Статьи / Конструктивные особенности и технологические возможности расточных и сверлильных станков с ЧПУ

Статьи

Расточные станки с ЧПУ можно разделить на две основные группы, каждая из которых характеризуется расположением шпинделя: горизонтальным и вертикальным.

Горизонтально-расточные станки с ЧПУ (табл. 1) имеют рабочий стол с вертикальной осью поворота, фиксирующийся, как минимум, в четырех положениях под углом 90° от технологических команд управляющей программы. Иногда поворот стола выступает в роли четвертой управляемой координаты.

От станков с ручным управлением станки с ЧПУ заимствовали в качестве дополнительной управляемой координаты перемещение выдвижного (расточного) шпинделя. Этот шпиндель размещается в полом шпинделе и может по командам от программы, а также в режиме ручного управления выдвигаться из полого шпинделя на довольно значительную величину, превышающую обычно половину ширину стола.

Таким образом, горизонтально-расточные станки имеют от трех до пяти управляемых координат. Кроме автоматизации рабочих перемещений в станках автоматизировано изменение скоростей шпинделя и подач рабочих органов, зажим и разжим рабочих органов после позиционирования и перед осуществлением перемещения, включение и выключение охлаждения. Вне автоматизации остается только смена инструмента.

Вспомогательные инструменты в комплекте с режущими устанавливают в конические отверстие выдвижного шпинделя. Оно имеет конус 7/24 по ГОСТ 15945-70, обозначенный условными номерами 40, 45, 50. На торце выдвижного шпинделя имеются две шпонки, передающие крутящий момент.

В выдвижной шпиндель встроен механизм крепления инструмента, который должен осуществить осевую затяжку за специальные органы захвата хвостовика вспомогательного инструмента.

Столы станков имеют прямоугольную форму в плане, малая и большая стороны прямоугольника близки по величине друг к другу. В продольном направлении стол имеет Т-образные пазы, в центре - точное отверстие. По центральному пазу, который является базовым, и отверстию следует устанавливать крепежные приспособления и проверять точность станка, в частности, совмещение оси шпинделя с центром поворота стола при выходе рабочих органов по оси X в определенную координату. Материал стола - высокопрочный чугун.

1. Технические характеристики некоторых горизонтально-расточных станков с ЧПУ

Характеристика

2611Ф2

2А620Ф2

2А622Ф2

Исполнение

С подвижной
стойкой

С крестовым
столом

С крестовым
столом

Диаметр выдвижного шпинделя, мм

80

90

110

Внутренний конус отверстия в
шпинделе по ГОСТ 15945-70

40

50

50

Рабочая поверхность стола, мм:
ширина
длина


800
900


1120
1250


1120
1250

Частота вращения шпинделя, об/мин

12,5-1250

10-1600

10-1250

Рабочая подача, мм/мин

2-1600

1,25-1250

1,25-1250

Скорость вспомогательного хода,
мм/мин

5000

2500

2500

Наибольшее перемещение стола, мм:
продольное (по оси W')
поперечное (по оси X')

-
1000

1000
1000

10000
1000

Наибольшее продольное перемещение
стойки (по оси W'), мм

645

-

-

Наибольшее вертикальное перемещение
шпиндельной бабки (по оси Y), мм

710

1000

1000

Наибольшее перемещение выдвижного
шпинделя (по оси Z), мм

500

710

710

Число управляемых координат
(всего/одновременно)

5/2

4/2

4/2

Дискретность отсчета по
координатам, мм

0,01

0,01

0,01

Мощность электродвигателя
главного привода, кВт

8

10

10

Габаритные размеры, мм:
длина
ширина
высота


4200
5150
2880


6770
3900
3100


6770
3900
3100

Масса, кг

13000

16000

15500

Точность позиционирования
по осям, мм:
X'
Y
Z
W(W')


0.08
0.063
0.125
0.1


0.05
0.05
-
0.05


0.05
0.05
-
0.05

Нестабильность при
позиционировании, мм:
по оси X'
по оси Y
по оси Z
по оси W(W')

