Конструкция станков
Все станки, относящиеся к категории металлообрабатывающих, имеют много общих черт в своей конструкции. По сути, устройство и технические характеристики таких агрегатов должны обеспечивать правильность выполнения технологических движений двух типов:
- движение подачи, которое совершает приспособление для резки или сама заготовка;
- движение, посредством которого осуществляется резка.
Для выполнения этих движений, а также для обеспечения стабильности функционирования всех остальных элементов оборудования для металлообработки его конструкция включает в себя следующие рабочие органы:
- систему управления, отвечающую за запуск и остановку станка, осуществление контроля за всеми параметрами его работы;
- узел, с помощью которого движение от электродвигателя преобразовывается и передается исполнительному механизму;
- непосредственно сам привод, который может быть электрическим, механическим, пневматическими или гидравлическим.
Агрегатные станки
Агрегатными называются специальные станки, которые состоят из нормализованных деталей и узлов (агрегатов). Станки предназначены для обработки сложных и ответственных деталей в условиях серийного и массового производства. Наибольшие технологические возможности станков обеспечиваются в том случае, когда обрабатываемая деталь в процессе резания неподвижна, а главное движение и движение подачи сообщаются режущим инструментам. Этим достигается наибольшая концентрация операций: можно производить обработку деталей одновременно с нескольких сторон многими режущими инструментами при автоматическом управлении рабочим циклом.
Агрегатные станки различают специальные и переналаживаемые, с полуавтоматическим и автоматическим циклами. Станки не требуют большой производственной площади, обеспечивают стабильную точность обработки, могут обслуживаться операторами невысокой квалификации допускают многократное использование нормализованных деталей и узле при настройке станка на выпуск нового изделия. Однако эти станки мене гибки при переналадке по сравнению с универсальными станками.
Группы
Наибольшее распространение получили агрегатные станки сверлильный, расточной и некоторых других групп. Они позволяют производить сверление, зенкерование, развертывание и растачивание отверстий, резьбонарезание и резьбонакатывание внутренних и наружных поверхностей, подрезание торцов, фрезерование и другие операции. Компоновка станков весьма разнообразна. Она зависит от формы, размеров и точности изготовляемых деталей, расположения на них обрабатываемых поверхностей и принятого технологического процесса.
Компановка
На рис. 129 показаны некоторые схемы компоновки агрегатных станков. Основными нормализованными элементами, из которых состоят станки, являются станина /. стойка 6. основание 7, тумба 5 под приспособление 4, многопозиционный стол 9. Силовым органом станков является независимый агрегат силовой головки. Он состоит из самой головки 2 и шпиндельной коробки 5. Головка предназначена для осуществления главного движения и движения подачи. Она имеет самостоятельный привод. Шпиндельная коробка несет инструментальные шпиндели, вращающиеся от приводного вала силовой головки; движение подачи осуществляется вместе с корпусом головки или пинолью 10 (рис. 129,в) с насадкой 11.
На рис. 129, показан агрегат, в котором силовая головка состоит из силового стола 8 и силовой головки 2. Стол 8 является независимым узлом с индивидуальным приводом движения подачи. Смонтированная на нем силовая головка имеет свой привод, осуществляющий только главное движение. Такая конструкция силовой головки расширяет технологические возможности станка.
Рис. 129 Компановка агрегатных станков
Количество агрегатов
Количество силовых агрегатов и инструментальных шпинделей, расположение осей шпинделей в пространстве зависят от назначения станка. Различают станки одноагрегатные (рис. 129,а, б, г, д) и многоагрегатные (рис. 129,в, е), одношпиндельные и многошпиндельные, горизонтальные (рис. 129,я), вертикальные (рис. 129,г, д), наклонные (рис, 129,6, в), смешанные (рис. 129,е), односторонние (рис, 129,а, б, г, д) и многосторонние (рис. 129,в, е).
