вдоль оси происходит за счет перемещения главного шпинделя1 .
Дополнительное осевое перемещение W осуществляется стойкой3 или столом2 Компоновки позволяют обрабатывать заготовки при постоянном вылете шпинделя. Станок с крестообразным столом характеризуется повышенной деформацией салазок2 при перемещении стола3 в крайнее положение (по осиX ). Имеются известные трудности при встройке станка в ГПС, поскольку стол имеет два движения, что усложняет управление механизмом смены инструмента. Станки различаются также по расположению шпиндельной бабки: сбоку стойки (все крупные станки) или по центру портальной стойки (с диаметром шпинделя до 160 мм). Станки оснащаются механизмами автоматической смены инструмента, навесных узлов и деталей. Количество инструментов в магазине достигает 200 шт., а магазин чаще всего располагают на стойке станка либо рядом со станком. В отдельных случаях предусматривают автоматическую замену магазина. Съемные столы-спутники размером до 3000×4000 мм наиболее часто применяют в компоновках на рис. 7.2,а иб . Число спутников обычно не превышает двух.
42 На фрезерных станках обрабатывают с помощью фрез (рис. 5.1) плоские и фасонные поверхности, в особенности на рычагах, планках, корпусных и других деталях, не являющихся телами вращения, делают местные вырезы и срезы, прорезают прямые и винтовые канавки, а в отдельных случаях нарезают резьбы и зубья колес. Вращение фрезы является главным движением, относительное перемещение фрезы и заготовки (обычно прямолинейное) - движением подачи. Заготовку устанавливают на стол, почти всегда прямоугольный. Размеры рабочей поверхности стола являются основными размерами фрезерных станков:ширина 100…5000 мм, длина 400…16 000 мм и более. Фрезерные станки классифицируют по компоновке (количество и расположение шпинделей, распределение движений) или по назначе нию. Различают следующие типы и их разновидности: горизонтально-фрезерные консольные станки (с горизонтальным шпинделем и консолью), в том числе простые универсальные - с пово ротным столом широкоуниверсальные - с дополни тельными фрезерными головками вертикально=фрезерные станки (с вертикальным шпинделем), в том числе консольныеи бесконсольные, называемые также с крестовым столом продольно-фрезерные станки, в том числе одностоечные, двухстоечные), с передвижным порталом; широкоуниверсальные инструментальные станки - с верти кальной рабочей плоскостью основного стола и поперечным движением шпиндельных узлов (рис. 5.2,и ); копировально-фрезерные станки (рис. 5.2,к ); фрезерные станки непрерывного действия, в том числе карусельно-фрезерные (рис. 5.2,л ), барабанно-фрезерные.
Компоновки. Основной шпиндель1 (рис. 5.3) широкоуниверсального станка выступает из станины (стойки)9 . На выдвижном хоботе2 закреплена поворотная головка3 со шпинделем, имеющим независимый привод, и может быть пристыкована накладная головка4 с собственным шпинделем. Первая из головок имеет две оси поворота: горизонтальную (ось хобота) и перпендикулярную к ней. Накладная головка4 может поворачиваться вокруг третьей оси, перпендикулярной к первым двум. Фрезы закрепляют непосредственно на шпинделях или оправках. Для поддержки оправки, вставленной в основной шпиндель, служат серьги5 . Это дает возможность работать цилиндрическими фрезами или набором дисковых (фасонных) фрез. Заготовка получает продольное движение от стола6 (неповоротного), поперечное - от салазок7 , вертикальное - от консоли8 , которая представляет собой коробку с большим вылетом относительно направляющих, сопрягающих ее со стойкой9 . В консоль встроена коробка подач, в стойку - коробка скоростей10 основного шпинделя.
44 При обработке зубьев, шлицев, пазов, нарезании винтовых канавок и других операциях на фрезерных станках часто применяют делительные головки. Делительные головки, как приспособления, используют на консольных универсально-фрезерных и широкоуниверсальных станках. Различают простые и универсальные делительные головки.
