|
Приводы главного движения должны
обеспечить регулирование скоростей в широком диапазоне (Rn = 50-4-100, а
иногда и до 200), учитывая большое число разнохарактерных обработок,
выполняемых на многоцелевых станках. Максимальная частота вращения достигает
/гтах = 3000-^4000 мин"1. Большей частью в приводах главного движения
используют двигатели постоянного тока с тиристорным управлением с двумя-тремя
механическими ступенями, а иногда и без них. Для малых и средних типоразмеров
станков применяют приводы с асинхронными электродвигателями и коробками
скоростей (иногда дополнительно устанавливают вариатор). Реже используют
гидродвигатели малых габаритов и с большим диапазоном регулирования.
Шпиндельные устройства многоцелевых станков достаточно
сложны, так как во внутреннее отверстие шпинделя входят зажимные устройства,
осуществляющие автоматическое закрепление и освобождение инструментальных
оправок. Затяжка инструмента чаще всего производится пакетом тарельчатых
пружин, разжим — от гидроцилиндра. Для закрепления инструмента используют
резьбовые, цанговые, байонетные (см. 104) зажимы или зажимы с
радиально-движущимися элементами ( 94). Шарики 1 при перемещении втулки 2
захватывают хвостовик инструмента 3. При обратном ходе против шариков
оказывается расточка втулки 2 и
хвостовик инструмента освобождается. Оправки инструмента
имеют, как правило, наружный конус 50. Крутящий момент от шпинделя к оправке
передается с помощью торцовых шпонок 4, и, следовательно, ими же
осуществляется угловое ориентирование шпинделя.
Для повышения жесткости шпинделя исключено его осевое
перемещение. Шпиндель монтируется непосредственно в перемещаемой шпкндельной головке.
Привод подач. Подача подвижных рабочих органов чаще всего
осуществляется от электродвигателей постоянного тока с бесступенчатым
регулированием подач в диапазоне до 10 ООО и более. Скорости быстрых
перемещений рабочих органов в зависимости от размеров станка достигают 10—20
м/мин, но для точного позиционирования необходимы и малые подачи. Обычно
регулируемый электродвигатель через редуктор соединяется с парой винт — гайка
качения. В станках крупных размеров вместо редуктора применяют двухступенчатые
коробки скоростей с электромагнитными муфтами. Высокомоментные
электродвигатели могут устанавливаться на ходовом винте или соединяться с ним
через зубчатый ремень.
В приводах подач многоцелевых станков применяют и
гидроприводы, обеспечивающие высокую плавность перемещения рабочего органа и
диапазон регулирования скорости в пределах 1 : 15 000.
Механизмы автоматической смены инструмента должны
обеспечить стабильное точное, жесткое и надежное положение инструмента, а
также минимальное время его смены. По конструктивному и компоновочному
исполнению их делят на три группы: 1) с заменой всего шпиндельного устройства
(револьверные шпиндельные головки, магазины шпиндельных гильз); 2) со сменой
инструмента в одном шпинделе (инструментальные магазины); 3) комбинированные
(магазин в сочетании с револьверной головкой или автоматическая и ручная
смена).
Револьверные шпиндельные головки наиболее просты и
компактны. Головки размещаются обычно на шпиндельной бабке станка. Время
смены инструментов 1—3 с.
Магазины шпиндельных гильз ( 95) бывают барабанного и
линейного типа. Гильзы 1 поочередно занимают рабочее положение 4, при этом
шпиндель 2 соединяется с приводом главного движения, а гильза шпинделя с
приводом подач. В магазине устанавливается 15—20 гильз, в которых можно
монтировать шпиндели разной конструкции для легких и тяжелых работ. Главный
привод обеспечивает необходимую частоту вращения различных инструментов 5.
Недостаток такого способа смены инструмента — громоздкость и высокая
стоимость конструкции; преимущество — достаточная жесткость шпиндельного
устройства и надежность его закрепления.
Наиболее распространены многоцелевые станки со сменой
инструмента в одном шпинделе. Механизм смены инструмента в этом случае в
общем виде состоит из инструментального магазина, автооператора для переноса
инструментов от магазина в шпиндель и обратно и транспортного устройства для
передачи инструмента из магазина к автооператору.
Магазины могут быть установлены на шпиндельной головке, на
колонне, на столе и за пределами станка. При расположении магазина на столе
станка уменьшается полезная площадь стола, увеличиваются затраты времени на
смену инструмента, поэтому такой способ установки магазина не получил
распространения.
Значительно упрощается загрузка и транспортирование
инструмента из магазина в шпиндель при установке магазина 2 на шпиндельную
головку 1 ( 96, а). Револьверный магазин, вращаясь, подводит необходимый
инструмент до совпадения его оси с осью шпинделя ( 96, б). Гильза шпинделя 2
захватывает оправку с инструментом 3, выносит ее из магазина 1 и, продвигаясь
дальше, осуществляет рабочий цикл. При обратном ходе оправка остается в магазине,
а шпиндель уходит вверх, чтобы не мешать повороту револьверного магазина.
Автооператор здесь не нужен. По сравнению с револьверными головками такие
магазины имеют более мощный шпиндель и больший рабочий ход инструмента, но
вместимость револьверных магазинов ограничена.
Этих недостатков лишены магазины, расположенные на колонне
станка или вне его. Но при таком исполнении усложняется все устройство смены,
появляется необходимость в автооператорах, транспортных средствах для подвода
инструмента, увеличивается время его смены. Вместимость магазинов, удаленных
от рабочей зоны, составляет 12—120 инструментов. Необходимая вместимость
магазина определяется из анализа технологического процесса деталей, которые
будут обрабатываться на данном многоцелевом станке: вместимость магазина
зависит также от размеров инструментов (прежде всего от их диаметра), которые
могут быть помещены в магазине. Оптимальной считают вместимость магазина в 30
инструментов. Магазины 1 выполняют дисковыми ( 97, а, б), барабанными ( 97, в),
цепными ( 97, г), планетарными ( 97, ж). Инструмент 2 в таких магазинах может
располагаться параллельно, радиально или наклонно к оси вращения магазина.
При выборе типа механизма смены инструмента учитывают следующее. При малом
числе инструментов (до 8 шт.) и невысокой точности обработки
можно применять револьверную головку, при большей точности
обработки необходимо использовать револьверный магазин. При требуемом числе
инструментов 30—40 шт. применяют дисковые или барабанные магазины, при
увеличении инструментов до 100 шт. и больше чаще всего устанавливают цепной
магазин.
Многоцелевые станки оснащают еще большим числом
инструментов путем применения сменных магазинов, устройств для кассетной
замены инструментов в магазине, дополнительных стеллажей с инструментами вне
станка — смена инструмента при этом осуществляется портальным роботом.
Уменьшают время смены инструмента комбинированные
устройства смены, состоящие из магазина и револьверной головки. Например, при
наличии двухшпиндельной поворотной головки во время работы одного шпинделя
происходит смена инструмента из магазина в другом ее шпинделе с помощью
автооператора.
|