Расточной станок используются для обработки заготовок как в условиях единичного, так и серийного производства. Относится такое оборудование к классу универсального. Качественно обрабатывать изделия с его использованием можно в том числе и без переноса заготовок на какие-либо другие специализированные станки.
Основное назначение
Используются станки этого типа в первую очередь, конечно же, для расточки в заготовках отверстий разного диаметра. Но при необходимости их можно применять также для:
- обточки внешних поверхностей цилиндрических деталей;
- обработки торцов заготовок;
- зенкерования и развертывания отверстий;
- нарезания резьбы;
- фрезерования.
Виды расточных станков
Классифицироваться оборудование этого типа может по нескольким признакам. По сфере применения такие станки могут быть:
- универсальными токарно-расточными;
- специализированными.
Станки второй группы в свою очередь подразделяются на следующие разновидности:
- горизонтально-расточные;
- координатно-расточные;
- алмазно-расточные.
В последнее время очень широкое распространение на предприятиях получили расточные станки с ЧПУ.
Какие рабочие инструменты используются
Операции на таком оборудовании, как расточной станок, таким образом, могут производится самые разные. При обработке деталей на этих агрегатах используются такие режущие инструменты, как:
- сверло;
- резец;
- фреза;
- зенкер;
- метчик и т. д.
При выборе такого оборудования любой разновидности в первую очередь обращают внимание на диаметр шпинделя.
Каким может быть координатно расточной станок
Оборудование этого типа предназначено, прежде всего, для максимально точной обработки заготовок. Коородинатно-расточные станки могут быть:
- одностоечными;
- двухстоечными.
В конструкцию таких станков входят:
- станина;
- стойка;
- стол с салазками;
- расточная головка.
Также в конструкцию такого оборудования включена траверса.
Особенности работы на коородинатно-расточном станке
При использовании оборудования этого типа обрабатываемую заготовку предварительно закрепляют на рабочем столе. Далее в шпинделе устанавливают нужный режущий инструмент. Затем работа выполняется в следующем порядке:
- в зависимости от того, какую высоту имеет обрабатываемая деталь, регулируют траверсу и расточную головку;
- устанавливают шпиндель на заданные координаты.
Последняя операция на таком оборудовании, как координатно-расточной станок, в зависимости от его вида, может выполняться по-разному. На одностоечной модели шпиндель устанавливается должным образом путем перемещения рабочего стола в двух перпендикулярных направлениях. На двухстоечном оборудовании:
- стол передвигают в продольном направлении;
- расточную головку перемещают в поперечном направлении по траверсе.
Модельный ряд координатно-расточных станков
Выпускают такое оборудование сегодня многие производители. Но чаще всего на предприятиях используются координатно-расточные станки:
- 2Е450. Эта одностоечная модель имеет размеры стола 630 х 1120 мм и оснащена оптической измерительной системой, дополненной экранным отсчетом. Также этот расточной станок имеет функцию автоматической остановки салазок. Еще одним повышающим удобство в работе дополнением в этой модели является устройство предварительного набора координат.
- 2Д450. Эта модель также имеет размеры стола 630 х 1120. Входящее в ее конструкцию оптическое устройство может отсчитывать как целую, так и дробную части координат.
Могут использоваться на предприятиях, конечно же, и другие координатные расточные станки. Модели 2А450, 2Л450АФ11-01, к примеру, также сегодня очень востребованы.
Горизонтально-расточные станки
Такое оборудование используется на предприятиях и в мастерских также достаточно часто. Основной его отличительной особенностью является то, что шпиндель в нем расположен горизонтально. Основным движением последнего является вращательно-поступательное относительно оси. При этом во время обточки может осуществляться как подача заготовки, так и передвижение самого рабочего инструмента.
Перемещение шпиндельной бабки на таком оборудовании, как горизонтально-расточной станок, является движением дополнительным.
Какие модели могут использоваться
На рынок сегодня может поставляться оборудование этого типа как обычное универсальное со шпинделем диаметром 110-130 мм, так и тяжелое. Станки последней разновидности обычно дополнительно оснащаются ползуном и подвижной колонной.
