Обрабатывающие центры.

Для комплексной обработки деталей сложной пространственной формы и корпусных деталей инструментами различных видов разработаны многооперационные станки, получившие название обрабатывающие центры. По конструктивным признакам такие станки с ЧПУ делят на станки с горизонтальным шпинделем и поворотным столом для обработки корпусных деталей, с вертикальным шпинделем для обработки плоских деталей, с продольным столом и несколькими шпинделями для обработки крупногабаритных деталей.

Современный технический уровень выдвигает повышенные требования к технологическим возможностям станков с ЧПУ за счёт увеличения жёсткости станка, повышения мощности главного привода и верхнего предела частоты вращения главного привода, повышения скоростей рабочих подач и быстрых ходов, снижения потерь времени на смену инструмента, применения механизированной загрузки заготовок. В таких станках применяются контурные системы ЧПУ на больших интегральных микросхемах, высокомоментные электродвигатели постоянного тока, электронная автоматика в цепях управления. Многооперационные станки с ЧПУ строятся на базе фрезерных, расточных и сверлильных станков, а так же разрабатываются специальные конструкции станков.

Многооперационный вертикальный сверлильно-фрезерно-расточной станок модели 21104П7Ф4 разработан на базе вертикально-расточного станка и предназначен для комплексной обработки деталей за одну установку. На нём выполняются все виды сверлильных операций, фрезерные и расточные работы. Основной базовой деталью станка является чугунная литая колонна с накладными калёными направляющими, по которым перемещаются вертикальные салазки с установленной шпиндельной бабкой. Внутри колонны располагается грузовой противовес, уравновешивающий шпиндельную бабку. Привод главного движения состоит из регулируемого привода постоянного тока, передающего вращение шпинделю через двухступенчатую коробку передач. В полом шпинделе расположено устройство для закрепления инструментальной оправки. Зажим оправки осуществляется тарельчатыми пружинами, а разжим при помощи гидравлики от гидросистемы станка.

На основании станины расположен крестовый стол, который обеспечивает перемещение заготовки в продольном и поперечном направлениях по координатам соответственно X и Y. Плоские направляющие скольжения стола покрыты плёнкой из наполненного фторопласта марки Ф4К15М5. Покрытие обеспечивает малый коэффициент трения, движение на малых скоростях без скачков и к тому же обладает способностью к гашению вибраций, требует меньшей мощности привода. В кинематических звеньях, обеспечивающих поступательное перемещение узлов, установлены шариковые винтовые пары. Станок оснащён централизованной смазочной системой, обеспечивающей смазку всех трущихся поверхностей направляющих, гаек винтовых передач, шпиндельной бабки.

Система автоматической смены инструмента состоит из инструментального магазина на 16 инструментов, подпружиненной руки и манипулятора. Вся конструкция устанавливается на отдельном фундаменте рядом со станком. Подпружиненная рука имеет два захватных устройства и закреплена на вертикальном валу манипулятора. Манипулятор совершает перемещения от магазина инструментов к шпиндельной бабке и обратно. Замена инструмента выполняется подпружиненной рукой за 10 секунд.

Станок может оснащаться двухпозиционным устройством для автоматической смены обрабатываемых заготовок, которое устанавливается на стол станка. Устройство имеет две позиции – загрузочную и рабочую. После окончания цикла обработки в рабочей позиции деталь поворачивается в горизонтальной плоскости на 180° и попадает в разгрузочную позицию, а заготовка перемещается в рабочую зону на обработку. Управление всеми циклами выполняется системой числового программного управления типа 2У32 или 2С42.

Обрабатывающие центры серии ИР – это современные станки моделей ИР 200АМФ4, ИР 320ПМФ4, ИР 500МФ4, предназначенные для комплексной обработки сложных корпусных деталей различных типоразмеров. На станках кроме традиционных видов обработки можно производить шлифование, в том числе и контурное. Станки имеют развитую систему диагностики и контроля, обладают высоким уровнем автоматизации. Это позволяет использовать их для работы в условиях безлюдной технологии в составе гибких производственных систем.

Эти станки имеют горизонтально расположенный шпиндель и кроме габаритов различаются некоторыми оригинальными техническими решениями, направленными на улучшение эксплуатационных характеристик.

Станок модели ИР 320ПФМ4 имеет стол с вертикальным расположением рабочей поверхности, что облегчает удаление стружки, вертикальное перемещение шпиндельной бабки и продольное горизонтальное перемещение шпинделя. Все подвижные узлы установлены на направляющие качения. инструментальный магазин на 36 инструментов располагается на торце стойки, выбор инструмента производится в любой последовательности. Перед станком монтируется автоматическое устройство накопителя столов-спутников на четыре позиции, смена заготовок производится автоматически. Для охлаждения инструмента и удаления стружки в зону обработки через восемь отверстий в корпусе шпинделя подаётся смазочно-охлаждающая жидкость с расходом до 150 л/мин.