Простые делительные головки применяют для непосредственного деления окружности вращения обрабатываемой заготовки. Делительный диск у таких головок закреплен на шпинделе головки и имеет деления в виде шлицев или отверстий (в количестве 12, 24 и 30) для защелки фиксатора. Диски с 12-ю отверстиями позволяют делить один оборот заготовки на 2, 3, 4, 6, 12 частей, с 24 отверстиями - на 2, 3, 4, 6, 8, 12, 24 части, а с 30 отверстиями - на 2, 3, 5, 6, 15, 30 частей. Специально изготовленные делительные диски головки могут быть использованы и для других чисел деления, в том числе и для деления на неравные части.
Универсальные делительные головки применяют для установки обрабатываемой заготовки под требуемым углом относительно стола станка, ее поворота вокруг своей оси на определенные углы, сообщения заготовке непрерывного вращения при фрезеровании винтовых канавок.
В отечественной промышленности на консольных универсально-фрезерных станках применяют универсальные делительные головки типа УДГ (рис. 1, а). На рис 1, 6 показаны вспомогательные принадлежности к делительным головкам типа УДГ.
На широкоуниверсальных инструментальных фрезерных станках используют делительные головки конструктивно отличающиеся от делительных головок типа УДГ (они снабжены хоботом для установки заднего центра и, кроме того, имеют некоторое отличие в кинематической схеме). Настройка головок обоих типов производится идентично.
45. Металлорежущие станки, предназначенные для выполнения большого числа различных технологических операций без переустановки обрабатываемых деталей, имеющие устройство автоматической смены инструмента и оснащенные системами ЧПУ, называют многоцелевыми (МЦ). Корпусные и плоские детали можно обрабатывать с одной установки с нескольких сторон (до пяти). Типовыми технологическими операциями являются растачивание, сверление, зенкерование, развертывание, цекование, нарезание резьбы метчиками, фрезерование плоскостей, контуров и фасонных поверхностей. При высокой концентрации выполняемых технологических операций для МЦ характерна высокая точность обработки (6-й, 7-й квалитет). Многоцелевые станки снабжают необходимым режущим инструментом, расположенным в специальном инструментальном магазине. В соответствии с заданной управляющей программой используется любой инструмент из магазина, требуемый для обработки соответствующей поверхности. Все более широкое применение находят также устройства автоматической смены заготовок, предварительно закрепленных на столах-спутниках.
Многоцелевые станки для обработки корпусных и плоских деталей по компоновке выполняют горизонтальными, вертикальными и продольно-обрабатывающими. При горизонтальной компоновке (рис. 5.14) ось вращения шпинделя Ш расположена горизонтально, и такие станки чаще всего используют для обработки сложных корпусных деталей. Шпиндельная бабка ШБ перемещается (координата Y) по вертикальным направляющим стойки 3, которая может быть подвижной (координата Z) или неподвижной. Отдельные станки имеют выдвижной шпиндель. На продольном столе 2 (координата X) расположен поворотный стол 1. На верхнем торце стойки смонтирован инструментальный магазин М.
В устройство автоматической смены инструмента входит автооператор А. Поворотная платформа 4 служит для установки на столе-спутнике очередной заготовки во время обработки предыдущей детали той же или совершенно иной конфигурации.
На МЦ вертикальной компоновки (рис. 5.15) ось вращения шпинделя Ш расположена вертикально. Станки удобны при обработке многих плоских деталей сложной формы (штампов, пресс-форм, рычагов, крышек, фланцев и т. д.). Шпиндельная бабка ШБ перемещается (координата Z) по вертикальным направляющим стойки. Шпиндель обычно выдвижной. Продольный и поперечный суппорты обеспечивают перемещение детали по координатам X и Y. Варианты конструкции инструментального магазина М и автооператора А весьма разно образны.
Типоразмерные ряды МЦ строятся по ширине стола (от 100 до 5000 мм) с коэффициентом геометрической прогрессии 1,26. Перемещения рабочих органов назначают по наибольшему размеру заготовок, устанавливаемых на стол, с учетом возможности выхода режущего инструмента за пределы обрабаты-ваемых поверхностей. В условиях мелкосерийного и серийного производства доля машинного времени в общем времени работы МЦ достигает 70…90% (для срав нения: доля машинного времени на универсальных станках составляет 20…30%), а производительность изготовления деталей превышает производительность обработки на универсальных станках до 5 раз.