Количество позиций
На однопозиционных станках (рис. 129,а, б, г) операция полностью заканчивается при одном постоянном положении детали. На многопозиционных станках (рис. 129, в, е) обработка деталей параллельно или последовательно осуществляется в нескольких позициях, в нескольких различных положениях относительно инструментов. Периодическое перемещение приспособлений вместе с обрабатываемыми деталями из одной позиции в другую производят при помощи многопозиционных столов; поворотных или с прямолинейным движением.
1 Классификация сверлильного оборудования
Сверлильные агрегаты в соответствии с принятой в нашей стране классификацией относят ко второй группе металлорежущего оборудования. По назначению установки для сверления подразделяют на следующие виды: специализированные; универсальные; специальные. Под специализированными понимают автоматизированные агрегаты, которые способны выполнять определенные технологические процедуры. Как правило, они настраиваются на одновременное сверление нескольких отверстий в каких-либо конкретных конструкциях.
К специализированным относятся почти все советские и российские агрегатные станки, которые собираются из стандартных механизмов и составных частей. Они обычно оснащаются множеством особых инструментов и приспособлений, что ориентирует их на применение в массово-поточном и крупносерийном производстве.
Универсальное оборудование позволяет осуществлять любые технологические процедуры, связанные с выполнением отверстий и их дополнительной обработкой – фрезерно-расточной, фрезерно-токарно-расточной, токарно-расточной и т.д. Оно больше всего распространено, универсальные агрегаты используются многими предприятиями, небольшими производственными компаниями и частными лицами (настольный станок для сверления нетрудно найти в домашних мастерских наших сограждан).
Всю номенклатуру универсального оборудования делят на:
- Радиально-сверлильные установки. Они могут быть передвижными, стационарными, снабженными головками поворотного типа, переносными и другими;
- Вертикально-сверлильные. Бывают с сечением сверления 75 миллиметров (тяжелые), с сечением от 18 до 50 миллиметров (средние), с сечением 3–12 миллиметров (легкие). Любой настольный агрегат по своим параметрам относится к группе легких.
- Горизонтально-центровальные и горизонтально-сверлильные.
Агрегаты специального вида изготавливают для производства ограниченного числа операций (иногда они дают возможность выполнить всего одну операцию) в конкретной детали. В большинстве случаев их невозможно перенастроить на работу с другими заготовками.
Добавим, что радиально-сверлильный станок либо сверлильный агрегат другого типа (например, сверлильно-присадочный станок или магнитный сверлильный станок) может располагать системой числового программного управления (ЧПУ). Сверлильный станок с ЧПУ в своей маркировке имеет специальные символы (одна или две литеры и одна цифра), которые описывают некоторые особые характеристики оборудования. Понятно, что бытовые сверлильные станки не оснащаются числовым программным управлением, в этом нет никакой необходимости.
Если перед нами агрегат с обозначением «Ф1» в конце маркировки, это означает, что он имеет возможность преднабора координат и оснащен цифровой индикацией, с обозначением «Ф2» – оборудование с прямоугольными и позиционными системами ЧПУ, с «Ф3» – числовой программный комплекс является контурным. А обозначение «Ф4» говорит нам о том, что на станке установлено ЧПУ универсального типа, позволяющее с одинаковой легкостью выполнять и контурную, и позиционную обработку.
Агрегаты без ЧПУ делятся на: полуавтоматические; с ручной и механической подачей; автоматизированные; автоматические. Кроме всего прочего, сверлильное оборудование в последние годы пополнилось большим количеством совершенно новых специальных и специализированных агрегатов, среди которых мы хотим выделить:
- деревообрабатывающий сверлильно-присадочный станок;
- инновационный магнитный сверлильный станок;
- многофункциональный токарно-фрезерно-расточной и комбинированный фрезерно-токарно-расточной центр.
О них обязательно будет рассказано в данной статье.
