 ПОЗНАВАТЕЛЬНОЕ Сила воли ведет к действию, а позитивные действия формируют позитивное отношение Как определить диапазон голоса - ваш вокал Игровые автоматы с быстрым выводом Как самому избавиться от обидчивости Противоречивые взгляды на качества, присущие мужчинам Вкуснейший "Салат из свеклы с чесноком" Натюрморт и его изобразительные возможности Применение, как принимать мумие? Мумие для волос, лица, при переломах, при кровотечении и т.д. Как научиться брать на себя ответственность Зачем нужны границы в отношениях с детьми? Световозвращающие элементы на детской одежде Как победить свой возраст? Восемь уникальных способов, которые помогут достичь долголетия Классификация ожирения по ИМТ (ВОЗ) Глава 3. Завет мужчины с женщиной
Оси и плоскости тела человека - Тело человека состоит из определенных топографических частей и участков, в которых расположены органы, мышцы, сосуды, нервы и т.д.
| Примеры компоновок станков выполненных на основе модульного принципа 12
Компоновка станков с ЧПУ Совокупность элементов станка, через которые замыкаются силы резания и силы веса его частей, называют несущей системой станка. К несущей системе станка относятся прежде всего корпусные детали: станины, стойки, колонны, корпуса шпиндельных бабок, каретки, салазки, столы и др. Название базовых деталей в определенной степени отражает их функциональное назначение. Систему расположения элементов несущей системы и направляющих станка в пространстве называют компоновкой. Компоновка характеризуется структурой (какие корпусные детали образуют несущую систему), пропорциями и свойствами. На рисунке 1 представлена компоновка токарного станка с ЧПУ. Направляющие станины 8 расположены наклонно к основанию станка. Такой тип компоновки называют наклонным. В состав несущей системы этого станка входят шпиндельная бабка 2, два наклонных суппорта 3 и 7, задняя бабка 5, станина 8. Верхний 3 и нижний 7 суппорты перемещаются вдоль координат Х (Х1 и Х2) и Z (Z1 , Z2) и несут револьверные головки 4 и 6. Вращение шпинделя осуществляется от двигателя постоянного тока через коробку скоростей 9. На рисунке 2 показаны два варианта угловой компоновки токарного станка. На станине 2 выполнены горизонтальные направляющие (см. рис. 2,а), по которым перемещается каретка. Верхние направляющие каретки расположены под углом (обычно 30÷45º, иногда 900) и служат для перемещения поперечных салазок 3 с револьверной головкой 4. Обрабатываемая деталь закрепляется в приспособлении (в данном случае, патроне 1). При оснащении станка вторым суппортом 7 (см. рис. 2 б) на станине выполняются нижние направляющие 5.На них устанавливается второй суппорт и задняя бабка 6. Разнообразие компоновок токарных станков объясняется стремлением станкостроительных фирм обеспечить наиболее удобные условия для автоматизации загрузки заготовок на станок и их снятия после обработки. У станков с наклонной компоновкой достаточно хорошо открыта зона с фронтальной стороны и сверху. С любой из этих сторон можно загружать детали с помощью промышленного робота. Поэтому на основе таких компоновок проще создавать роботизированные технологические комплексы (РТК). При проектировании компоновок учитывается также условия свободного отвода стружки из зоны обработки. Наклонные компоновки позволяют стружке без помех падать в корыто станка. Представленные на рисунках 1и 2 компоновки вполне соответствуют требованиям для создания на их основе РТК.