Моделей такого оборудования производителями выпускается также множество. К примеру, большой популярностью у потребителей пользуются агрегаты линеек ВФЦ и F.O.R.T.
Горизонтально расточной станок ВФЦ может быть предназначен для обработки заготовок весом до 10 тонн. Применяются такие станки в основном для растачивания деталей из чугуна и стали. Построены эти модели по модульному принципу и имеют поворотный стол.
Станки серии F.O.R.T также представлены на рынке в очень широком ассортименте. Конструкцию они могут иметь классическую с крестообразным столом либо с подвижной колонной. Размеры стола у горизонтально-расточных станков F.O.R.T варьируются от 1250 х 1400 мм до 4000 х 4000 мм. Диаметр шпинделя при этом у них может быть равен 100-260 мм.
Алмазно-расточные станки
Оборудование этой разновидности предназначено в основном для тонкой окончательной обработки заготовок. Инструменты в таких станках, как уже можно судить по их названию, используются либо алмазные, либо твердосплавные. Расточной станок этой разновидности может применяться для обработки заготовок как из стали и чугуна, так и из сплавов цветных металлов, эбонита, текстолита, резины и т. д. В ряде случаев алмазная расточка может заменить даже шлифование.
Резка на таком оборудовании производится со значительной скоростью и при этом небольшой глубиной снятия материала. По расположению шпинделя алмазно-расточные станки могут быть горизонтальными или вертикальными.
Модельный ряд
Этот вид оборудования на рынке представлен не так широко, как горизонтально- и коородинатно-расточные станки. Однако марок подобных агрегатов выпускается сегодня также довольно-таки много. Одной из самых популярных моделей такого оборудования является 2А78. Очень неплохие имеет этот расточной станок технические характеристики. Размеры стола у этой модели равны 500 х 1000. С использованием этого оборудования можно делать отверстия в заготовках диаметром 27-200 мм.
Токарно-расточные станки
Основной особенностью оборудования этой разновидности является очень высокая скорость вращения шпинделя. Токарно-расточной станок может использоваться для обработки как плоских деталей, так и цилиндрических.
При работе на таком оборудовании заготовка крепится на столе. При этом шпиндель совершает вращательно-поступательное движение.
Современной промышленностью выпускаются в том числе и токарно-расточные станки крупногабаритные. Диаметр обточки у такого оборудования может быть равен 4 м. При этом на станке допускается выполнять обработку деталей длиной до 32 м. Наиболее востребованной моделью токарно-расточного станка на данный момент является 2А656РФ11.
Оборудование с ЧПУ
ЧПУ могут дополняться как алмазно-, так и горизонтально-, токарно- или координатно-расточные станки. Современная электроника, конечно же, в разы повышает удобство пользования этим оборудованием. Работой станка с ЧПУ токарь управляет не вручную, а через компьютер. Это позволяет добиться высочайшей точности сверления или резки и максимальной производительности.
Использоваться расточные станки с ЧПУ могут как для черновой, так и для чистовой обработки заготовок. Стоят они, конечно же, намного дороже обычных моделей. Работать на таких станках могут только токари, прошедшие переквалификацию по соответствующей программе.
Среди оборудования своеобразными «аристократами» называют координатно-расточные станки, которые предназначаются для создания самых ответственных деталей - отверстий с небольшими отклонениями их взаимного размещения. На подобных станках имеется специальное отсчетное устройство, при помощи которого можно заготовка относительно инструмента перемещается с погрешностью не больше 0,001 миллиметра, и контролирующее устройство для проверки отклонений размеров на обработанных деталях.
Предназначение координатно-расточного станка
Координатно-расточные станки предназначаются для обработки межцентровых отверстий, расстояние между которыми должно точно выдерживаться от базовых поверхностей в прямоугольной системе координат, без использования приспособлений для направления инструмента.
На подобных станках производится сверление, чистовое фрезерование, растачивание, развертывание и зенкерование отверстий, контроль и измерение деталей, чистовое фрезерование торцов, а также разметочные работы. Станки применяются для проделывания отверстий в корпусных деталях и приспособлениях, а также кондукторах, для которых нужна существенная точность взаимного размещения отверстий, в мелкосерийном, единичном и массовом производстве.
