ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Станки с программным управлением и автоматической сменой инструмента из "Автоматизация технологических процессов в машиностроении " Важным направлением развития конструкций станков с программным управлением является создание станков с автоматической сменой инструмента, что дает возможность расширять технологические возможности и повышать экономическую эффективность станков. Быстродействующие устройства для смены инструментов позволяют использовать при обработке сложных деталей большие наборы разнообразных инструментов, сократить вспомогательное время на их переустановку, настройку на размер и дает возможность рабочему обслуживать несколько станков с программным управлением, занимаясь главным образом наладкой, переналадкой станков и установкой и снятием обрабатываемых деталей. [c.180] В магазине можно разместить 30 различных инструментов, создавая запас инструментов для группы деталей. При этом не обязательно, чтобы инструменты размещались в гнездах магазина в таком порядке, в каком они будут использованы. Выбор нужного инструмента производится так же, как и сама замена, автоматически по программе, записанной на перфоленте. Каждый инструмент предварительно вставляется в специальную оправку с 10 кольцами (рис. 102, г). Кольца 14 имеют разный диаметр и образуют своеобразный код инструмента. При повороте магазина оправка проходит мимо десятипозиционного переключателя-датчика, замыкая своими кольцами контакты датчика. В тот момент, когда комбинация колец — код инструмента совпадает с кодом, записанным на перфоленте, вращение магазина прекращается, и нужный инструмент готов к подаче в шпиндель. Поиск нужного инструмента производится при выполнении очередного перехода и потому не влияет на общее время обработки детали. [c.182] Обрабатываемая деталь 4 (рис. 102, б) закрепляется на плите 2 приспособления, которая может перемещаться по направляющим среднего 3 и боковых / и 7 столов. При обработке деталь находится на среднем столе, который может периодически поворачиваться на заданный угол в соответствии с программой. В зависимости от принятой технологии в каждом положении (позиции) стола выполняется или полная обработка всех воз-можных поверхностей (плоскостей, отверстий и т. д.), или вначале фрезеруются плоскости, а затем выполняется обработка отверстий. Второй вариант технологии иллюстрирует рис. 102, д. У корпусной детали вначале обрабатываются все плоскости при последовательном повороте стола — позиции 1,11 я III, а затем в тех же плоскостях обрабатываются все отверстия — позиции IV, У и VI. [c.182] Так как вся обработка детали выполняется автоматически по программе, то за это время оператор устанавливает в приспособление левого стола I станка другую деталь. По окончании обработки плита с приспособлением и обработанной деталью передвигается на правый свободный стол 7, а ее место занимает другая плита с уже закрепленной заготовкой. [c.183] На станке можно обрабатывать детали весьма сложной конфигурации (рис. 102, а). По сравнению с обычной обработкой достигается значительное снижение трудоемкости. [c.183] За последние годы в СССР и за рубежом разработано много вариантов устройств для автоматической смены инструментов. Рассмотрим общие принципы проектирования и применения таких устройств. [c.183] Увеличение числа инструментов достигается установкой магазина (рис. 103, б). В отличие от револьверной головки гнезда магазина служат только для хранения инструмента до и после его использования. В рабочей позиции оправка инструмента автоматически вводится в шпиндель станка и получает от него вращение и движение подачи. Магазины повышенной емкости (на 20—30 инструментов) размещают отдельно от шпинделя и переносят инструмент в рабочую позицию и обратно с помощью механической руки. [c.185] Несколько десятков инструментов можно разместить в цепном магазине (рис. 103, в). Если установить несколько дисковых магазинов один над другим, получим магазин, где размещается до 100, а если требуется, то и больше инструментов (рис. 103, г). [c.185] При выборе запаса инструментов на станке учитывают, что общее число инструментов, используемых при обработке одной, даже очень технологически сложной детали, обычно не превышает 20—30, а чаще достаточно 8—10 инструментов. С другой стороны, увеличение объема магазина приводит к существенному усложнению его конструкции, затрудняет связь магазина со шпинделем, увеличивает вспомогательное время на смену инструмента, возрастают габариты станка и его стоимость. [c.185] Сокращение времени на смену инструмента обеспечивается применением бесподналадочной замены инструмента. Инстру-глент предварительно настраивается на размер вне станка и после установки и закрепления в шпинделе дополнительно не регулируется. Время, затрачиваемое непосредственно на смену (перестановку) инструментов, зависит от типа и конструкции устройства. Быстрее всего сменить инструмент в револьверных головках. Здесь требуется время только на поворот и фиксацию головки. При использовании магазинов разных конструкций к этому времени добавляется еще время на перенос инструмента от магазина до шпинделя станка, на установку инструмента в шпиндель и его закрепление. Для сокращения этого времени стремятся разместить магазин возможно ближе к шпинделю, а инструмент переносить сдвоенной механической рукой. При смене инструмента один захват руки извлекает отработавший инструмент из шпинделя, а второй — из магазина, затем рука поворачивается, захваты меняют инструменты местами. На это требуется несколько секунд. [c.185] Наименее удачным следует считать вариант, при котором для смены инструмента требуется перемещение шпиндельной бабки к магазину, где происходит смена инструмента с последующим возвращением шпиндельной бабки в рабочую позицию. На время всех этих движений обработка детали прекращается. [c.186] Высокая жесткость конструкции шпиндельной бабки достигается в случае, когда она остается принципиально такой же, как у обычных станков, а инструменты размещаются отдельно в магазине. Наименьшая жесткость характерна для мелких станков с револьверными головками малых размеров. Однако следует отметить, что установка массивной револьверной головки с развитыми базовыми поверхностями и надежным креплением позволяет закреплять в них даже фрезы для черновой обработки. [c.186] Концентрация обработки обеспечивается несколькими способами 1) применением многопозиционных поворотных приспособлений и приспособлений для обработки детали на одном станке за несколько установок (рис. 103, 3) 2) применением револьверных многошпиндельных головок (рис. 103, е) каждая позиция такой револьверной головки может быть использована или для одного перехода данной детали (например, одна многошпиндельная головка для сверления отверстий, другая — для зенкерова-ния тех же отверстий и т. д.), или для обработки разных деталей при этом на станке обычно имеется основной рабочий шпиндель с магазинной сменой инструментов и отдельно револьверная головка с многошпиндельными насадками 3) совмещение черновой обработки, например, обдирочного фрезерования с чистовой обработкой плоскостей и отверстий лучше всего достигается выделением специального шпинделя, несущего обдирочный режущий инструмент (рис. 103, ж)-, этот инструмент заменяется вручную только для переточки, второй шпиндель работает с автоматической сменой инструмента из магазина 4) несложные в технологическом отношении различные детали небольших и средних размеров можно обрабатывать совместно, по общей программе (рис. 103, в). [c.186] Сокращение времени на смену обрабатываемых деталей обеспечивается оснащением станка двухпозиционным столом или двумя столами. Пока в одной позиции ведется обработка, на другой -сменяют обрабатываемые детали. Ускорение переналадки стан-ка может быть достигнуто также применением быстроперенала-живаемых и универсально-сборных приспособлений. [c.186] Сокращение времени на замену комплекта инструментов при переходе к обработке деталей другого наименования достигается увеличением объема магазина, позволяющего при обработке партии деталей закладывать в магазин инструменты для следующих деталей. [c.186] Для упрощения устройств перемещения инструмента из магазина в шпиндель станка и обратно можно использовать компоновки, где оси шпинделя и гнезда магазина параллельны. Это позволяет движением магазина в двух плоскостях заменять инструменты без применения механических рук (рис. 103, з). Так как смена инструмента производится в нерабочей позиции револьверной головки (работает инструмент, закрепленный в противолежащем гнезде головки), время на подвод, поворот и отвод магазина при смене инструмента перекрывается машинным временем. А если оказывается целесообразным использовать механическую руку, то она — несложна по конструкции, так как имеет только два движения вдоль оси вращения и вокруг нее. [c.187] Пример рациональной компоновки станка с программным управлением и автоматическим инструментальным магазином большой емкости представлен на рис. 104. [c.187] Многооперационный станок 101N , изготовленный заводом нм. Фрица Геккерта (ГДР), предназначен для обработки корпусных и плоскостных деталей машин. Обрабатываемая деталь (ОД) закреплена в приспособлении 5, установленном на поворотном столе, что позволяет при необходимости вести обработку с двух-четырех сторон без переустановки. Режущий инструмент помещается в шпинделе 7. Для создания запаса инструментов имеется цепной магазин 11. В гнездах цепи помещается до 60 инструментов. Этого достаточно для обработки группы разнообразных деталей. В другом варианте станка корпус магазина может автоматически поворачиваться вокруг вертикальной оси на 180°. С каждой стороны корпуса размещается отдельный цепной магазин в этом случае запас инструментов возрастает до 120. [c.187] Для перемещения инструмента из магазина в шпиндель и обратно служит механическая рука 10 с двумя захватами. Подготовка к смене инструмента производится во время работы станка. Захват руки 2 (рис. 105) выдвигается из корпуса 1 и защемляет оправку с инструментом 4. Перемещением корпуса вдоль оси оправка с инструментом вытаскивается из гнезда 5 цепи магазина. По окончании очередного перехода свободный захват 3 механической руки подводится к шпинделю путем соответствующего поворота и осевого перемещения корпуса руки. [c.187] Отработавший инструмент извлекается из отверстия шпинделя, оно автоматически очищается продувкой сжатым воздухом, после чего двумя движениями руки (поворот на 90° и осевой ход) в шпиндель вставляется новый инструмент и автоматически закрепляется. Непосредственно на смену инструмента (раскрепление—замена — закрепление) требуется всего 6 сек, после чего выполняется следующий технологический переход, во время которого отработавший инструмент переносится механической рукой в магазин и подготавливается к замене следующий. [c.187] Вернуться к основной статье