Особенности конструирования
Особенность конструирования состоит в требовании по повышению надёжности работы унифицированных узлов и созданию условий для быстрой перекомпоновки станка на обработку другой детали. Для обеспечения вышеуказанных требований разработали общесоюзные нормали на присоединительные размеры основных узлов. Ведутся работы по созданию быстро переналаживаемых агрегатных станков с применением циклового и числового программного управления для рационального использования в серийном производстве при групповой обработке деталей.
Наибольшее распространение Агрегатные станки получили при механической обработке, когда деталь остаётся неподвижной, а движение сообщается режущему инструменту. На агрегатном станке можно вести механическую обработку инструментами с нескольких сторон, поэтому допускается значительное выделение операций.
По характеру выполняемых операций (фрезерование, растачивание, сверление, подрезание торцов, нарезание резьбы и т. д.) устанавливается число одновременно работающих на одном станке инструментов, которое может доходит до 100 и более. Агрегатные станки имеют высокую производительность, которая зависит от длительности лимитирующей операции и цикла работы.
В 30-х гг. в СССР было начато проектирование и изготовление агрегатных станков впервые на Экспериментальном научно-исследовательском институте металлорежущих станков (ЭНИМС).
ТЕРМИНЫ, ПРИМЕНЯЕМЫЕ В СТАНДАРТЕ, И ПОЯСНЕНИЯ К НИМ
Наименование показателя | Номер показателя по табл. 1 | Пояснения |
Автоматическая линия | – | Совокупность, технологического оборудования, |
Автоматическая сблокированная | – | Автоматическая линия, в которой |
Автоматическая несблокированная | – | Автоматическая линия, в которой |
Агрегатный станок | – | Агрегатный станок – специальный |
Специальный станок агрегатного | – | Станок, обладающий всеми |
Номинальная производительность | 1.2.1 | Количество продукции, |
Способ загрузки обрабатываемой | 1.5.1 | Указать способ загрузки обрабатываемой |
Вид системы управления | 1.5.2 | Указать вид системы управления: релейно-контактная, |
Способ контроля точности | 1.5.3 | Указать способ контроля |
Способ подналадки инструмента | 1.5.4 | Указать способ подналадки |
Способ контроля состояния | 1.5.5 | Указать способ контроля |
Установленная безотказная | 2.1 | По ГОСТ |
Установленная безотказная | 2.2 | То же |
Коэффициент технического | 2.4 | Отношение математического |
Установленный ресурс по | 2.5 | Наработка объекта от начала его |
Коэффициент готовности | 2.6 | Вероятность того, что объект |
Удельная масса металла | 3.1 | Отношение массы линии (станка) к |
Удельный расход электроэнергии | 3.2 | Отношение электроэнергии, |
ИНФОРМАЦИОННЫЕ
ДАННЫЕ
1. РАЗРАБОТАН И
ВНЕСЕН Министерством станкостроительной и инструментальной промышленности СССР
ИСПОЛНИТЕЛИ
В.С.
Васильев, д-р техн. наук; А.Н. Байков, канд. техн. наук; Н.Ф.
Хлебалин, д-ртехн. наук; А.Р. Чеховский; В.В. Земляной; Л.П.
Малиновская; С.В. Токарева
2. УТВЕРЖДЕН И
ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам
от 25.02.88 № 366
3. Срок первой
проверки – 1994 г., периодичность проверки – 5 лет
4. ВЗАМЕН ГОСТ 4.130-85
5. ССЫЛОЧНЫЕ
НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ДОКУМЕНТЫ
Обозначение НТД, на который | Номер пункта, приложения |
Приложение 2 |
1. Номенклатура показателей 2. Приложение Приложение 2. Термины, применяемые в стандарте, и |
Описание группы
Станки для обработки глубоких отверстий производства “ Рязанский станкостроительный завод” отвечают этим требованиям.
Исходя из разнообразных практических задач, были разработаны специальные станки различных типоразмеров и в различных конструктивных исполнениях.
