Перспективы развития конструкций агрегатных станков
В начале раздела было сказано, что одним из основных недостатков агрегатных станков является их низкая гибкость, вернее, ее отсутствие Поэтому в последние десятилетия созданы станки с устройствами для смены шпиндельных коробок. Револьверные головки на агрегатных станках — это тоже попытка сделать их более гибкими и применить в серийном производстве.
Переналадка агрегатных станков решается наиболее просто, когда обрабатываемые поверхности деталей и расстояния между ними одинаковы, а конструкция деталей различается только числом таких поверхностей. Тогда переналадка станка сводится к неиспользованию части инструментов, установленных на силовых головках. Если при одинаковых межосевых расстояниях поверхности имеют разные размеры, то часть инструментов требуют замены При этом может потребоваться изменение режимов резания, длины рабочего хода и общей длины хода инструмента. Зажимные приспособления в этих случаях проектируют так, чтобы в них могли закрепляться две-три однотипные детали при смене зажимных элементов.
Примером агрегатного переналаживаемого станка для серийного производства деталей (корпуса шпиндельной бабки токарных станков) может служить многошпиндельный сверлильно-резьбонарезной станок Московского специального конструкторского бюро автоматических линий и агрегатных станков (рис. 15), у которого на горизонтальной станине 1 установлены салазки 4 с направляющими, по которым перемещается подвижно-поворотный силовой стол 2 с планшайбой.
Рис. 15. Многошпиндельный сверлильно-резьбонарезной агрегатный станок для серийного производства
На силовом столе устанавливают приспособление 3 с обрабатываемой деталью. Конструкция стола обеспечивает быстрый подвод детали к инструментам, перемещение с рабочей подачей и быстрый отвод в исходное положение. Наличие поворотной планшайбы дает возможность обрабатывать деталь с нескольких сторон. Режущие инструменты установлены в шпинделях шпиндельных коробок 7, расположенных на шестигранной револьверной головке 5, смонтированной на кольцевом столе 6. Внутри кольцевого стола в неподвижной центральной колонне располагаются приводы вращения шпинделей. Переналадка станка состоит в замене приспособления и шпиндельных коробок.
Сейчас с помощью оснащения агрегатных станков системами ЧПУ станкостроители пытаются увеличить их гибкость. Разработано большое количество конструкций силовых головок, управление которыми осуществляется не от кулачков, а с помощью ЧПУ Одна из таких головок показана на рис. 16.
Современные рабочие узлы специальных станков позволяют перемещать инструменты не по одной, а по двум и даже трем осям (такие станки производит компания RIKO, Словения). Системами ЧПУ оснащаются не только силовые головки, но и силовые и поворотно-делительные столы. Агрегатные станки оснащаются предварительно напряженными роликовыми направляющими качения, покрытие направляющих делается пластиковым. Для контроля точности рабочих движений в агрегатных станках, как и во всех станках с ЧПУ, используются измерительные системы фирмы «Хайденхайн». В результате обеспечивается допуск на точность позиционирования 0,015 мм. Наличие системы ЧПУ позволяет устанавливать на станки магазины инструментов с автооператором. Для автоматизации загрузки заготовок агрегатных станков могут оборудоваться манипулятором или роботом.
Все это существенно расширяет технологические возможности агрегатных станков и позволяет обрабатывать не одну деталь, а более широкий круг. Применение ЧПУ в агрегатных станках позволяет задавать необходимые координаты перемещения обрабатываемой детали или инструмента, обеспечивать автоматическое переключение величины подачи и частоты вращения шпинделя и выполнять другие операции.
Рис. 16. Агрегатный станок с ЧПУ фирмы Witzig и Frank GmbH: а — силовая головка; б — схема.
