Назначение и область применения агрегатных станков, разновидности компановок.

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 операции: 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 узлов при настройке станка на выпуск нового изделия. Однако эти станки менее гибки при переналадке по сравнению с универсальными станками.

Наибольшее распространение получили агрегатные станки сверлильно-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.

Количество силовых агрегатов и инструментальных шпинделей, расположение осей шпинделей в пространстве зависят от назначения станка. Различают станки одноагрегатные (рис. 1,а,б,г,д) и многоагрегатные (рис. 1, в,е), одношпиндельные и многошпиндельные, горизонтальные (рис. 1,а), вертикальные (рис. 1,г,д), наклонные (рис. 1,б,в), смешанные (рис. 1,е), односторонние (рис. 1, а,б,г,д) и многосторонние (рис. 1,в,е).

На однопозиционных станках (рис. 1,а,б,г) операция полностью заканчивается при одном постоянном положении детали. На многопозиционных станках (рис. 1,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.

1.2. Силовые головки.

Силовые головки предназначены для сообщения инструменту главного движения, рабочей подачи и установочных перемещений. В большинстве случаев осуществляются циклы движений, включающие быстрый подвод инструмента, рабочую подачу (одну или две, в зависимости от технологического процесса) выдержку на жестком упоре (при необходимости), быстрый отвод и остановку в конце хода. Программа движении может быть различной и осуществляется автоматически.

Основными параметрами силовых головок, которые характеризуют их технологические возможности и служат основанием для выбора конструкции силовых узлов, являются мощность привода главного движения, наибольшая сила подачи, частота вращения приводного вала шпинделя головки, пределы подач, скорость быстрых перемещений, длина рабочего хода, точность переключения механизма подачи, габаритные размеры.

Существует несколько основных признаков классификации силовых головок. По типу подачи их делят на электромеханические (кулачковые и винтовые), гидравлические и пневмогидравлические. По конструктивному признаку головки бывают с выдвижной пинолыо и с подвижным корпусом. Головки, у которых привод подачи встроен в корпус, называют самодействующими, в отличие от несамодействующих, у которых часть механизмов (насос, панель управления) вынесена за пределы головки.

Гидравлические силовые головки применяют для выполнения как легких, так и тяжелых работ при обработке деталей средних и больших размеров. Имея мощный привод главного движения (2,2 - 30 кВт) и преодолевая большие силы подачи (5,6 - 100 кН), они позволяют осуществлять наибольшую концентрацию операций. гидропривод обеспечивает бесступенчатое регулирование подачи в пределах 0,12 - 14 мм/с и скорость быстрых перемещений порядка 50 - 125 мм/с. Кроме того, малое время холостых ходов обусловлено достаточной точностью переключения с быстрых ходов на рабочие подачи и наоборот (выбег составляет 0,18 - 0,47 мм). Большая жесткость, надежная защита от перегрузки и самосмазываемость деталей привода обеспечивают силовой головке высокие эксплуатационные качества.

К числу недостатков гидравлических головок следует отнести сложность эксплуатации и ремонта гидропанелей, нестабильность подачи при резко меняющихся силах резания. С помощью гидравлических силовых головок нельзя нарезать резьбу. Быстрые перемещения в агрегатных станках с гидроприводом составляют по времени до 50%. Увеличение скорости быстрых ходов более 5 м/с вызывает рост инерционности и времени хода. Введение двухскоростного подвода с переключением на скорость 2 м/с повышает стабильность точки переключения и сокращает время переключения на 27 - 50%.

Для выполнения фрезерных операций, чернового и чистового растачивания, подрезки больших торцов требуются головки жесткой конструкции, с большим расстоянием между опорами шпинделей в шпиндельных коробах (или бабках) и небольшим их вылетом относительно направляющих. Рассмотренные силовые головки не отвечают этим требованиям. Поэтому возникла необходимость механизм главного движения отделить от механизма подачи и выполнить силовую головку в виде двух независимых узлов: силового стола и силовой бабки.