На станках наряду с растачиванием выполняются разметка и проверка размеров, в том числе и межцентровых расстояний. Применяя поворотные столы, которые поставляются со станком, можно обрабатывать отверстия, что заданы в полярной системе координат, взаимноперпендикулярные и наклонные отверстия, а также протачивать торцовые поверхности.
Станок оснащен оптическими отсчетными устройствами, которые позволяют отсчитывать целые и дробные части координатного размера. Так как устройство координатно-расточных станков является соединением измерительной машины и металлорежущего станка, то работая на подобном оборудовании, можно контролировать детали, обработанные на других станках.
При нормальной эксплуатации вертикальный координатно-расточный станок способен обеспечивать точность межцентровых расстояний в системе координат порядка 0,004 миллиметра. Чтобы получить более точное расстояние между центрами отверстий, оснащают координатно-расточный станок устройством цифровой индикации, которое дает оператору возможности произведения установки координат с дискретностью около 0,001 миллиметра.
Классификация координатно-расточных станков
Бывают координатно-расточные станки одно- и двухстоечными. Имеют одностоечные станки в своей конструкции крестовый стол, который предназначается для передвижения заготовки в двух направлениях, которые являются взаимно перпендикулярными. Основным движением здесь являются вращающиеся движения шпинделя, а движением подачи - вертикальное перемещение шпинделя.
Двухстоечные станки в своей конструкции имеют стол, который находится на направляющих. Стол способен перемещать установленную заготовку в направлении координаты Х. При движении шпиндельной бабки ось шпинделя передвигается относительно изделия, установленного на столе, в направлении координаты У. Для опускания и подъема шпиндельной бабки поперечину принято перемещать вниз или вверх по направляющим стоек.
Основываясь на уровне автоматизации, координатно-расточные станки разделяют на станки с ЧПУ, цифровой индикацией и набором координат, а также с автоматической сменой заготовок и инструментов, которые позволяют выполнять разные фрезерные работы с высоким уровнем точности.
Зависимо от характера производимых операций, конструктивных особенностей и назначения, координатно-расточные станки бывают универсальными и специализированными. Универсальные станки, в свою очередь, разделяются на горизонтально-расточные и отделочно-расточные. Самым существенным параметром для всех видов станков выступает диаметр расточного шпинделя.
Модели координатно-расчетных станков
Популярные модели координатно-расточных станков в своей конструкции имеют прямоугольный стол с поперечным и продольным перемещением. Предусматривается установочное передвижение шпиндельной бабки. Ускоренное и рабочее перемещение стола в поперечном и продольном направлении проводится электрическими приводами с широчайшим диапазоном регулирования, который позволяет увеличить жесткость и производительность координатно-расточного станка при фрезеровании. Рассмотрим подробнее технические характеристики популярных моделей координатно-расточных станков.
Координатно-расточный станок 2а450
Размеры координатно-расточного станка 2а450, включая ход салазок и стола, - 2670 на 3305 на 2660 миллиметров. Рабочая поверхность стола имеет размеры 1100 на 630 миллиметров. Вес станка, не учитывая массу принадлежностей и электрошкафа, - 7300 килограмм. При работе на данном станке можно достичь наибольшего диаметра сверления в 30 миллиметров и наибольшего растачиваемого отверстия в 250 миллиметров при использовании изделия с максимальным весом в 600 килограмм. Частота вращения шпинделя достигает 50-2000 оборотов в минуту, скорость передвижения изделия при фрезеровке доходит 30-200 оборотов в минуту. При использовании координатно-расточного станка 2а450 мощность электродвигателя достигает 4,5 вКт, частота вращения - 1800 оборотов в минуту.
Координатно-расточный станок 2д450
Координатно-расточный станок 2д450 имеет такие размеры (с ходом салазок и стола) - 3305 на 2705 на 2800 миллиметров. Рабочая поверхность имеет габариты 1100 на 630 миллиметров. Вес станка без электрошкафа и необходимых принадлежностей - 7800 килограмм. Наибольший диаметр расточки отверстий составляет 250 миллиметров, при этом возможно использование изделия с весом до 600 килограмм. В минуту число оборотов шпинделя составляет 50-2000. Мощность установленного на станке электродвигателя - 2 вКт, частота вращения - 700 оборотов в минуту.