Современные МЦ имеют в приводах главного движения чаще всего достаточно мощные электродвигатели с широким регулированием частоты вращения, что обеспечивает работу каждого инструмента в оптимальных режимах. Диапазон регулирования частоты вращения таких электродвигателей от номинальной при постоянной мощности достигает 8:1, а при постоянном крутящем моменте до 1:1000. Механическая часть приводов значительно упрощена и представляет собой двух- и трехступенчатую коробку скоростей, благодаря чему достигаются высокие динамические качества приводов.
Приводы подач МЦ обеспечивают широкий диапазон регулирования рабочих подач (до 10 000 раз и более) при постоянном крутящем моменте, высокую скорость вспомогательных перемещений (до 20 м/мин), достаточные тяговые усилия, стабильность и надежность работы. Выполнение этих требований обусловливает широкие возможности МЦ, их высокую точность и производительность.
46. Револьверные головки (РГ) используются во многих группах станков и имеют емкость от 3 до 12 инструментов. В зависимости от компоновочной схемы РГ могут быть с горизонтальной, вертикальной или наклонной осями поворота.
В револьверных головках с горизонтальной осью инструменты могут устанавливаться как в осевом, так и в радиальном направлении. Для радиально размещенного инструмента размерной характеристикой является вылет xKр, определяемый положением вершины p резца относительно центра K на оси вращения. Размер осевого инструмента характеризуется вылетом zKp вдоль оси z. Обычно такие РГ оснащаются сменными инструментальными дисками, которые крепятся к фланцу на выходном валу. Конструктивно диски исполняют с пазами или с базовыми отверстиями для установки различных типов инструмента.
В револьверных головках с вертикальной осью вращения инструмент размещают перпендикулярно к оси поворота. Вылет инструмента определяется в двух плоскостях величинами хKp и zKp. Число позиций в таких головках обычно не превышает 8.
Револьверные головки с наклонной осью вращения типа «короны» обеспечивают установку большего числа инструментов (свыше 12) при одинаковых с дисковыми РГ диаметральных размерах. Такая компоновка позволяет увеличить рабочее пространство в зоне обработки за счет удаления из нее неработающих инструментов.
Револьверные головки для различных групп и типов станков имеют конструктивные различия. В РГ токарных станков в установочные гнезда обычно крепятся резцы либо хвостовики центровых инструментов (сверл, разверток, зенкерови т.д.). Лишь в ограниченном числе позиций здесь могут устанавливаться вращающиеся инструментальные шпиндели, приводимые от отдельного двигателя.
Для станков сверлильно-расточной и фрезерной групп характерно использование револьверных шпиндельных головок, в гнездах которых установлены вращающиеся гильзы с внутренним посадочным отверстием для закрепления центрового инструмента. РГ периодически поворачивается в заданную позицию и фиксируется. При этом шпиндель, находящийся в рабочей позиции, приводится во вращение от главного двигателя станка.
Инструментальные магазины обычно выполняются в виде автономных устройств (агрегатов), предназначенных для хранения значительного запаса инструмента (от 16 до 150 штук и более). На рис. 6.7 приведены наиболее распространенные схемы инструментальных магазинов, используемых в многоцелевых станках с ЧПУ. В зависимости от расположения инструмента относительно оси поворота компоновки магазинов могут быть осевыми, радиальными или наклонными (типа «короны»).
Дисковые магазины служат для накопления сравнительно небольшого числа инструмента (не более 20 при однорядном расположении). Это наиболее простые и компактные магазины. Их конструкция напоминает револьверные головки без шпиндельных гильз и механизмов зажима.
Магазины цепного типа выполняются в виде транспортера с гибкой (цепной)
связью между звеньями, несущими инструментальные гнезда. Шаг цепи транспортера определяется размерами гнезда и диаметром устанавливаемого инструмента. Длина цепи характеризует емкость магазина. Для увеличения емкости цепного магазина целесообразно переходить от простой линейной компоновки с двумя звездочками к сложным конфигурациям цепной передачи с несколькими звездочками. Цепные магазины треугольной, квадратной, прямоугольной или зигзагообразной формы позволяют увеличить емкость до 150 и более инструментов при обеспечении компактности конструкции. Цепной магазин можно расположить горизонтально, вертикально или наклонно. При этом рабочий участок цепи необходимо направить так, чтобы упростить схему передачи инструмента в шпиндель станка и обратно, не ограничивая при этом зону обработки.