Могут применяться следующие формы:
Конструктивная форма №1 (станок токарного исполнения): Базирование вращающегося изделия в патроне бабки изделия и роликовых люнетах. Стебель с установленным инструментом крепится в стеблевой бабке. Обработка отверстий происходит не вращающимся инструментом.
Конструктивная форма №2 (Станок токарного исполнения): Базирование вращающегося изделия в патроне бабки изделия и роликовых люнетах. В зависимости от технологических потребностей обработка может производиться при вращающемся изделии как не вращающимся, так и вращающимся инструментом.
Конструктивная форма №3 (Станок вертлюжного исполнения): Базирование вращающегося изделия в патронах бабки изделия и роликовых люнетах. Торцы полых заготовок легкодоступны для измерений, смены инструмента; работы методом «вытяжного растачивания». Обработка происходит не вращающимся инструментом.
Конструктивная форма №4 (Станок вертлюжного исполнения): Базирование вращающегося изделия в патронах бабки изделия и роликовых люнетах. Обработка может производится при вращающемся изделии как не вращающимся так и вращающимся инструментом.
Конструктивная форма №5 (Станок корпусного исполнения): Базирование не вращающегося изделия в приспособлениях. Обработка отверстий происходит вращающимся инструментом.
Агрегатные станки
Агрегатные станки предусматривают одновременную одностороннюю или двухстороннюю обработку отверстий.
Агрегатные станки, отвечая полностью своему технологическому назначению, как специальные станки вместе с тем могут быть изготовлены наиболее производительными и экономичными методами по сравнению с прежними конструкциями подобных станков. Это объясняется в первую очередь тем, что нормализованные и унифицированные их узлы ( фиг.
Агрегатные станки являются основной предпосылкой к созданию автоматических линий многократной обратимости с максимальной концентрацией технологических операций.
Агрегатные станки легко переналаживать в зависимости от условий и требований технологического процесса. На рис. 74 приведены отдельные схемы компоновки сверлильных агрегатных станков.
Агрегатные станки обеспечивают взаимозаменяемость обрабатываемых деталей, являющихся одним из обязательных условий крупносерийного и массового производства. Режущие инструменты на агрегатных станках работают на заранее рассчитанных режимах резания, что улучшает эксплуатацию инструментов. В агрегатных станках широко используют гидравлические, пневматические и электрические системы привода и управления.
Агрегатные станки – это специальные станки, которые компонуются из нормализованных агрегатов и деталей и дополняются установочными приспособлениями для координации изготовляемых деталей и режущих инструментов. Унифицированы узлы агрегатных станков: силовые головки, поворотные позиционные столы, основания, станины, колонны, салазки, приводы подач, шпиндельные коробки, кантователи.
Агрегатные станки предназначаются для применения в условиях крупносерийного и массового производства для выполнения сверлильных, расточных, резьбофре-зерных и реже – фрезерных и других работ. Изделия на таких станках обрабатываются одновременно многими инструментами с одной, двух или нескольких сторон в зависимости от конфигурации детали, которая устанавливается и закрепляется на столе станка. Поэтому агрегатные станки отличаются более высокой производительностью, чем универсальные станки. При обработке изделий на агрегатных станках сокращаются число рабочих и производственные площади при том же объеме продукции.
Агрегатные станки предназначаются для применения в условиях крупносерийного и массового производства для выполнения сверлильных, расточных, резьбонарезных и реже – фрезерных и других работ. Изделия на таких станках обрабатываются одновременно многими инструментами с одной, двух или нескольких сторон, в зависимости от конфигурации детали, которая устанавливается и закрепляется на столе станка.
| Схема компоновки агрегатного станка из нормализованных узлов. и деталей. |
Агрегатные станки изготовляются для обработки конкретного одного или нескольких изделий ( рис. 2), Агрегатные сТанки обычно собирают из нормализованных деталей и узлов, составляющих 70 – 80 % общего количества узлов в станке.