0.015
0.012
0.02
0.02

0.03
0.03
-
0.03

0.03
0.03
-
0.03

Совершенствование расточных станков идет по пути создания условий для высокопроизводительной обработки. По сравнению с универсальными станки с ЧПУ имеют большие мощность, жесткость и виброустойчивость. Направляющие исполнительных устройств делают комбинированными: по основным поверхностям они являются направляющими скольжения, а по боковым поверхностям - направляющими качения (см. рис. 48, а). В приводах подач используют двигатели постоянного тока, в том числе высокомоментные. Преобразование вращательного движения двигателей в поступательное рабочих органов реализуется за счет винтовых пар качения, на некоторых станках применяют передачи червяк - рейка качения и гидростатические винтовые передачи.

43. Технические характеристики некоторых координатно-расточных станков с ЧПУ

Характеристика

2450АФ2

2Д450АФ2

Размер рабочей поверхности стола, мм:
длина
ширина


630
1120


630
1120

Наибольшее перемещение стола, мм:
продольное (по оси X')
поперечное (по оси Y')


1000
630


1000
630

Наибольший диаметр сверления, мм:
стали
чугуна


30
40


30
40

Наибольший диаметр расстачивания, мм

250

250

Наибольшее перемещение, мм:
шпиндельной бабки (по оси W)
гильзы шпинделя (по оси Z)


330
220


330
220

Внутренний конус отверстия в шпинделе по ГОСТ 15945-70

45

45

Частота вращения шпинделя, об/мин

32-2000

32-2000

Рабочая подача, мм/мин

2-630

20-400

Скорость быстрых перемещений, мм/мин

5000

2500

Мощность главного привода, кВт

6,3

2,0

Габаритные размеры станка без устройства ЧПУ, мм:
ширина
длина
высота


2430
3400
2750


2760
2360
2800

Масса, кг

7960

8400

Точность межосевых расстояний обработанных
отверстий, мм

0,014

0,014

Точность геометрической формы отверстий, мм

0,004

0,006

Расточные станки с вертикальной осью шпинделя (табл. 44) в значительной степени повторяют компоновки бесконсольных координатно-расточных станков. Они имеют три управляемые координаты, инструмент и закрепленная на столе заготовка перемещаются друг относительно друга по трем взаимно перпендикулярным направлениям. Столы вертикально-расточных станков имеют прямоугольную форму, длина значительно превосходит ширину.

На расточных станках выполняют фрезерование плоскостей и пазов, сверление и зенкерование отверстий, растачивание отверстий, подрезание торцов, нарезание резьб метчиками.

На расточных станках с вертикальным расположением шпинделя целесообразно обрабатывать плоские заготовки (планки, плиты, фланцы, рычаги и др.), на горизонтально-расточных - корпусные детали. Для обработки заготовки с разных сторон на станках с вертикальным шпинделем необходимо иметь различные ее установки Обработку с четырех боковых сторон на горизонтально-расточном станке можно выполнять при одной установке заготовки, осуществляя поворот стола.

Сверлильные станки с ЧПУ изготавливают в двух исполнениях: вертикально-сверлильные (табл. 45) и радиально-сверлильные. Они способны выполнять разнообразные работы: сверление, зенкование, зенкерование, развертывание, нарезание резьб, легкое фрезерование и т.д. Наличие крестового стола, возможность работать последовательно несколькими инструментами, а в некоторых случаях и многоинструментальными головками, автоматизация позиционирования и работы вдоль оси Z позволяют осуществлять производительную координатную обработку деталей типа крышек, фланцев, панелей, планок и других без предварительной разметки и применения кондукторов. Современные сверлильные станки с ЧПУ имеют большие диапазоны подач и частот вращения шпинделей, которые обеспечивают возможность выбора оптимальных режимов резания при обработке деталей из черных и цветных металлов.

Недостатками сверлильных станков с ЧПУ являются пониженная жесткость шпиндельной группы при использовании револьверной головки, ограниченное число инструментов в этом варианте исполнения, невозможность выполнять фрезерные и высокоточные расточные работы.