47. В устройствах АСИ с инструментом, постоянно закрепленным в шпиндельных узлах, каждый из шпинделей со своими опорами в рабочей позиции получает вращение от главного привода. Револьверная головка, подобная головкам токарно-револьверных станков, устанавливается на вертикально перемещающейся каретке, которая для смены инструмента (путем поворота револьверной головки) смещается в крайнее верхнее положение. При таком решении отпадает необходимость в специальных автооператорах и транспортных устройствах, обеспечивается минимальное (2…3 с) время смены инструмента. Однако в этом случае, при приемлемых габаритах узла, количество применяемого инструмента ограничено (обычно 7-8 инструментов); необходимость поворота револьверной головки требует ее отвода и ограничивает рабочее пространство станка, не обеспечивается высокая жесткость конструкции и установки шпиндельных узлов. Иногда для увеличения числа применяемого инструмента и расширения зоны обработки сменные шпиндельные узлы с горизонтальной осью устанавливаются в специальных поворотных дисковых магазинах. После поворота магазина очередной шпиндельный узел присоединяется к приводу главного движения и осуществляется движение продольной подачи. Но и в этом случае точность обработки зависит от точности фиксации различных шпиндельных узлов, увеличиваются масса и габариты АСИ, его стоимость. Устройства АСИ со сменой инструмента в шпинделе станка различаются видом магазина, его расположением, а также наличием и видом автооператора. Независимо от типа АСИ, инструмент устанавливают в специальных стандартных инструментальных оправках, чаще всего с коническим хвостовиком с конусностью 7:24. Это позволяет легко (при отсутствии самоторможения) извлекать их из оправки шпинделя и гнезд магазина при смене инструмента.
Автоматический поиск инструмента. Для программирования автоматической смены инструмента применяются три метода:
Установка инструмента в магазине согласно последовательности его использования;
Кодирование инструмента;
Кодирование гнезд магазина.
Если при обработке заготовки каждый инструмент используется только один раз, причем в строгой очередности, то инструментальные оправки в магазине можно установить в последовательности, соответствующей технологическом процессу, и при каждой смене инструмента смещать магазин на один шаг. Но, как правило, каждый из инструментов может применяться несколько раз, а последовательность их работы при изготовлении разных деталей изменяется. Поэтому автоматический поиск инструмента осуществляют с применением либо кодирования инструментальной оправки, либо кодирования гнезда магазина.
В первом случае на оправке устанавливаются сменные кодовые кольца, разделенные промежуточными кольцами. При перемещении магазина кодовые кольца воздействуют на конечные выключатели. При наличии нужной комбинации устройство ЧПУ обеспечивает остановку магазина в позиции, при которой необходимый инструмент находится в позиции перегрузки. Кроме кодовых колец могут применяться кодовые гребенки или штифты либо система с магнитным кодовым носителем, вмонтированным в оправку, оснащенная бесконтактным датчиком считывания кода.
При кодировании инструментальных оправок отработавший инструмент возвращается не в прежнее гнездо, а в гнездо той оправки, которая перегружается в шпиндель, что сокращает общую длительность цикла смены инструмента. При таком методе инструмент можно располагать в любом гнезде магазина, что исключает возможность ошибок при его загрузке. Однако этот метод имеет и недостатки - существенно усложняется конструкция инструментальных оправок; исключается возможность применения инструмента, диаметр которого превышает шаг между гнездами магазина, так как соседние гнезда могут быть заняты другими инструментами; усложняется поиск нужного инструмента.
При кодировании гнезд магазина каждому гнезду присваивается свой номер, который вводится в нужном месте в программу работы станка. Поэтому инструмент (вместе с оправкой), взятый из определенного гнезда, должен после использования обязательно возвращаться в прежнее гнездо. Поиск нужного гнезда осуществляется с помощью различных датчиков, кинематически связанных с валом магазина (кодовые барабаны в сочетании с микропереключателями либо датчики типа вращающихся трансформаторов при следящем приводе перемещения магазина).