Станок работает в комплекте с системой числового программного управления класса CNC.

 

 

Рис 12.10 Обрабатывающий центр ИР 320 ПМФ4.

 

Станок оснащён поворотным столом, который может работать в трёх различных режимах:

1) режим позиционирования – поворот стола на любой угол с точностью ±5 угловых секунд;

2) режим непрерывной подачи для кругового фрезерования с частотой вращения стола до 10 об/мин;

3) режим токарной обработки с регулируемой частотой вращения стола до 200 об/мин.

Отличительной особенностью станка модели ИР 500МФ4 служит схема установки шпиндельной бабки 4. Она установлена не сбоку колонны, а в проёме стойки 7 и перемещается по направляющим, охватывающим её с двух боковых сторон. Такая конструкция обеспечивает высокую жёсткость шпиндельного узла и высокую точность линейных перемещений.

На станке имеется двухпозиционный поворотный стол 1, на которые устанавливаются приспособления-спутники 2 Поворотный стол позволяет обрабатывать заготовки массой до 7 тонн с четырёх сторон. Как и у всех станков этой группы имеются регулируемые привода, инструментальный магазин 6 с манипулятором 5, датчики обратной связи.

Рис. 12.11 Станок ИР 500ПФ4

 

Модификации станков ИР 500ПФ4 снабжаются многоместными круговыми накопителями столов-спутников с числом позиций до восьми, что позволяет встраивать такие станки в гибкие производственные системы.

 

 

Рис. 12.12 Приспособления-спутники на столе станка.

 

Особенностью вертикального обрабатывающего центра VMC-1890A является наличие четырёх призматических направляющих специальной конструкции с двойным конусом, обеспечивающими повышенную жёсткость и точность перемещения.

Станок оснащён магазином на 32 инструмента и манипулятором для автоматической его смены. Высокоскоростной шпиндельный узел (частота вращения до 6000об/мин) позволяет вести обработку современными инструментальными материалами на больших скоростях резания.

 

 

Рис. 12.13 Вертикальный обрабатывающий центр VMC-1890A

 

Многооперационный продольно-фрезерно-расточной станок модели 6М610МФ4 и его модификации 6М612МФ4 и 6М616МФ4 предназначены для обработки пяти поверхностей тяжёлых крупногабаритных деталей. Станки различаются размерами рабочего стола – ширина 1000, 1200 и 1600 мм. соответственно.

Продольно-подвижный стол устанавливается на жёсткой литой станине и перемещается на гидростатических направляющих при помощи червячно-реечной передачи. Такая конструкция позволяет наращивать длину стола, так как рейка комплектуется из отдельных секций. На стойках, расположенных по бокам станины, укреплён неподвижный портал. По закаленным направляющим на танкетках перемещается каретка с закреплённой шпиндельной бабкой ползункового типа. Каретка перемещается поперёк стола, вертикальное перемещение выполняется перемещением ползуна со шпинделем.

 

 

Рис 12.14 Продольно-фрезерный станок 6М616-Ф1.1

 

На колоннах размещаются ещё две фрезерные головки с горизонтальными шпинделями, обеспечивающие обработку боковых поверхностей корпусной детали. Станок комплектуется специальной поворотной головкой, которая может устанавливаться на вертикальную шпиндельную головку. Это позволяет выполнять дополнительную обработку поверхностей, расположенных под углом к основным поверхностям.

Станок имеет устройство автоматической смены инструмента, расположенное у левой колонны станка на отдельном фундаменте. Устройство состоит из цепного вертикального магазина и манипулятора с рукой для смены инструмента в основном шпинделе и накладной головке. Головка манипулятора с рукой может поворачиваться на 90°, чтобы устанавливать инструмент в вертикальный или горизонтальный шпиндель. Инструмент в шпинделе закрепляется электромеханической зажимной головкой с тянущим приводом.

Привод главного движения состоит из регулируемого двигателя постоянного тока, работающего совместно с четырёхступенчатой коробкой скоростей. Переключение скоростей производится дистанционно при помощи гидравлических толкателей. Движения подач осуществляются регулируемыми приводами постоянного тока через двухступенчатые редуктора. Датчики обратной связи устанавливаются непосредственно на перемещаемых элементах, что устраняет погрешности передаточных устройств.

Станок комплектуется системой ЧПУ типа 2С42.