Координатно-расточный станок 2в440а
Габариты координатно-расточного станка 2в440а, в том числе хода салазок и стола, - 2520 на 2195 на 2430 миллиметров. Длина рабочей поверхности стола составляет 800, а ширина - 400 миллиметров. Масса станка с выносными принадлежностями составляет 3630 килограмм. При использовании координатно-расточного станка 2в440а возможно достижение максимального диаметра сверления в сплошном материале 25 миллиметров и максимального диаметра расточки в 250 миллиметров при использовании изделий с наибольшим весом в 320 килограмм. Предел частоты вращения шпинделя доходит в минуту до 50-2000 оборотов, мощность электродвигателя составляет 2,2 вКт, частота вращения - 800 оборотов в минуту.
Координатно-расточный станок 2431
Модель 2431 имеет габаритные размеры - 1900 на 1445 на 2435 миллиметров и вес без электрооборудования - 2510 килограмм. Масса электрооборудования к координатно-расточному станку 2431 составляет 420 и комплекта принадлежностей 380 килограмм. Габариты рабочей поверхности стола - 560 на 320 миллиметров. При использовании данной модели достигается максимальный диаметр сверления в 18 миллиметров и максимальный диаметр расточки в 125 миллиметров при применении изделий с наибольшим весом в 250 килограмм. Предел частоты вращения шпинделя в минуту составляет от 75 до 3000 оборотов, общая мощность электродвигателей составляет 2,81 вКт, мощность главного двигателя 2,2 Квт.
Координатно-расточный станок 2421
Габариты координатно-расточного станка 2421 составляют - 900 на 1615 на 2207 миллиметров. Рабочий стол имеет размеры 450 на 250 миллиметров. Масса станка с комплектом принадлежностей составляет 1610 килограмм. Используя данную модель, можно достичь максимального диаметра сверления в сплошном материале 12 миллиметров и максимального растачиваемого отверстия в 80 миллиметров при использовании изделий с наибольшим весом в 150 килограмм. Частота вращения шпинделя составляет от 135 до 3000 оборотов в минуту. Мощность электродвигателя - 10 вКт.
Таким образом, координатно-расточные станки выполняют самую ответственную функцию - проделку отверстий и контроль их отклонений. Станок оснащен устройством цифровой индикации, которое дает возможность оператору устанавливать координаты с дискретностью 0,001 миллиметра, а также отсчетными устройствами для отсчитывания целой и дробной части координатного размера.
Поиски наиболее рациональных конструкций приборов, сочетающих малые габариты с простотой сборки и регулировки, привели к широкому использованию в узлах и механизмах приборов сложных по конструкции корпусов, плат, кронштейнов и других деталей с наличием в них большого количества отверстий 1 и 2-го классов точности при жестких допусках, не превышающих 0,01-0,02 мм, на взаимное расположение осей отверстий. Наиболее простое и надежное решение вопроса обработки сопряженных систем точных отверстий дает применение метода координатной расточки.
Разработка этого метода и создание отечественных координатно-расточных станков явились одним из важнейших факторов, способствовавших достижению весьма крупных успехов в области точного приборостроения. Отличаясь высокой точностью и производительностью, координатно-расточные станки, наряду с широким использованием их в инструментальных цехах, нашли применение и в производственных цехах приборостроительных заводов. В настоящее время отечественное станкостроение оснащает приборостроительную промышленность высококачественными прецизионными координатно-расточными станками, однако, наряду с отечественным оборудованием, на наших заводах эксплуатируются также различные модели импортных координатно-расточных станков (обрабатывающих центров
).
Применение различного вида вспомогательных и установочных приспособлений позволяет расширить возможности координатно-расточных станков и широко применять их не только для инструментальных работ (штампы, прессформы, станочные приспособления), но и для обработки сложных и точных деталей в единичном и мелкосерийном производствах.
Различают два основных вида координатно-расточных станков:
- станки одноколонные
, стол которых получает два взаимно перпендикулярных перемещения
2Е450
; 2Е450АФ10
; 2Е450АФ30
) которые можно приобрести у компании ООО "Станочный Мир";
- станки портальные
, стол которых получает продольное перемещение, а шпиндельная группа, смонтированная на поперечине, получает поперечное перемещение.