При кодировании гнезд магазина упрощаются инструментальные оправки и появляется возможность оставлять пустыми гнезда, расположенные рядом с теми, в которых находится крупногабаритный инструмент, что расширяет технологические возможности станка. Однако в этом случае усложняется цикл смены инструмента, так как поиск осуществляется дважды: один раз для сменяющего инструмента, второй - для отработавшего. Для исключения этого недостатка в конструкцию механизма вводят дополнительные узлы, позволяющие совместить время поиска нужного инструмента и пустого гнезда для отработавшего инструмента со временем выполнения рабочих операций.
На радиально-сверлильных станках выполняют те же технологические операции, что и на вертикально-сверлильных, а именно:
- сверление отверстий в сплошном материале,
- рассверливание и зенкерование предварительно просверленных отверстий,
- зенкование торцовых поверхностей,
- развертывание отверстий,
- нарезание внутренней резьбы метчиками в основном в средних и крупных корпусных деталях.
С помощью специальных инструментов и приспособлений на радиально-сверлильных станках можно растачивать отверстия, вырезать отверстия большого диаметра в дисках из листового материала, притирать точные отверстия цилиндров, клапанов и т. д.
Как видно из перечня технологических операций, радиально-сверлильные станки являются универсальными. Основное назначение их — обработка отверстий в крупных деталях в условиях единичного и мелкосерийного производства.
Принципиальное отличие их от вертикально-сверлильных станков состоит в том, что при работе на них приходится перемещать обрабатываемую деталь относительно шпинделя, в радиально-сверлильных станках, наоборот, шпиндель перемещают относительно обрабатываемой детали. Это сделано не случайно, так как при обработке тяжелых деталей на их установку, выверку и закрепление требуется больше времени, чем на подвод сверла.
Шпиндель радиально-сверлильного станка легко можно перемещать как в радиальном направлении, так и по окружности различных радиусов. Это дает возможность сверлить отверстия в любой точке участка детали, ограниченного двумя концентрическими секторами окружностей: одна из них образована радиусом наибольшего, а другая — наименьшего вылета шпинделя при круговом вращении рукава относительно колонны станка.
Универсальность радиально-сверлильных станков позволяет широко применять их от ремонтного до машиностроительного цехов крупносерийного производства.
В промышленности применяют различные типы радиально-сверлильных станков. Некоторые из них показаны на рис. 7.10.
Рис. 7.10. Типы радиально-сверлильных станков :
а — стационарный общего назначения; б — с колонной, перемещающейся по направляющим станины; в — передвижной по рельсам, г — переносный
Радиально-сверлильный станок общего назначения показан на рис. 7.10, а. Обрабатываемую заготовку устанавливают на плите или на столе. Шпиндель станка занимает вертикальное положение и может перемещаться в трех направлениях: вокруг оси колонны, по радиусам этой окружности и вертикально — вдоль своей оси.
На рис. 7.10,б показан радиально-сверлильный станок с колонной, перемещающейся по направляющим станины . Такие станки предназначены для обработки тяжелых и громоздких деталей.
Радиально-сверлильный станок (рис. 7.10, в) может быть смонтирован на самоходной тележке , которая перемещается с помощью электропривода по нормальной железнодорожной колее.
На рис. 7.10, г показан радиально-сверлильный переносный станок , применяемый для обработки отверстий в крупных корпусных стальных и чугунных отливках. Такие станки широко применяют в тяжелом машиностроении, на судостроительных заводах.
Перемещение колонны по станине, вертикальное и горизонтальное перемещения рукава осуществляют механически. Зажим колонны, рукава и салазок на станине производят гидравлически.
Радиально-сверлильные станки имеют широкий диапазон частот вращения и большое число скоростей шпинделя и механических подач при высокой мощности главного привода. Вспомогательное время при работе на радиально-сверлильных станках достаточно велико.
Для его уменьшения станки снабжают механизмами с минимальным временем переключения частот вращения шпинделя и изменения величины подачи.
Органы управления станком сосредоточивают в одном месте — на сверлильной (шпиндельной) головке.