Рис. 1. – Наклонная компоновка токарного станка с ЧПУ
Рис. 2. – Угловая компоновка токарного станка с ЧПУ: а – с одним суппортом; б – с двумя суппортами. Компоновки многооперационных фрезерно-сверлильно-расточных станков показаны на рис. 3. Многооперационные станки предназначены для обработки сложных деталей, поэтому их проектирую со значительно большим количеством управляемых по программе координат. Это существенно усложняет конструкцию станка и требует использования устройства ЧПУ, выполненного на основе микропроцессоров. На рисунке 3 показано как постепенно усложнялись конструкции многооперационных станков. На рис.3,а показан обычный трехкоординатный фрезерный станок с крестовым столом (управляемые координаты X, Y и Z) и неподвижной стойкой 1, по которой в направлении оси Y перемещается шпиндельная головка. Обработка детали ведётся с одной стороны. Для дальнейшей обработки детали ее требуется переустановить, повернув другой стороной к режущему инструменту. На переустановку затрачивается определенное время. На рис.3,б показана компоновка станка с четырмя управляемыми координатами (управляемые по программе координаты X,Y,Z,B – поворот стола вокруг оси OY). Добавление поворотного стола 1, позволяет поворачивать деталь, устанавливаемую на столе, различными сторонами к режущему инструменту. Время на переустановку детали теперь исключается из общего времени обработки детали. Данная компоновка станка развивает компоновку, показанную на рис.3 а). На рис.3,в также показана четырёхкоординатная компоновка с теми же управляемыми координатами, что на рис.3,б. Однако на станок теперь установлен магазин 1 со сменными инструментами и автоматический оператор. Автооператор позволяет в автоматическом режиме менять режущий инструмент в шпинделе станка. Количество инструментов, устанавливаемых в цепные магазины многоцелевых станков, достигает 100…150 штук. Компоновки станков такого типа применяют для комплексной обработки сложных деталей. Пятикоординатные обрабатывающие центры с двумя поворотными столами позволяют вести обработку еще более сложных деталей. Управляемые координаты – X,Y,Z,A,B. Верхний поворотный стол вращается вокруг горизонтальной оси X (управляемая координата А), нижний стол вращается вокруг вертикальной оси Y (управляемая координата В). На таких станках можно вести комплексную обработку корпусных деталей с пяти сторон под любым углом. На рис.3,д представлена компоновка станка с шестью управляемыми координатами. Дополнительной управляемой координатой является движение инструмента, устанавливаемого на плансуппорте (координата U). Плансуппортным устройством называют механизм, устанавливаемый в шпиндель станка в автоматическом режиме. Плансуппорт вместе со шпинделем совершает вращательное движение, а инстртрумент управляемым от устройства ЧПУ (разработана на базе компоновки, показанной на рис.3 г), предназначена для точной обработки наружных и внутренних фасонных поверхностей, расположенных под произвольными углами.
Рис. 3. – Компоновки многооперационных станков средних габаритов Рассмотренные примеры компоновок позволяют сделать вывод, что основным направление развития конструкций многоцелевых станков является создание оборудования, способного довести обработку деталей до полной готовности на одном станке. При этом количество управляемых координат в станках значительно возрастает, что, в свою очередь, вызывает необходимость совершенствовать устройства управления станками на основе микропроцессорных устройств. Многоцелевые станки для обработки корпусных и плоских деталей по компоновке выполняют горизонтальными и вертикальными. На рис. 4 показана компоновка многоцелевого станка горизонтальной компоновки. При горизонтальной компоновке ось вращения шпинделя Ш расположена горизонтально, шпиндель установлен в шпиндельной бабке (ШБ). Шпиндельная бабка устанавливается на вертикально расположенных направляющих стойки 3 и может перемещаться вдоль оси Y. Стойка 3 перемещается по горизонтальным направляющим станины вдоль оси Z.
Рис. 4. Многоцелевой сверлильно-фрезерно-расточной станок с ЧПУ Продольный стол станка перемешается вдоль оси Х по направляющим станины. На продольном столе смонтирован поворотные стол 1, поворачивающийся вокруг своей оси (управляемая координата В). На верхнем торце стойки установлен узел автоматической смены инструмента. В его состав входит инструментальный магазин (М) и автооператор (А). Станция загрузи деталей с поворотной платформой 4 служит для установки на столе очередной заготовки и съема обработанной.Поворотная платформ осуществляет передачу столов – спутников с закрепленной деталью в зону обработки и обратно в автоматическом режиме по командам от управляющей программы. В качестве примера на рис. 5 показана кинематическая схема многоцелевого станка горизонтальной компоновки.