Агрегатные станки находят растущее применение в серийном производстве. Выпуск их из года в год растет. Во многих отраслях машиностроения ( насосостроение, текстильное машиностроение, двигателестроение, сельхозмашиностроение) технический прогресс производства в значительной мере обусловлен их широким использованием при изготовлении трудоемких деталей. Агрегатные станки могут быть эффективно использованй при групповой обработке конструктивно и технологически подобных деталей. Недавно появились агрегатные станки с ПУ, что характеризует их интенсивное проникновение в серийное производство.
Агрегатные станки способствуют сглаживанию противоречия между быстрым развитием современного производства и учащающейся сменой выпускаемых изделий более совершенными.
Агрегатные станки, применяемые в тяжелом машиностроении, компонуют из стандартных коробок скоростей или агрегатных головок и дифференциальных борштанг; в серийном производстве используют специальные станки.
Агрегатные станки можно применять при обработке даже небольшого количества деталей, так как их изготовление сводится лишь к монтажным работам; наличие универсальных силовых бабок и дифференциальных борштанг дает возможность быстро монтировать такие станки непосредственно на плитных настилах.
Агрегатные станки с самодвижущимися силовыми головками: а – односторонний с горизонтальной головкой; б – трехсторонний с горизонтальными головками; в – двухсторонний с наклонными головками: / – рабочее приспособление; 2 – средняя часть основания; 3 – самодвижущаяся силовая головка; 4 – салазки; 5 – основание; 6 – угловая подставка.
Классификация
В зависимости от геометрических размеров заготовок, которые могут обрабатываться, агрегатные станки классифицируются на три группы. Каждая группа отличается габаритными размерами станка, его весом и конструкцией унифицированных узлов.
- Группа малогабаритных агрегатных станков. Это группа станков с небольшими размерами пинольных головок. Мощность пинольных головок колеблется от 0,18 до 0,75 кВт.
- Группа средних станков. У этой группы станков силовые головки имеют плоскокулачковый привод. Мощность подачи колеблется от 1,1 до 3 кВт.
- Группа больших размеров. Такие станки в своей конструкции имеют гидравлические или электромеханические столы. Такие столы предназначены для установки на них шпиндельных узлов.
Агрегатные станки классифицируются также по конструктивным особенностям:
- По количеству рабочих позиций классификация осуществляется по следующим признакам:
- однопозиционные. Конструкция такого агрегатного станка обеспечивает многостороннюю обработку деталей. Обрабатываемая деталь, на этих станках фиксируется в закрепленном неподвижном положении. Силовая головка агрегатного станка может обрабатывать заготовку с одной, двух или трех сторон;
- многопозиционные. На таком оборудовании заготовки могут обрабатываться в последовательном режиме. На каждом режиме обработка может вестись в трехстороннем режиме.
- По расположению инструмента. Силовая головка может обеспечить расположения инструмента по отношению к обрабатываемой детали в вертикальном, горизонтальном или наклонном положении.
- По способу крепления и передвижению заготовки классификация разделяет станки на следующие виды:
- станки, у которых столы неподвижные;
- станки с поворотным столом. Такая модель позволяет передвигаться столу вокруг двух осей (вокруг осей в вертикальной и горизонтальной плоскости);
- станки с возможностью перемещения в 1, 2, 3-х направлениях.
К отдельной классификационной группе следует отнести агрегатные станки линейного построения. На этих станках можно выполнять сверлильные, фрезерные и другие работы, а также нарезать внутренние резьбы. У таких станков нет закрепленного основания. Конструктивно такие станки состоят из рамы, электродвигателя и держателя рабочего инструмента. Рама оснащена направляющими. Заготовка крепится в специальное приспособление. Многие промышленники требуют от станочного оборудования высокой степени гибкости при совершенной производительности. Этим требованиям удовлетворяют агрегатные станки с ЧПУ, которые относятся к особой классификационной группе.
Внешний вид агрегатного станка