Включение и реверсирование вращения шпинделя осуществляют многодисковой фрикционной муфтой, а изменение скоростей и подач — гидравлическим управлением.
Система предохранительных устройств исключает поломки станка вследствие его перегрузки.
Радиально-сверлильные станки применяются для обработки заготовок, имеющих большой вес и габариты в единичном и мелкосерийном производстве: в ремонтном производстве, судостроении и машиностроении.
Радиально-сверлильный станок Jet JRD-1600W
Основным преимуществом относительно вертикально-сверлильных станков — возможность обрабатывать детали в любой точке без ее переустановки. Это экономит время и увеличивает точность, т.к. переустановка крупной и тяжелой детали затратное по времени мероприятие и может нарушить ее базировку. Т.е. перемещается не заготовка, а шпиндель относительно заготовки.
На радиальных сверлильных станках можно выполнять стандартные операции сверления по механической обработке деталей, а оснастив оборудование специальным инструментом и оснасткой — растачивать или притирать отверстия. Они являются универсальными.
Обозначение
По классификации ЭНИМС обозначаются следующим образом: первая цифра в маркировке обозначает группу «Сверлильные и расточные станки», вторая – тип – «Радиально-сверлильные станки», третья и четвертая – максимальный диаметр сверления. Буква – проводилась модернизация станка. Например, 2В56 – радиально-сверлильный станок с максимальным диаметром сверления 60 мм.
Современные импортные образцы станков не имеют стандарта обозначения – каждый производитель обозначает модели по собственному стандарту. Например, Optimum классифицирует свои радиальные станки на легкие (RB) и тяжелые (DR): RB6, RB8, DR5, DR6; Proma обозначает тяжелый станок RV-32; Jet – JRD: JRD-460, JRD-720R, JRD-1100R.
Отсутствие стандарта приводит к путанице и усложняет подбор аналогов.
Компоновка
Оборудование имеет своеобразную компоновку: колонна и стол устанавливаются на плиту. На колонне закреплена траверса, перемещающаяся по колонне в вертикальном положении, а также она имеет возможность осуществлять поворот относительно колонны на 360 градусов. На траверсе установлена сверлильная (шпиндельная) головка, перемещающаяся относительно траверсы в горизонтальном направлении. Она выполнена в виде отдельного агрегата. Если ее необходимо зафиксировать в определенном положении, то для этих целей имеется механизм зажима.
На рынке можно встретить настольные радиально-сверлильные станки, по компоновке напоминающие вертикально-сверлильные. Основное их отличием от классической компоновки — возможность перемещения стола в вертикальном направлении вместо перемещения траверсы.
Пример кинематической схемы радиального сверлильного станка 2Н55
Станки имеют широкий диапазон частот вращения, скоростей сверлильной головки и механических подач.
Бренды
На сегодняшний день советское оборудование вытесняется импортными аналогами. Основными импортерами являются Китай, Турция, Италия и Германия.
Хорошую репутацию среди производственников завоевали Optimum, Proma, Jet, Knuth.
Изготовлением радиально-сверлильных станков серии 2А554 занимается Одесский завод РСТ. Этот тип оборудования предназначен для обработки крупногабаритных заготовок, перемещение которых по поверхности рабочего стола затруднительно. Конструкция станка обеспечивает максимальный доступ ко всем граням детали, позволяет выполнять широкий спектр операций.
Конструкция станка
Основное назначение станка 2А554 – формирование отверстий методом сверления, зенкования и подрезки торцов. Шпиндельная головка имеет несколько степеней свободы и смещается относительно заготовки.
Главным отличием от аналогичных моделей является сосредоточение основных органов управления в конструкции сверлильной головки. Она располагается на рукаве, который закреплен на оси вертикальной колоны. При этом обеспечивается смещение сверлильного блока как по высоте, так и по горизонтали. Усовершенствованная система управления позволяет максимально автоматизировать процесс обработки.
Радиально-сверлильный станок 2А554 имеет следующие компоненты и узлы:
- плита-основа, которая имеет несколько Т-образных пазов для надежной фиксации детали;
- колонна, поворачивающаяся вокруг своей оси. Для выполнения этой функции в ней предусмотрено наличие подшипников;
- рукав, прикрепленный к колонне;
- сверлильная головка. Она перемещается по направляющим рукавам в горизонтальном направлении.