Рис. 5. Кинематическая схема сверлильно-фрезерно-расточного станка с ЧПУ В настоящее время многоцелевые станки создаются по модульному принципу. Этот принцип основан на применении единого унифицированного ряда агрегатных узлов станков (таких, как основание с салазками, стол, стойка, шпиндельная бабка, механизмы смены инструмента и детали, система уборки стружки из зоны резания, накопитель заготовок при станке и т. п.). Каждый из этих узлов может иметь несколько вариантов исполнения, но обязательным остается одно условие — наружные присоединительные элементы принятых вариантов узлов должны быть одинаковыми. Это дает возможность создавать большое число модификаций станков, с более полным их соответствием требованиям производства (по номенклатуре и серийности обрабатываемых деталей), повышать технологическую приспосабливаемость станка к требованиям завода-потребителя, снижать затраты и сроки на проектирование и изготовление станков. Структура и схема построения гаммы МСФРС из унифицированных агрегатных узлов показаны на рис. 6. Каждый станок условно можно разбить на три группы узлов: сотая — стойка-основание, двухсотая — стол-салазки, трехсотая — шпиндельные бабки. В сотой группе неизменным элементом является стойка, которая в зависимости от типа станка (вертикальный или горизонтальный) устанавливается в определенной плоскости. Узлы имеют следующие исполнения: 101 — компоновка группы стойка-основание под вертикальный станок с крестовым столом; 102 — компоновка под горизонтальный станок с крестовым столом; 103 — компоновка под горизонтальный станок с поперечно-подвижной стойкой и продольным столом. Двухсотая группа (стол-салазки) имеет 14 вариантов исполнения: 201—203 — узлы стол-салазки; 204 — с поворотным столом, 205, 206 — столы с встроенными в них круглыми поворотными столами; 207, 208 — с прямоугольными столами и встроенными в них круглыми поворотными столами. В модификациях 209—214 салазки отсутствуют и стол устанавливают непосредственно на основании продольного стола. Трехсотая группа (шпиндельная коробка) имеет 8 вариантов исполнения: шесть (301—306) для вертикальных и два (307, 308) для горизонтальных станков. Стойка 1, устанавливаемая на основании 2 в двух положениях, формирует станки вертикального А и горизонтального Б исполнения. На стойке монтируются вертикальные 301—306 и горизонтальные 307, 308 шпиндельные бабки; поз. 301—303 предназначены для обработки деталей из разных материалов и различаются частотой вращения шпинделя; поз. 303—305 различаются числом шпинделей (один, два или три); поз. 306 оснащена поворотной головкой; поз. 308 и 307 различаются пределами частот вращения шпинделя. На основание 2 устанавливают салазки 3, на которые базируют столы 201—213. Эти столы, имеющие одинаковые наружные присоединительные элементы, различаются: формой и размерами рабочей поверхности (поз. 201—203); числом поворотных столов на продольном столе (поз. 204— 214); компоновкой стола (поз. 210; 211) и т. п. При использовании основания 5 можно изготовить продольный станок с подвижной стойкой 1, установленной на каретку 4. Применение модульного принципа построения позволяет, используя ограниченный набор унифицированных узлов, собирать станки различных типов и исполнений для обработки деталей из различных материалов. Основные модификации МСФРС (с шириной стола 400 или 500 мм), построенных на базе перечисленных унифицированных узлов и расположенных в направлении повышения уровня автоматизации, показаны на рис. 2. К ранее указанным узлам (см. рис. 1) здесь добавляются следующие: система 1 управления; система 2 автоматической смены инструмента; система 3 удаления стружки; система 4 автоматической смены заготовок.
Рис. 6. Схема модулей для построения гаммы многоцелевых сверлильно – фрезерно- расточных станков .
Рис. 7. Пример модульной компоновки станка МХ – 45VAE (Япония). Модули: станина (колонна), каретка (осьY), каретка (ось Y), шпиндельная головка (ось Y), стол (ось Х). На рис. 8 показана компоновка многоцелевого станка с шестью управляемыми координатами.
Рис.8 Компоновка многоцелевого станка с шестью управляемыми координатами На основании станка установлена стойка (станина, колонна) по направляющим которой перемещается шпиндельная коробка со шпинделем в направлении оси Y. Шпиндельное устройство кроме обычного для шпинделей вращательного движения, имеет управляемую координату С, обеспечивающую вокруг оси Z с остановкой в задаваемой по программе угловой координате. Двухкоординатный стол установлен на направляющих горизонтальной станины и имеет две управляемые координаты: X и Z. Кроме этого стол имеет еще одну управляемую координату: поворот вокруг оси Y (координата В). Обозначенная на рисунке координата W, показывает, что стойка станка может перемещаться по направляющим станины в поперечном по отношению к координате X направлении. На рисунке показан пульт системы ЧПУ и, на заднем плане, шкаф с электроавтоматикой станка и блоками управления приводами подач и вспомогательных движений. Станок снабжен магазином со сменными инструментами и автооператором. В представленном на рис. 8 станке прослеживается применение модульного принципа компоновки. Общий вид токарного многоцелевого станка модульной компоновки показан на рис. 9.