По способу отсчета координат станки делятся на 3 группы:
1) Станки, отсчет координат на которых производится при помощи линейки, ходового винта, лимба и нониуса в сочетании с так называемым корригирующим приспособлением, исправляющим неточность шага винта по всей его длине. Применение корегируещего приспособления позволяет применять станки больших размеров с достаточной точностью.
2) Станки, отсчет координат на которых производится концевыми мерами и индикаторами. Ходовые винты этих станков не являются средством измерения, а служат только для перемещения стола. Станки этой группы изготавливаются только одноколонными.
3) Станки, отсчет координат на которых производится по точным масштабам в сочетании с оптическим устройством. Эти станки являются более совершенным видом координатно-рассточных станков.
Для работы на координатно-расточных станках применяют приспособления и принадлежности, повышающие универсальность станков и расширяющие их технологические возможности. В зависимости от назначения их можно разделить на следующие группы:
Установочные приспособления. Основным назначением этих приспособлений является установка и крепление деталей. К этого рода приспособлениям относятся: угольники, прямоугольный и коробчатый столы, горизонтальный и универсальный поворотные столы, синусный столик и др. Поворотные столы для КРС, кроме крепления, обеспечивают возможность поворота деталей, благодаря чему к имеющимся на станке продольному и поперечному движениям добавляется вращательное установочное движение.
Принадлежности для крепления деталей
К этой группе относятся разного типа подставки, призмы, всевозможные прижимные планки, домкратики, струбицы, резьбовые шпильки, и крепедные болты с набором гаек и шайб и т.д.
Фиксирующие приспособления
При помощи которых определяется расположение детали или устанавливается деталь в требуемое положение. Эти приспособления служат для установки базовых поверхностей обрабатываемых деталей относительно шпинделя станка.
Принадлежности для крепления инструмента
К ним относятся эксцентриковые патроны, переходные втулки, переходные конусные втулки, оправки, борштанги, универсальные патроны, резцедержатели для крепления резцов при расточке отверстий больших диаметров, специальные патроны для точения, специальные патроны для фрезерования и др.
Расточные станки предназначаются для обработки деталей в условиях единичного и серийного производств. Это широкоуниверсальные станки, на которых можно производить черновое и чистовое растачивание отверстий, обтачивание наружных цилиндрических поверхностей, торцев отверстий, сверление, зенкерование, развертывание, фрезерование плоскостей, нарезание резьбы и другие операции. Большое разнообразие различных видов обработки, производимых на расточных станках, позволяет в ряде случаев проводить полную обработку детали без перестановки ее на другие станки.
В зависимости от характера выполняемых операций, назначения и конструктивных особенностей расточные станки подразделяют на универсальные и специализированные. В свою очередь, универсальные станки разделяются на горизонтально-расточные, координатно-расточные и алмазно-расточные (отделочно-расточные). Для всех типов станков наиболее существенным параметром, определяющим все основные размеры станка, является диаметр расточного шпинделя. Характерной особенностью расточных станков является наличие горизонтального шпинделя, который совершает движение осевой подачи. В шпинделе крепится режущий инструмент: борштанга с резцами, сверло, зенкер, фреза, метчик и др.
Формообразующими движениями в расточных станках являются вращение шпинделя и движение подачи. Подача сообщается либо инструменту, либо заготовке в зависимости от условий обработки. Вспомогательными движениями являются установочные перемещения шпиндельной бабки в вертикальном направлении, перемещение стола в продольном и поперечном направлениях, перемещение задней стойки с люнетом, перемещение люнета по стойке и т.д.
На рис.39 показан общий вид горизонтально-расточного станка. На станине 1 установлена стойка 2 , на вертикальных направляющих которой смонтирована шпиндельная бабка 3. В ее корпусе расположены механизмы, осуществляющие главное движение и подачу. Шпиндель коробки скоростей полый, на нем закреплена планшайба 4. В радиальных направляющих последней установлен суппорт 5 , несущий резец. Внутри полого шпинделя смонтирован расточной шпиндель 6. При необходимости в коническое отверстие последнего вставляется конец борштанги, левый конец которой удерживается в люнете 7 задней стойки 8. Люнет расположен соосно со шпинделем и может перемещаться в вертикальном направлении синхронно со шпиндельной бабкой.
Для установки и закрепления заготовок служит стол, состоящий из трех элементов: салазок 10, перемещающихся вдоль станины 1 , каретки 11 , имеющей подачу в поперечном направлении и поворотного рабочего стола 9 .
Главным движением является вращение планшайбы или расточного шпинделя. Движение подачи в зависимости от характера обработки получает деталь (стол) или инструмент (суппорт) 5 , расточной шпиндель или шпиндельная бабка.
Координатно-расточной станок предназначен не только для обработки отверстий с высокой точностью, но и для получения точных межцентровых расстояний. На станке можно измерить линейные размеры и межцентровые расстояния. Шпиндель и стол станка имеют самостоятельные приводы. Привод шпинделя осуществляется от регулируемого электродвигателя постоянного тока.
Рис.39. Общий вид универсального горизонтально-расточного станка
На рис.40 показан алмазно-расточный вертикальный станок, предназначенный для тонкого растачивания отверстий цилиндров блока автомобильного или тракторного двигателя алмазным инструментом или резцами из твердого сплава. Этот станок имеет массивную жесткую конструкцию, что уменьшает вибрации, возникающие от быстровращающихся механизмов.
Рис.40. Алмазно-расточный станок
На фундаментной плите 1 монтируется тумба 2 , а на ней – вертикальная станина 3. На передней части плиты имеются Т-образные пазы для закрепления стола 4. На плите внутри тумбы 2 установлен электродвигатель для привода главного движения. Внутри тумбы установлены насосы для охлаждающей жидкости и смазки, а также электроаппаратура. Внутри станины 3 размещены коробки скоростей и подач, а спереди, на наружной верхней ее части, закреплена шпиндельная головка 5 . По двум прямолинейным направляющим 6 вертикальной станины может перемещаться кронштейн 7 со шпинделем 8.
От электродвигателя через клиноременную передачу, коробку скоростей и плоскоременную передачу шпиндель станка с борштангой получает шесть различных значений частот. Настройка шпинделя с борштангой на различную частоту вращения производится при помощи сменных зубчатых колес коробки скоростей.
Коробка подач также является самостоятельным узлом, вмонтированным внутри станины в верхней ее части. Кроме механизма переключения рабочих подач шпинделя с борштангой в коробке подач находятся механизмы ускоренной подачи и автоматического переключения шпинделя с ускоренного подвода на рабочую подачу, а также на ускоренный возврат в исходное вертикальное положение.
Применяя поставляемые со станком поворотные столы и другие принадлежности, можно также обрабатывать отверстия, заданные в полярной системе координат, наклонные и взаимно перпендикулярные отверстия и протачивать торцовые поверхности.
Координатно-расточной станок оборудован оптическими устройствами, позволяющими отсчитывать целую и дробную части координатного размера. Станок может использоваться как в инструментальных, так и в производственных цехах для точной обработки деталей без специальной оснастки. В условиях нормальной эксплуатации станок обеспечивает точность установки межцентровых расстояний в прямоугольной системе координат 0,004 мм и в полярной системе – пять угловых секунд.
Для обработки металлических заготовок используют различное оборудование. Горизонтально-расточной станок является универсальным, обеспечивающим выполнение разнообразных операций с помощью разных инструментов.
1 Горизонтально-расточное оборудование – назначение и особенности
Горизонтально-расточное станочное оборудование является подвидом группы металлорежущих многофункциональных устройств, предназначенных для обработки различным инструментом заготовок больших размеров. В эту категорию оборудования входят еще 2 типа станков – координатно-расточные, а также алмазно-расточные.
