Конструктивные особенности и технологические возможности расточных и сверлильных станков с ЧПУ

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. 43) 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.

43. 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 установы. 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.