Рис.9 Токарный многоцелевой станок CTX 420 Linear Станок состоит из следующих узлов: 1. Станина; 2. Опора для интегрированного шпинделя – двигателя; 3. Шпиндельная бабка главного шпинделя (шпиндель H); 4. Зажимное устройство; 5. Привод оси Z; 6. Револьверная головка; 7. Привод оси X; 8.Задний шпиндель; 9. Салазки поперечного суппорта; 10. Освещение рабочей зоны;11.Панель управления и монитор; 12. Шкаф управления; 13. Гидравлический агрегат смазки; 14. Транспортер уборки стружки;15. Указатель уровня СОЖ; 16. Педаль управления устройством зажима заднего шпинделя; 17. Педаль управления устройством зажима главного шпинделя. Станок выпускается фирмой GILDEMESTER, имеет один суппорт с установленной на нем револьверной головкой 6, несущей режущий инструмент и два шпиндельных устройства. Суппорт состоит из двух подвижных элементов: каретки и салазок. Каретка перемещается по направляющим станины вдоль оси шпинделя (управляемая координата Z).Движение осуществляется от двигателя 5. Салазки поперечного 9 двигаются по направляющим каретки перпендикулярно оси шпинделя (управляемая координата X). Главный шпиндель установлен в шпиндельной бабке 3, задний шпиндель (противошпиндель, оппозитный шпиндель) установлен на каретке 8, которая имеет привод подачи и может перемещаться, по направляющим станины вдоль оси Z . На задних концах шпиндельных устройств установлены гидроцилиндры 4, используемые для зажима деталей в патронах. Суппорт станка имеет возможность перемещать режущий инструмент не только по осям X и Z, но и по оси Y (вертикальное движение). Шпиндельные устройства имеют управление по углу поворота и могут останавливаться в заданном угловом положении. В револьверной головке устанавливается 12 инструментов, причем во всех 12 позициях можно устанавливать вращающийся инструмент. Для управления станком используется устройство ЧПУ SIMENS Powerline Shop. Станок имеет управляемые координаты X, Y, Z, C, U, обладает широкими технологическими возможности и пригоден с условиях серийного производства изготавливать сложные детали. Примеры компоновок станков выполненных на основе модульного принципа На рис.10 приведена фотография многоцелевого станка для проведения фрезерно – сверлильно – расточных операций модели DMU 50 с системой ЧПУ Heidenhain iTNC530. Здесь также применен принцип модульного проектирования станка. При изучении этой компоновки необходимо провести сравнение компоновки данного станка с компоновками других станков и выявить общие и индивидуальные элементы компоновок. Рис. 10. Фотография и чертеж многоцелевого станка модели DMU 50 1.Шпиндельная бабка с главным приводом 2.Централизованная смазка 3.Пневматика 4.Гидравлика 5.Шкаф управления 6.Пульт управления с системой ЧПУ 7Поддон и защитное ограждение 8.Рабочий стол 9.Бак для СОЖ 10.Инструментальный магазин.
Рис.11. Компоновка станка модели 500 VS (ограждения механизмов сняты). Технические характеристики: Параметры стола Размеры поверхности стола, мм 500 Количество Т-образных пазов стола 8 Ширина паза стола, мм 18Н11 Наибольшая частота вращения стола (ось В), об/мин 360 Наибольший крутящий момент, Нм 500
Шпиндель Конус шпинделя HSK 40 (НSK 63) Число ступеней частот вращения шпинделя регул. бесступ. Пределы частот вращения шпинделя, об/мин 0-12000 Номинальный крутящий момент на шпинделе, Нм 76 Мощность главного привода, кВт 19
Перемещения Наибольшее программируемое перемещение по координатам: Х - продольное перемещение стола, мм 750 Y - вертикальное перемещение шпиндельной бабки, мм 500 Z - поперечное перемещение колонны, мм 750 Точность позиционирования по осям Х, Y, Z, мм 0,01 Дискретность задания перемещения, мм 0,001 Число одновременно управляемых осей координат 4 (5)* Наибольшее усилие подачи по координатам Х,Y, Z, Н 8000 Пределы рабочих подач по координатам Х,Y, Z, мм/мин 1...15 000 Число ступеней рабочих подач регул. бесступ. Скорость быстрого перемещения по координатам Х, Y, Z, м/мин 40...50 Инструментальный магазин Емкость инструментального магазина, шт. 24 Время смены инструмента, с 7 Наибольшая масса оправки, устанавливаемой в магазине, кг 8 Система ЧПУ SIEMENS SINUMERIK 840D Прочие характеристики Масса, кг 8000 Габаритные размеры, мм 3500х2850х3200 * в зависимости от комплектации Перемещение по осям: Ось X - продольное перемещение стола Ось Y - поперечное перемещение колонны Ось Z - вертикальное перемещение шпиндельной бабки Ось А - поворот стола Ось С - вращение стола На рисунке 11 показана компоновка многоцелевого фрезерно – сверлильно – расточного станка 500VS Стерлитамакского станкостроительного завода и его технические характеристики. Компоновка составлена из нескольких модулей: 1) поперечно-подвижная стойка, установленная на каретку (управляемая координата Y); 2) каретка, установленная на направляющие станины (управляемая координата X); 3) шпиндельная коробка, (управляемая координата Z); 4) неподвижно устанавливаемый стол; 5) глобоидный стол, осуществляющий повороты вокруг двух осей (управляемые координаты A и B, 6) магазин сменных инструментов. На рис.12 показана фотография многоцелевого станка ИР 500ПМФ4 Ивановского завода тяжелого станкостроения. Компоновка санка типична для многоцелевых станков.
Рис. 12 Компоновка многоцелевого станка ИР 500ПМФ4 На фотографии видны такие модули, как стойка, шпиндельная коробка, магазин сменных инструментов, сменные столы (2 штуки), станина, сойка устройства числового программного управления, транспортер для уборки стружки. На стойку устройства ЧПУ видна панель для набора команд управля - ющей программы.
12 |