На рис. 6 представлен общий вид такой силовой головки с винтовым приводом подачи. Главным элементом агрегата является силовой стол 4, установленный в направляющих салазках. Независимый привод стола осуществляется с помощью электродвигателей, редуктора 1 и пары винт - гайка. В зависимости от назначения станка на силовом столе устанавливают сверлильные, фрезерные, обточные, подрезные, алмазно-расточные и другие силовые бабки 2. Бабки имеют отдельный привод главного движения, индивидуальный рабочий шпиндель или приводной вал 3, вращающий шпиндель шпиндельной коробки. Коробки устанавливают на полость а стола и закрепляют в плоскости б бабки. Силовой стол может быть использован также для установки па нем приспособления с обрабатываемой заготовкой. Движением стола управляют система упоров 6 и конечные электрические переключатели.

Головки с силовым столом обеспечиваю т большую гибкость при конструировании агрегатных станков, а винтовой привод подачи - надежную и стабильную подачу порядка 0.2 - 2,2 мм/с, скорость быстрых ходов 0,07 -0,11 м/с и силу подачи 3 - 100 кН. Мощность. привода, главного движения 0,8 - 30 кВт. Эти показатели такие же, как и у гидравлических силовых головок. К преимуществам силовых головок с винтовым приводом следует отнести также более простые конструкцию и аппаратуру управления, с помощью данных головок можно нарезать резьбу. К недостаткам головок относятся сложность электрической схемы, ступенчатое изменение подачи, трудности при получении малых подач. Вследствие большой инерционности во время быстрых перемещении точность переключения движения стола на рабочую подачу низка (выбег до 2,5 мм), поэтому эти головки требуют большей величины врезания (на 2-3 мм выше нормативного). Силовые столы с гидравлическим приводом подачи не имеют этих недостатков.

1.4. Переналадка агрегатных станков

Применение агрегатных станков в серийном производстве осложняется необходимостью их частой переналадки. С целью сокращения времени обработки используют схемы переналаживаемых агрегатных станков.

Обрабатываемая деталь на таких станках неподвижна, а специальные механизмы силовых узлов осуществляют последовательную автоматическую смену инструмента и необходимую перестановку узлов станка.

На рис. 9 показана компоновка такого агрегатного станка, позволяющего производить до 50 переналадок в месяц. Он имеет две силовые головки 1 и 2: головка 1 барабанного типа предназначена для сверлильно-резьбовых операций, головка 2 с жестким шпинделем и вынесенным инструментальным магазином 3 служит в основном для расточных и фрезерных операций. Последовательная смена инструментов, поворот и координатные перемещения обрабатываемой детали осуществляются автоматически, с применением ЧПУ.

Основными направлениями развития этого оборудования являются автоматическая смена режущего инструмента, поступающего из магазина на рабочую позицию; автоматическое позиционирование детали; программное управление всеми рабочими и установочными движениями станка и изменением режимов обработки при смене инструмента. В таких станках находят применение активный контроль качества деталей, приборы, сигнализирующие о поломке или отсутствии инструмента, самодействующие головки с управлением по силе подачи и др.

2. Область применения и эффективность агрегатных станков.

2.1. Область применения агрегатных станков.

Агрегатные 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 операции: можно производить обработку деталей одновременно с нескольких сторон многими режущими инструментами при автоматическом управлении рабочим циклом.

Наибольшее распространение получили агрегатные станки сверлильно-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.

2.2. Эффективность агрегатных станков.

Для сравнительной оценки технического уровня станков и комплектов станочного оборудования, а также для выбора станков в соответствии с решением конкретной производственной задачи используют набор показателей, характеризующих качество как отдельных станков, так и набора станочного оборудования - такие, как эффективность, производительность, надежность, безотказность, долговечность, ремонтопригодность и т.д.

Эффективность - комплексный (интегральный) показатель, который наиболее полно отражает главное назначение станочного оборудования - повышать производительность труда и соответственно снижать затраты труда при обработке деталей. Эффективность станков, шт./руб.,

А=N/? с, (1), где N - годовой выпуск деталей;? с - сумма годовых затрат на их изготовление.

При проектировании или подборе станочного оборудования всегда следует стремиться к максимальной эффективности, а показатель (1) при этом следует рассматривать как целевую функцию А = N/? с? max. (2)

Если задана годовая программа выпуска, то условие (2) приводится к минимуму приведенных затрат? с? min. (3)

Сравнение эффективности двух вариантов станочного оборудования при заданной программе выпуска ведут по разности приведенных затрат

Р = (?с)1-(?с)2 (4), где индекс "2" относится к более совершенному варианту станочного оборудования при сравнении с базовым (индекс "1").

Дата добавления: 2015-07-07