Всем этим металлорежущим промышленным оснащением можно выполнять растачивание, сверление, зенкерование, подрезку торцов, обтачивание цилиндрических заготовок, нарезание резьб (наружной, внутренней), фрезерование (торцевое и цилиндрическое). В ряде случаев на расточных станках производят окончательную обработку детали без последующей ее перестановки на какое-либо другое оборудование. Расточные станки имеют отличительную особенность – оснащены шпинделем (специальный вал регулируемой длины с зажимным механизмом), в который закрепляют инструмент :
- сверло;
- развертку;
- зенкер;
- фрезу;
- борштангу (приспособление для крепления инструмента) с резцами;
- другой.
Шпиндель совершает перемещение инструмента в заданное положение. Эти движения в расточном оборудовании обеспечиваются работой различных узлов, состав и функционирование которых зависят от назначения, размеров, компоновки станка, а также от количества, характера производимых операций. Горизонтально-расточное станочное оборудование получило наибольшее распространение, оно универсально и применяется для обработки изделий в условиях промышленного как серийного, так и единичного производства. Эти горизонтальным шпинделем, установленном в бабке, перемещаемой по передней стойке вверх и вниз.
Именно шпиндельный узел обеспечивает широкую универсальность оборудования. Он состоит из следующих узлов:
- полого шпинделя, оснащенного планшайбой (шайбовый механизм, преобразующий движение вращение в возвратно-поступательное), обеспечивающей позиционирование закрепленного инструмента;
- расточного внутреннего шпинделя, перемещающегося горизонтально в осевом направлении, выполняя движение подачи.
У внутреннего шпинделя и планшайбы, имеющей радиальный суппорт, приводы раздельные. Эта конструктивная особенность и применение различных приспособлений существенно расширяют функционально-технологические возможности горизонтально-расточного оборудования (совмещение переходов, например). В оборудовании малых размеров стол имеет салазки и сани, обеспечивающие перемещения в поперечном и продольном направлениях. Механизмы, обеспечивающие смену положения стола, позволяют сообщать ему как медленное (со скоростью подачи при обработке) движение, так и установочное быстрое, а также ручное перемещение.
Для поворотного стола есть 4 фиксированные позиции, расположенные через 90°. Устройство вращения предусматривает ручной, а также механический разворот стола с последующей фиксацией и закреплением его. Промежуточные нефиксированные положения выставляются по круговой шкале. В тяжелых станках столы перемещаются в 1 направлении по направляющим непосредственно самой станины посредством червячно-реечных передач. Привод передвижения столов приводится в действие регулируемыми электрическими двигателями постоянного тока.
Задняя стойка станков литая, имеет коробчатую форму. По вертикальным направляющим, расположенным на ней, может передвигаться люнет, который поддерживает борштангу с инструментами.
2 Основные виды универсальных станков
Существует три основных типа горизонтально-расточного универсального оборудования:
- Для обработки средних и мелких заготовок – имеют шпиндель, диаметр которого до 125 мм. Основные узлы конструкции: станина; неподвижная передняя стойка; задняя стойка, оснащенная люнетом; шпиндельная бабка; стол, перемещающийся в 2 перпендикулярных относительно друг друга направлениях.
- Для крупных и средних изделий – шпиндель 100–200 мм. Основные узлы такие же, как у оборудования малых размеров. Стойки и стол перемещаются в 1 направлении взаимно перпендикулярно (поперечно или продольно).
- Для особо крупных заготовок – шпиндель 125–320 мм. Колонка (передняя стойка) передвигается в 1 или 2 направлениях. Тяжелые станки не имеют стола. Крепление заготовки осуществляют непосредственно на станине.
Главное движение малого размера – вращение шпинделя. Перемещение подачи передается либо заготовке, либо инструменту, что зависит от вида обработки изделия. Первый вариант подачи осуществляется благодаря движению стола в одном из направлений. Второй – за счет вертикального перемещения бабки или осевого движения шпинделя, либо радиального смещения резца по планшайбе.
Вспомогательные движения малых станков – установочная смена положения стола по 2 координатам, шпиндельной бабки вверх или вниз, задней стойки или люнета на ней, переключение скоростей осуществления подач и так далее. В средней и тяжелой серии станков движения и перемещения исполнительных механизмов такие же, как и у оборудования малых размеров, и определяются их компоновкой.
В наиболее универсальных тяжелых станках передняя стойка передвигается поперечно по направляющим станины, а продольно – по промежуточным саням с направляющими. Перемещение стойки производится со скоростью установочных движений, а также рабочих подач (как при фрезеровании). Задняя стойка меняет положение только в поперечном направлении.
В приводах подачи и шпинделя используются электродвигатели постоянного или переменного тока, установленные на шпиндельной бабке. В оборудовании малых размеров для смены положения шпиндельной бабки, стола, задней стойки предусмотрены отдельные электродвигатель и коробка передач.
3 Горизонтально-расточное оборудование с ЧПУ
Горизонтально-расточной станок с ЧПУ, в отличие от обычного универсального такого же оборудования, оснащен позиционной замкнутой системой программируемого управления, которая обеспечивает точность и последовательность всех необходимых операций по обработке заготовки. Значения задаваемых и текущих перемещений по осям отображаются с помощью цифровой индикации. В качестве датчиков, осуществляющих обратную связь между исполнительными узлами и устройством ЧПУ, применены сельсины.
Количество управляемых координатных осей равно 5/2 (всего/одновременно). Дискретность (точность) отсчета (перемещения) по осям – 0,01 мм. Помимо этого, возможно введение корректировки положения и длины инструмента. Станок с ЧПУ имеет выдвижной шпиндель, поворотный поперечно-подвижный стол, продольно-подвижную переднюю стойку. Шпиндель осуществляет вращательное (главное) движение и перемещение по оси (подача).
Салазки перемещаются редуктором подачи по направляющим станины, расположенным горизонтально. Стол перемещается в поперечном направлении посредством редуктора подачи и имеет запрограммированный поворот. Шпиндельная бабка меняет положение, передвигаясь по направляющим вертикальной стойки. Шпиндель получает главное движение от электрического двигателя постоянного тока, передаваемое через модули зубчатых колес и передачу. Блоки и муфта переключаются электрогидравлическим устройством. При механическом переключении ступеней подача выключается, а при электрическом управлении не отключается.
Поворот стола производится от вала двигателя через червячную или иную передачу. Чтобы поворотный стол устанавливался через 90°, на его салазках смонтирован индуктивный датчик, а сам стол оснащен 4 магнитоприводами, имеющими конструкцию, позволяющую регулировать в небольших пределах угол поворота. При подходе магнитопровода к датчику стол перемещается на заданной маленькой скорости.
Подвижные механизмы расточного станка зажимаются индивидуальными наборами тарельчатых пружин, а разжимаются гидравликой. Станочная гидросистема осуществляет отжим подвижных устройств, инструмента, закрепленного в шпинделе, а также переключение ступеней основного привода.
4 Горизонтальный координатно-расточной станок – высокая точность обработки
Такой станок – оборудование, предназначенное для обработки различных пазов, отверстий, плоскостей, взаимное расположение которых относительно базовых точек, поверхностей детали должно иметь особо высокую точность. На таких станках выполняют почти все операции, предусмотренные для расточного оборудования. Помимо этого, на них можно производить разметочные работы.
Для обеспечения точности координатных передвижений узлов станки оснащены различными механическими, индуктивными, электронными и оптико-механическими устройствами отсчета, позволяющими измерять перемещения всех подвижных модулей с очень высокой точностью. Поворотные столы на таком оборудовании установлены универсальные, обеспечивающие возможность обработки наклонных отверстий и выполнения операций в полярной системе координат.
Оборудование подразделяют на одностоечное и двухстоечное. Движения, производимые координатно-расточным оборудованием:
- главное – вращение шпинделя;
- подачи – вертикальное перемещение шпиндельного узла;
- установочные:
- в одностоечных станках – поперечное и продольное перемещение подвижного стола на заданные осевые координаты и вертикальное позиционирование шпиндельной бабки в соответствии с высотой детали;
- в двухстоечных – стол перемещается продольно, шпиндельная бабка поперечно позиционируется на траверсе, которая может передвигаться вертикально.
На данных станках режущий инструмент и изделие взаимно перемещаются (с линейной точностью до 2 мкм) по осям прямоугольных координат. Конструкция оборудования выполнена особо жесткой, с очень плавными передачами всех движений и тщательно сбалансированными быстровращающимися деталями (чтобы уменьшить вибрацию).