Просмотров:
3 779
Принцип агрегатирования станков
Принцип агрегатирования основан на том, что вместо разработки всех узлов при проектировании нового станка используют ранее разработанные узлы, компонуя из них новый станок Для этого предварительно разрабатываются несколько однотипных узлов (агрегатов) разных размера и мощности (называются нормализованными или унифицированными), позволяющих спроектировать станок, довольно хорошо соответствующий технологическому процессу обработки детали. Кроме того, стараются эти агрегаты делать самодействующими, снабжая каждый своим двигателем. Агрегатные специальные станки имеют существенные преимущества перед другими станками:
- возможность создания оборудования по наивыгоднейшему технологическому процессу Когда намечается применение агрегатных станков, сначала разрабатывают процесс обработки детали, а потом для выполнения этого процесса компонуют станки из готовых узлов;
- многоинструментная обработка, которая резко повышает производительность работы;
- возможность выполнения самых разных операций на одном станке;
- позволяют постоянно совершенствовать само оборудование, так как надо модернизировать не весь станок, а лишь тот узел, который устарел;
- создаются благоприятные условия для узлового ремонта станков;
- повышается надежность работы оборудования, созданного из проверенных нормализованных узлов;
- специальные станки собираются из серийных узлов, что их удешевляет
Наряду с плюсами, у агрегатных станков есть и минусы, которые в последние годы сильно сократили спрос на эти станки даже для массового производства:
- для новой детали, даже незначительно отличающейся от прежней по обрабатываемым поверхностям, надо делать новый специальный станок;
- станки стоят довольно дорого и имеют узкую область применения — массовое производство.
Для устранения этих противоречий надо, чтобы специальное станочное оборудование соответствовало трем главным условиям:
- позволяло делать переналадку для обработки разных деталей при достаточно высокой производительности (это самое главное, потому что стоимость основных средств составляет значительную долю в себестоимости продукции);
- имело короткие сроки проектирования и изготовления;
- имело невысокую стоимость и быструю окупаемость.
В целом агрегатные станки в определенных условиях производства этим условиям отвечают.
Унифицированные узлы агрегатных станков
Унифицированными или нормализованными узлами агрегатных станков называются узлы, конструкции которых разрабатываются до того, как будет проектироваться конкретный станок. Эти узлы могут применяться в станках разных конструкций. К ним относятся (рис. 2) станина 7, поворотный делительный стол 6, на котором устанавливаются приспособления и обрабатываемые детали, силовые бабки 3. Для установки на станке силовых головок служат боковые станины 5, стойки 4, проставочные плиты. При многошпиндельной обработке отверстий или при фрезеровании плоскостей к силовым головкам крепят сверлильные и фрезерные насадки. Управление станком сосредоточено на пульте, а вся электроаппаратура размещается в шкафу. Из нормализованных сборочных единиц конструируют специальные узлы, компонуя их так, как того требует конструкция обрабатываемой детали. Типаж унифицированных узлов включает несколько сотен наименований более 2500 исполнений и типоразмеров и составляет 75. . .80 % узлов станка.
Рис. 2. Составные элементы aгpeгатного станка: 1 — станина боковая; 2 — многошпиндельная коробка; 3 — силовая бабка; 4 — стойка; 5 — станина-подставка; 6 — стол поворотный делительный; 7 — станина центральная; 8 — одношпиндельная расточная бабка; 9 — силовой стол
Общие сведения об агрегатных станках
Агрегатными называются станки, которые компонуются из нормализованных и частично специальных узлов и деталей путем объединения их в единый агрегат (станок, рабочий комплекс) с общей системой управления и контроля. Агрегатные станки (АС) применяют в крупносерийном и массовом производстве. Все более широко применяются агрегатные станки с ЧПУ, используемые в серийном производстве. На агрегатных станках осуществляют многоинструментную и многопозиционную обработку деталей В начале развития агрегатных станков на них выполнялся только один какой-либо вид обработки (главным образом сверление и резьбонарезание) В настоящее время на агрегатных станках выполняются практически все технологические операции.
Агрегатные станки могут быть специальными и специализированными. Если первые могут обрабатывать одну или несколько деталей, но одновременно, то специализированные спроектированы для последовательной обработки нескольких деталей, требующей незначительной переналадки станка АС обычно выпускаются полуавтоматическими, а в составе автоматических линий — автоматическими.
Современные агрегатные станки с полуавтоматическим циклом работы начали применять в первой четверти ХХ в. в Германии для производства швейных машин, а позднее в США в автомобильной промышленности. В начале 1930-х гг. под руководством будущего академика В. И. Дикушина было начато проектирование и изготовление в СССР агрегатных станков. В 1934 г. был выпущен первый советский агрегатно-сверлильный станок для сверления отверстий в картере заднего моста грузового автомобиля.
Рис. 1. Так выглядели первые советские агрегатные станки
С 1937 г. агрегатные станки начали широко применять в автомобильной и тракторной промышленности (рис. 1). В 1940 г. в СССР было выпущено 25 агрегатных станков. За эту большую заслугу перед страной в марте 1941 г. инженер-новатор и ученый, один из инициаторов внедрения агрегатных станков В. И. Дикушин одним из первых в стране был удостоен высокой награды — Сталинской премии.