Для функционирования агрегатов и узлов в конструкции станка есть гидравлические зажимы, обеспечивающие достаточно легкое изменение положения. Элементы управления располагаются на боковой части сверлильной головки, что облегчает настройку оборудования. Также предусмотрена возможность предварительного набора режимов и частоты работы. Эта функция повышает производительность и точность обработки заготовок.
Независимо от местонахождения шпинделя он всегда будет уравновешен. Благодаря этому расширяется спектр выполняемых операций степеней обработки детали.
Технические параметры оборудования
Грамотная компоновка станка 2А554 позволила добиться оптимальных эксплуатационных качеств. Это же напрямую сказалось на характеристиках оборудования. Их обзор следует начать с основных параметров. Масса станка составляет 4700 кг, его габариты – 266,5*103*343 см.
Класс точности оборудования соответствует «Н». Максимально допустимый диаметр сверления для стали 45 равен 50 мм. Также предусмотрена возможность формирования отверстий в чугунных заготовках. Их диаметр не может превышать 63 мм. Шпиндель может смещаться по рукаву на расстояние от 35 до 160 см. Максимальная высота подъема рукава по колонне составляет 75 см. При этом максимальная скорость равна 1,4 м/мин.
Размеры рабочего стола составляют 102*255,5 см. Дополнительно предусмотрена возможность установки дополнительного инструмента для улучшения технических и функциональных возможностей оборудования. Его масса не может превышать 15 кг.
Для понимания эксплуатационных качеств станка 2А554 следует внимательно изучить параметры шпиндельной головки:
- диаметр гильзы – 9 см;
- границы частоты вращения — от 18 до 2000 об/мин;
- число скоростей составляет 24;
- пределы рабочих подач, которые возможны при одном обороте шпинделя – от 0,045 до 5 мм/об;
- параметры формирования резьбы. Пределы подач на один оборот — от 1 до 5 мм;
- максимальный крутящий момент, кгс*см – 7100;
- допустимое усилие подач, кН – 20.
Для управления положением рабочей головки в конструкции есть несколько типов зажимов. При вращении колонны и смещении сверлильной головки по рукаву применяются гидравлические устройства. Зажим рукава на стойке колоны осуществляется с помощью электрических зажимов.
Главный привод станка 2А554 выполняется при работе электродвигателя мощностью 5,5 кВт. Для перемещения по рукаву в конструкции предусмотрена электроустановка 2,2 кВт. Дополнительные устройства (5 шт) предназначены для подачи охлаждающей жидкости и обеспечения надежной фиксации компонентов станка относительно друг друга.
Для выключения шпинделя и изменения направления его вращения в станке есть фрикционная муфта. Она располагается между коробкой скоростей и главным электродвигателем.
Перед окончательной установкой станка 2А554 следует подготовить рабочую площадку для него. Лучше всего обустроить специальную платформу, которая будет способна выдержать вес оборудования. Затем необходимо проверить компоненты и узлы на отсутствие скрытых и явных дефектов.
После монтажа выполняется подключение к электросети. Она должна быть рассчитана на максимальную мощность оборудования. Поэтому важно изучить все характеристики станка, изменение параметров в зависимости от текущих режимов работы.
Кроме этого, во время эксплуатации оборудования следует учитывать такие факторы:
- при возникновении нештатных ситуаций (поломка или сбой в работе) сначала выполняется полное отключение и только затем проводятся ремонтные работы;
- во время работы оборудования запрещается выполнять его чистку, изменять положение заготовки, делать подтягивание болтов и гаек конструкции;
- если происходит формирование сливной стружки — следует вывести сверло из отверстия. В противном случае велика вероятность образования длинной стружки. Она может налипать на режущие кромки сверла или торцы обрабатываемых поверхностей;
- контролировать функциональность противовеса, который необходим для регулировки положения шпинделя.
С рабочим персоналом обязательно проводится инструктаж по технике безопасности, подробно изучаются характеристики станка.
В видеоматериале показан пример работы станка 2А554: