Обработка металла

Токарная обработка

Быт. Хозяйство. Строительство. Техника

21.1. Основные типы токарно-револьверных станков

Токарно-револьверные станки предназначены для прутковых и патронных работ. По размеру заготовок токарно-револьверные станки подразделяют на малые (обрабатываемые прутки с максимальным диаметром а! = 25мм, заготовки, закрепляемые в патроне, диаметром до £> = 320мм), средние (й = 80мм, D = = 500 мм) и тяжелые (й=160мм, D = = 800 мм).

Закрепление заготовки и сообщение ей необходимой частоты вращения осуществляется механизмами шпиндельной бабки /, режущий инструмент закрепляется в револьверной головке 3 или в головке поперечного суппорта 4, которые сообщают инструменту движение подачи. Взаимное расположение и перемещение перечисленных частей станка определяется станиной 2.

По расположению оси вращения револьверной головки различают станки с наклонной! 21.1,б),с вертикальной (21.1, в) и горизонтальной (21.1, а) осями вращения револьверной головки. Горизонтальная ось револьверной головки может быть параллельной оси шпинделя станка или перпендикуляра этой оси.

У станков с программным управлением к основному обозначению модели станка добавляется один из следующих индексов: Ц — станки с цикловым программным управлением (1Г340ПЦ), Ф1 — станки с цифровой индикацией положения инструмента (1П365Ф1): Ф2 — станки с позиционными системами ЧПУ, ФЗ — станки с контурными системами ЧПУ (1В340Ф30).

В обозначении модели токарно-револьверного станка (например, 1Е316П) последние две цифры (16) обозначают наибольший диаметр круглого прутка, обрабатываемого на данном станке. Размерный ряд револьверных станков, выпускаемых отечественными заводами, включает станки для обработки круглого прутка диаметром 10, 16, 25, 40, 65, 100 и 160 мм. Наличие буквы (Е) между цифрами указывает на модернизацию станка, т. е. на новизну его конструкции. Буква (П) в конце цифрового обозначения модели станка указывает на его точность.

21.2. Шпиндельная бабка, механизм подачи и зажима прутка

В корпусе шпиндельной бабки смонтированы шпиндель и механизм подачи и зажима прутка (21.2).

Шпиндель 4 (полый стальной вал) смонтирован в шпиндельной бабке на подшипниках качения 2, 3 и 5. Передний конец шпинделя имеет фланец 6, к которому крепится патрон для установки заготовок. Гайками 7 и 8 регулируется зазор в подшипниках. На левом конце шпинделя установлен шкив /, который одновременно служит приводом для шпинделя и цилиндром для зажима прутка.

Механизм подачи и з а ж и-м а прутка размещается внутри шпинделя (21.3) и служит также для штучных заготовок в трехкулачковом патроне. К торцу фланца шпинделя болтами крепится корпус 6" цангового патрона, с помощью   стопоров   7   неподвижно   относительно   шпинделя   кревп сменными вкладышами VJ.  '-'и   z сом б и цангой 9 перемещается подвн цанга 8, которая приводится в движение поршнем   /   через   трубу   3.   При   подаче масла в правую полость цилиндра 2 подвижная цанга перемещается влево и происходит скольжение конической поверхности подвижной нагни 8 по конической поверхности корпуса б, этим обеспечивается сведение лепестков цанги 8, которые пере мещают к центру сменные вкладыши 9 для закрепления   прутка.   При   подаче   масла в левую полость цилиндра 2 происходит освобождение прутка.

Подача прутка выполняется цилиндром 14, который крепится к шпиндельной бабке кронштейном 15. Масло, подаваемое в левую полость цилиндра, перемещает вправо поршень с ползуном 16, который через подшипник 17 связан с подающей трубой 4 со сменной подающей цангой 8, при этом происходит подача прутка. Вкладыш 10, подающая цанга 5 и кольца 18 являются сменными деталями и устанавливаются в соответствии с диаметром и формой обрабатываемого материала.

При подаче масла в правую полость цилиндра 14 отводится цанга 5 по прутку, зажатому в цанге 9, происходит набор прутка.

Для зажима деталей в трехкулачковом патроне // корпус цангового патрона 6", цанги 8 и 9, втулка 12 и труба подачи снимаются. На трубу зажима 3 навинчивается тяга 13 к патрону 11, который крепится к фланцу шпинделя.

21.3. Револьверные суппорты

Револьверный суппорт с вертикальной осью вращения револьверной головки перемещается по направляющим станины. Поворот револьверной головки может осуществляться вручную или автоматически при отводе револьверного суппорта (21.4). При отводе суппорта вилка 1 поворачивается относительно неподвижного упора 2 и поворачивает кулачок 5, который перемещает вверх револьверную головку 9 вместе с роликами 6. При этом выходят из зацепления зубья полумуфт 7 и 8, которые фиксируют положение головки. При даль-

нейшем повороте вилки / храповой механизм 3 поворачивает револьверную головку в следующую позицию. Для исключения перебега и для предварительной фиксации головки предусмотрены фиксаторы //. При движении вперед вилка 1 поворачивается в обратную сторону, кулачок 5 опускает ролик 6 и головку 9, а" полумуфты 7 и 8 входят в зацепление и фикси-

руют положение револьверной головки. Усилие фиксации регулируется гайкой 10. Одновременно с поворотом револьверной головки через зубчатую передачу осуществляется поворот барабана 12 с регулируемыми упорами, число которых соответствует числу позиций инструмента в револьверной головке. Упоры ограничивают движение   вперед   салазок   револьверной головки относительно каретки 4. Длина выдвижения упоров устанавливается при наладке станка.

Револьверный суппорт с горизонтальной осью вращения револьверной головки обеспечивает ее вращение вокруг собственной оси и сообщает инструменту, установленному в ней, рабочие и вспомогательные перемещения.

Револьверная головка 7 с зубчатым венцом 6 (21.5) поворачивается вручную маховиком через вал шестерни, которая находится в зацеплении с венцом 6. Маховик, вал и шестерня на рисунке не показаны. Револьверная головка закрепляется в рабочем положении фиксатором 5. Механическое вращение сообщается головке от  коробки  подач через  шлицевой

валик /, зубчатую муфту 2, зубчатую и червячную 4 передачи, которые валом шестерни соединяются с зубчатым венцом 6. Переключением зубчатой муфты 2 можно изменять направление вращения револьверной головки. Червячная передача 4 может получать вращение от маховика 3 для ручных точных круговых перемещений револьверной головки.

На правом конце вала револьверной головки находится барабан командоаппа-рата / (21.6) с числом продольных пазов, равным числу позиций револьверной головки. В каждом пазу находятся подвижные кулачки 2, которые через толкатели 3 нажимают на кнопки микропереключателей 4. Микропереключатели включают или выключают электромагнитные муфты коробок скоростей и подач или

переключают скорость вращения двухско-ростного двигателя коробки скоростей. Положение кулачков 2 определяется при наладке станка согласно технологической карте.

21.4. Кинематическая схема

токарно-револьверного

станка

Главное движение (вращение шпинделя) осуществляется (21.7) от электродвигателя М, через коробку скоростей и ременную передачу ее со шкивами d = = 201 и с(=155мм. Движение вращения с вала / передается валу // через зубчатые колеса г = 23 и 66 или г = 58 и 31 в зависимости от включения муфт т\ или гпг. Движение вращения с вала // передается валу /// через зубчатые колеса г = 40 и 76; г = 57 и 59 или г = 27 и 89 в зависимости от включения муфт т$, т-л и пи. Включение муфт в различных сочетаниях обеспечивает шесть частот вращения шпинделя / от 200 до 3350 об/мин.

Подача поперечного суппорта 2 осуществляется от вала /// коробки скоростей через ременную передачу со шкивами d = = 98 и d=153 мм и коробку подач. В ко-

робке подач движение вращения передается с вала V валу VI через зубчатые колеса 2 = 30 и 81, или z = 53 и 58, или г = = 66 и 45. Движение вращения с вала VI передается валу VII через зубчатые колеса 2 = 30 и 81 или г = 24, 45, 68. В зависимости от последовательности включения муфт me, mi, m% изменяются частота и направление вращения вала VII коробки подач.

Коробка подач через червячную передачу (:ц=1/38), зубчатые колеса z = = 52 и 55; 2 = 74 и 20 соединена с ходовым винтом с шагом 4 мм поперечного суппорта 2.

Подача револьверного суппорта 3 осуществляется от ходового вала VII, соединенного с выходным валом коробки подач через зубчатые колеса 2 = 30 и 60, z = = 30 и 60, червячную передачу (г; =1/38), зубчатые колеса z = 52 и 52, вал X и реечную передачу с колесом (г=18; т=2). Отвод револьверного суппорта в исходное положение производится от электродвигателя М2 через вал IX, колеса г = 45 и 45, червячную передачу (и = 1/38) и далее по схеме, указанной выше.

При отводе револьверного суппорта в исходное положение происходит автоматический поворот револьверной головки с помощью механизма (на схеме не показан). Вместе с револьверной головкой через колеса г = 38 и 38 поворачивается барабан упоров Бу. Настроенный упор У,, соответствующий рабочей позиции револьверной головки, в конце рабочего хода (в крайнем левом положении) револьверного суппорта нажимает на неподвижный упор У2, который через конечный выключатель переключает муфту nig с рабочего хода на быстрый отвод.

Револьверная головка через зубчатые колеса г = 38 и 19 соединена с кулачковым барабаном командоаппарата 4, которым осуществляется необходимая комбинация включения муфт коробки скоростей и коробки подач в соответствии с технологическим процессом.

Револьверный суппорт может перемещаться вручную штурвалом, который соединен с валом X зубчатыми колесами г = = 67 и 30, 2 = 38 и 38.

21.5. Особенности наладки и настройки токарно-револьверных станков

Наладка. Подготовка токарно-револьверного станка к работе заключается в установке приспособления для закрепления обрабатываемой детали, вспомогательного и режущего инструментов, в настройке упоров для подачи прутков и ограничения    хода    суппортов,    в    установке органов управления  (рукояток, кулачков, штекеров, переключателей и т. п.) для получения  необходимой  частоты   вращения шпинделя   и   заданных   подач   режущего инструмента, в обработке двух-трех деталей,  проверке пробных деталей и подна-ладке положения инструментов и упоров. Перед установкой патрона необходимо протереть обтирочным материалом, слегка смоченным в керосине, резьбу, наружные и внутренние поверхности шпинделя и патрона,  которые будут соединяться, слегка смазать их жидкой смазкой и установить патрон   на   шпиндель   станка,   зажимную и подающую цанги, соответствующие диаметру прутка.

Следующим элементом наладки является   установка   положения, инструмента (21.8). Для чего на станке за "основные отсчетные базы приняты при прутковых работах торец кожуха на шпинделе (для отсчета линейных размеров)   и ось шпинделя    (для   отсчета   диаметральных размеров). В качестве промежуточных от-счетных баз для державок инструментов револьверной головки приняты ось отверстия под хвостовик державки и опорный торец револьверной головки. Чтобы формообразующие  режущие  кромки   инструментов занимали в конце рабочего хода заданные   чертежом   детали   положения,

инструменты снабжают расчетными настроечными размерами. Настроечные размеры или координаты положения вершин режущих кромок инструментов задают от промежуточных баз. Положение револьверной головки в конце рабочего хода определяется положением соответствующего регулируемого упора на барабане упоров.

Для патронных работ общие принципы наладки сохраняются, но в этом случае в качестве торцовой отсчетной базы принимается не торец кожуха, а опорный (под деталь) торец патрона после расточки кулачков.

Настройку инструментов в державках производят вне станка с помощью приспособлений, приведенных на 21.9, до установки в револьверную головку. Приспособление имеет три грани. В отверстие на одной из них вставляют хвостовик настраиваемой державки с инструментом. На хвостовике державки закреплено кольцо, базирующий торец которого опирается на грань приспособления. В связи с уни-

версальностью приспособления имеется возможность устанавливать хвостовики различного диаметра через соответствующие переходные втулки. Зажим хвостовиков в приспособлении производят так же, как и в револьверной головке с целью идентичного выбора зазоров. Расстояние от рабочих граней приспособления до оси отверстия под хвостовик настраиваемой державки точно задано и замаркировано на приспособлении. Настройку размеров Ах и Ау производят обычным штангенрей-смусом, оснащенным индикатором. Установку штангенрейсмуса на определенный размер с погрешностью до 0,01 мм осуществляют с помощью высотомера или набора концевых мер.

Барабан упоров настраивают на станке с помощью штангенвысотомера. Упоры круговых перемещений настраивают обычным способом.

Для настройки инструмента вне станка требуется определить постоянную величину С, необходимую для определения положения регулируемых упоров на барабане. Обычно эта величина приводится в руководстве к станку. Для определения величины С регулируемый упор на барабане устанавливают в произвольное положение (21.10). В любое отверстие револьверной головки вставляют контрольную    оправку,    на    хвостовике    которой

имеется кольцо. Затем включают продольную подачу. После остановки суппорта упором на барабане оправку подают вперед до упора в кожух патрона и зажимают в гнезде револьверной головки. Кольцо доводят до торца головки и зажимают. Оправку вынимают из гнезда револьверной головки и с погрешностью ±0,5 мм замеряют размер Ай, а с помощью штан-генглубиномера — размер Ах; С = АХ + Ап. На 21.8 показана схема обработки произвольной детали инструментом, установленным в револьверной головке по следующим параметрам: С\—С2=С, следовательно, АХ = С — А,,= С— (Х + Ах).

Для определения величины Ау необходимо определить отклонение величины т для различных позиций револьверной головки. A,l=m—y = ,n—(d/2), где d— диаметр обрабатываемой детали.

Установку резцов в резцедержателе отрезного и поперечного суппорта производят по оси шпинделя станка так же, как на токарно-винторезном станке. Установка вершины резца отрезного суппорта по оси шпинделя обеспечивается перемещением резцедержателя относительно подвижной каретки. Положение вершин резцов горизонтальной головки относительно оси шпинделя достигается с помощью приспособления (21.11) вращением державки с инструментом вокруг оси хвостовика. Регулировка механизма подачи и контроля наличия прутка сводится к настройке кулачков на барабане упоров и к регулировке механизма подачи прутка. Регулировка заключается в выборе определенной   длины   подачи   прутка.   Сначала   на барабане упоров в исходной позиции устанавливают кулачок 4 и жесткий упор так, чтобы револьверный суппорт ограничивал подачу прутка с минимальным запасом по длине  (21.12).  Затем следует подвести суппорт до жесткого упора 5, установить   в   исходной   позиции   револьверной головки подвижный упор 3 и подать пруток 2 до полного нажатия упора 3. После этого регулировочной гайкой  1  на  механизме  подачи  прутка устанавливают  необходимую длину / набора прутка.

Станки  с  продольным  перемещением револьверного суппорта, не имеющие поперечного суппорта, а также поперечного перемещения револьверной головки, ограничены в технологических возможностях. На таких станках можно выполнять центровку, сверление, растачивание, развертывание, обтачивание, нарезание резьбы,  подрезание  широким   резцом   небольших торцов.   Прочие   работы,   как,   например, проточку канавок, подрезку широких торцов    обработку   фасонных   поверхностей, а    также    отрезку    можно    производить лишь в том случае, если имеются специальные державки, обеспечивающие перемещение  резца   в-поперечном   направлении, или использовать вращение револьверной головки.

Для обработки детали, требующей фасонной обточки, а также отрезки, применяют станки с поперечным перемещением револьверной головки, снабженные отрезным ^или поперечным суппортом. Пример такой обработки приведен на 21.13.

Наладка станка с вертикальной осью револьверной головкой на изготовление простых деталей проще, чем станка с горизонтальной   револьверной   головкой.   На-

ладка станка с горизонтальной револьверной головкой на одновременную обработку несколькими режущими инструментами проще наладки на ту же работу револьверного станка с вертикальной головкой, так как в этом случае используют более простые державки, чем для станка с вертикальной головкой.

При переналадке станков на обработку новой детали меняют револьверную головку (21.14) вместе с инструментами, установленными в нее предварительно.

Одновременно меняют и зажимное приспособление, соответствующее новой детали. Затем по эталону детали, закрепленному в патроне, регулируют упоры, обрабатывают заготовку и измеряют полученную деталь, при необходимости производят подналадку станка.

Обтачивание и растачивание цилиндрических поверхностей на токарно-ре-вольверных станках осуществляют резцами, установленными в специальных державках, которые закреплены в револьверной головке или в резцовой головке поперечного суппорта. При обработке на токарно-револьверном станке с вертикальной осью вращения головки для уменьшения погрешности обработки и получения стабильных размеров резцы целесообразно устанавливать в револьверную головку в вертикальной плоскости. Этим устраняется влияние погрешности позиционирования на угол поворота револьверной головки.

В большинстве случаев, особенно при подналадке, когда нужно сменить затупившиеся резцы, снимают державку вместе с резцами и ставят новую с заранее установленными резцами по эталону детали или с помощью приспособления вне станка.

Длина проточки выдерживается упорами. При обработке с помощью поперечного суппорта или регулируемых державок требуемый размер достигается методом пробных проточек.

. При смене отдельных резцов необходимо обработать заготовку, отвести револьверную головку, заменить затупившийся резец заточенным и слегка закрепить его. Затем револьверную головку подводят к обработанной заготовке, резец прижимают к обработанной поверхности и окончательно закрепляют. После такого способа замены резца размер обрабатываемой детали остается прежним, таким же приемом заменяют фасонный резец.

Отверстия в детали можно обрабатывать также сверлами, зенкерами и другими мерными инструментами. Все инструменты закрепляют в головке жестко, кроме разверток, которые устанавливают в маятниковые державки. Рекомендуется применять развертки со спиральными зубьями   для   получения   более   точных

и   чистых   отверстий   как   гладких,   так и с выемками вдоль образующей.

Сверление отверстий на токарно-ре-вольверных станках рекомендуется выполнять перед продольной обточкой, особенно при обработке тонкостенных деталей. При совмещении этих операций сверление начинают раньше, чтобы глубина сверления опережала длину проточки проходным резцом. При неглубоких отверстиях (до 2—3 d) сверление производят без предварительной зацентровки. Для получения точных отверстий, а также при сверлении отверстий диаметром менее 3 мм и при глубине отверстий более 3 d производят предварительную зацентровку заготовки. Она может производиться центровочными сверлами с углом при вершине 2ср = 90° или специальным резцом.

Обработку торцовых поверхностей выполняют различными инструментами, установленными в резцовую головку отрезного или поперечного суппорта или в револьверную головку. На станках с отрезным или поперечным суппортом подрезание торцов рекомендуется производить резцами, установленными в резцовую головку, при поперечной подаче. При обработке ступенчатых поверхностей могут применяться широкие резцы с использованием продольной подачи поперечного суппорта.

На станках с горизонтальной осью револьверной головки, не имеющих поперечного суппорта, торцы подрезают резцами, установленными в револьверную головку, при поперечной (круговой) подаче. Аналогичными приемами производят отрезание деталей или прорезку канавок на обрабатываемой поверхности (21.15). Изделие / пропускается сквозь продолговатое отверстие револьверной головки и отрезается резцом 2.

При обработке на токарно-револьвер-ном станке экономия основного времени достигается совмещением работы инструментов, установленных в револьверной головке и в поперечном суппорте, а также применением комбинированного инструмента и нескольких инструментов, установленных в общей державке и работающих одновременно. На 21.16 показан пример наладки станка для одновременного изготовления двух деталей из одного прутка.

При одновременной обработке несколькими инструментами не рекомендуется совмещать черновые и чистовые переходы (зенкерование и развертывание, черновое обтачивание и чистовое растачивание и т. п.).

Для рационального использования револьверной головки ее оснащают дополнительным (дублирующим) комплектом , инструментов, что позволяет повторить цикл обработки за один полный оборот головки и изготовить дополнительно одну деталь.

Настройка. После наладки токарно-револьверного станка производят его настройку. Перед настройкой станка на за: данную частоту вращения шпинделя и на заданную подачу устанавливают рукоятку включения шпинделя в нейтральное среднее положение, рукоятки включения продольных и поперечных подач — в нерабочее положение. Перемещают поперечный суппорт к револьверному, так чтобы расстояние между ними было равно 100— 150 мм.

Вначале производят настройку отдельных кинематических цепей станка (цепи главного движения и цепи подач), а затем устанавливают в определенное положение штекеры, переключатели и органы управления (рукоятки коробки скоростей и коробки   подач)   для   получения   требуемой

 скорости резания и заданной подачи. Конкретное значение чисел оборотов шпинделя и ходового валика определяют, исходя из рациональных режимов обработки заготовки.

Правильный выбор режимов резания заключается в установлении наивыгоднейшего сочетания глубины резания, подачи и скорости резания, в полном использовании возможностей режущего инструмента и станка.

Режим резания обычно назначают так же, как и для токарно-винторезного станка. При этом учитывают:

возможность объединения переходов для одновременной обработки поверхностей заготовки инструментами, установленными в револьверной головке и на поперечном суппорте;

возможность выполнения переходов с одинаковыми режимами (частота вращения шпинделя и подача);

необходимость установки режима обработки для ряда одновременно работающих инструментов по инструменту, работающему в наиболее тяжелых условиях; обычно это инструмент, обрабатывающий поверхность наибольшего диаметра;

возможность установки такой скорости резания, которая будет соответствовать одной и той же частоте вращения шпинделя на всех переходах, что сокращает количество переключений по скоростям.

21.6. Цикловое программное управление станками

Управление работой станка может производиться в ручном режиме и по программе.

Системы циклового программного управления токарно-револьверными станками обеспечивают управление перемещениями суппорта с инструментом, выбор и переключение частот вращения шпинделя, подач суппорта и выполнение других команд с помощью соответствующей установки штекеров в ячейки штекерной панели и переключателей на панели управления. Принцип действия штекерной панели показан на 21.17.

Ячейки штекерной панели состоят из полуколец. Все левые полукольца 1 присоединены к общему проводу 2, под-

ключенному к обмотке соответствующего реле Р, которое управляет каким-либо механизмом станка или выполняет какие-либо команды. Все правые полукольца 3 присоединены к общему проведу 6, подключенному через конечный выключатель ПВ к соответствующему контакту А переключателя 5. Если контакт А подключен к сети, то штекер 4, расположенный в верхнем ряду ячеек, включает соответствующее реле Ра и этим подает питание на привод рабочего органа станка (на не показан) или аппарат. Движение рабочего органа станка осуществляется до тех пор, пока путевой упор, соответствующий установленному перемещению рабочего органа, не разомкнет верхние контакты и одновременно замкнет нижние контакты конечного выключателя ПВ. Электромагнит 6 притянет якорь, а храповик переключит шаговый переключатель 5 из положения А в положение А% в соответствии с этими положениями штекеров во 2-м ряду ячеек включатся реле (Ря, Ре и др.) и будут выполнены соответствующие запрограммированные команды и т. д. После выполнения запрограммированного цикла команд рабочий орган станка разомкнет путевым упором верхние контакты конечного выключателя ПВ-2 и одновременно замкнет нижние его контакты. Электромагнит 6 притянет якорь, а храповик переключит шаговый переключатель 5 в положение Аз, при этом будет выполняться цикл, запрограммированный штекерами в 3-м ряду ячеек, и т. д.

Для управления токарно-револьверными станками применяют штекерную панель (21.18), на которой имеется 25 горизонтальных строк (количество команд) и 16 вертикальных шин (количество позиций револьверной головки).

Цикл подачи п р у т к а в автоматическом режиме на штекерную панель не вынесен, так как он всегда осуществляется в исходном положении револьверной головки, т. е. цикл обработки в автоматическом режиме всегда начинается с подачи прутка. Смена позиций револьверной головки осуществляется в строгой последовательности от 1 до 16. Для облегчения процесса программирования и устранения ошибок в установке штекеров применяют перфокарты, в которых пробиты отверстия

в  соответствии  с  программой  обработки детали.

Режим обработки деталей устанавливается на панели управления. Обработка деталей из прутка производится в автоматическом цикле, обработка деталей из штучных заготовок — в полуавтоматическом цикле. Кроме того, имеется возможность управления станком в наладочном режиме с панели управления.

Автоматический режим является основным режимом работы станка при обработке прутковых материалов. В этом случае станок работает в автоматическом режиме до момента израсходования прутка. Подача и контроль прутка осуществляются автоматически. Полуавтоматический режим используют при обработке штучных заготовок. После обработки каждой детали станок автоматически останавливается. Автоматический режим с обработкой одного элементарного цикла (кадра) является вспомогательным и служит для проверки набора программы на штекерной панели, а также для проверки правильности размещения командных кулачков и жестких упоров на барабане командо-аппарата.

Наладочный режим предназначен для первоначальной наладки станка, установки упоров, режущего инструмента, провер-

ки работоспособности станка и изготовления первой детали. Управление станком в этом случае осуществляется от кнопок и переключателей на пульте станка.

21.7. Токарно-револьверные станки с числовым программным управлением

Системы числового программного управления токарно-револьверными станками обеспечивают автоматическое управление процессом обработки деталей по программе, записанной в определенном коде на программоносителе. Перестройка станков с числовым программным управлением осуществляется значительно быстрее, чем станков с цикловым программным управлением, так как во многих случаях она заключается в замене управляющей программы.

Станок с числовым программным управлением (ЧПУ) условно включает две составные части: металлорежущий станок в программном исполнении и систему числового программного управления (СЧПУ). Под СЧПУ понимают совокупность устройства числового программного управления (УЧПУ), двигателей — исполнителей команд и датчиков обратной связи — источников информации о фактическом положении и скорости движения рабочих органов станка и др. УЧПУ предназначено для выдачи управляющей информации рабочим органом станка в соответствии с заданной управляющей программой (УП).

Кинематическая схема токарно-револьверного станка с ЧПУ приведена на 21.19. Главное движение — вращение шпинделя — осуществляется от двухскоростного электродвигателя Ml через ременную передачу на входной вал со

шкивом D2 коробки скоростей /. Коробка

скоростей имеет 4 вала с электромагнитными муфтами и зубчатыми колесами, которые попарно находятся в зацеплении. Электромагнитные муфты включаются попарно и этим обеспечивается ступенчатое изменение частоты вращения выходного вала коробки скоростей. Выходной вал коробки скоростей связан плоскозубчатой передачей со шкивом DI, который передает вращение на шпиндель 2 станка. Ступенчатое изменение частоты вращения шпинделя 2 может производиться на холостом ходу и под нагрузкой. Торможение шпинделя осуществляется включением электромагнитных муфт коробки скоростей. Контроль за частотой вращения шпинделя при резьбонарезании осуществляется датчиком обратной связи.

Вспомогательное движение инструмента — продольное и поперечное — осуществляется револьверным суппортом 6. Перемещение в продольном направлении выполняется с помощью передач «винт — гайка» качения 7, которая получает вращение через ременную передачу от электродвигателя М2 с регулируемой частотой вращения. Контроль за частотой вращения  винтовой  пары  каче-

ния осуществляется датчиком обратной связи КЗ, при этом контролируется и подача револьверного суппорта. Поперечное перемещение револьверной головки 5 на револьверном суппорте 6 выполняется передачей винт — гайка качения 9, которая получает вращение от электродвигателя МЗ с регулируемой частотой вращения. Перемещение револьверной головки при этом контролируется датчиком обратной связи К4. Поворот револьверной головки осуществляется гидродвигателем М4 через червячную передачу 4. Контроль положения револьверной головки выполняет датчик обратной связи К2, который связан с ее осью вращения зубчатой передачей. Гидроцилиндром 3 осуществляется подвод и рабочая подача отрезного суппорта, гидроцилиндром 8 — фиксация револьверной головки в рабочем положении.

Управление станком может производиться с пульта станка и от устройства числового программного управления (УЧПУ). Наличие напряжения на пульте станка (21.20) подтверждается свечением сигнальной лампы 14, включение гидропривода осуществляется нажатием кнопки 5. Перед началом работы   переключатель  20  режима   работы

станка устанавливают в требуемое положение режима: наладочный, полуавтоматический, автоматический. В наладочном режиме возможно ручное управление станком с помощью кнопок и переключателей, расположенных на пультах станка. Например, переключателем 2 можно выбрать позицию револьверной головки, а нажатием кнопки / осуществить ее поворот; переключателем 18 можно установить требуемое направление вращения шпинделя, а кнопкой 17 осуществить пуск его или кнопкой 15 — останов. На пульте станка имеется кнопка 23 — аварийный стоп, при нажатии которой выключаются все системы станка. При положении переключателя 20 в полуавтоматическом и автоматическом режимах возможно управление станком от пульта оператора УЧПУ во всех режимах,   предусмотренных   устройством

УЧПУ. Полуавтоматический режим предусмотрен для работы станка от УЧПУ при обработке штучных заготовок в автоматическом режиме; автоматический режим — для обработки деталей из прутка в автоматическом режиме.

Для управления токарно-револьверны-ми станками с ЧПУ широко применяют двухкоординатную контурную систему числового программного управления с УЧПУ модели «Электроника НЦ-31» и др.

Настройку токари о-р е в о л ь-верного станка и ввод программы выполняют в определенном порядке. Сначала производят привязку каждого инструмента к системе координат станка. Для этого осуществляют пробную обработку цилиндрических поверхностей (ось А') и торцов (ось Z) с   последующим   измерением   полученных

размеров, которые учитывают при вводе в память УЧПУ координат исходных точек движения инструментов.

Для создания удобств при программировании и для обеспечения безопасной работы при смене инструмента на станке выбирают исходные положения для револьверного суппорта — крайнее правое положение; для поперечного суппорта — ось шпинделя; для мерного инструмента (сверло, развертка, плашка и др.) — ось шпинделя; для резца — положение, при котором обеспечиваются условия безопасной работы при смене инструмента (21.21).

Ввод координат исходных точек по адресам X и Z в память системы осуществляют нажатием клавиш 15 и 18 (см. табл. 20.1).

При составлении и записи управляющих программ необходимо выполнять следующие требования;

1. В одном кадре записывают только одну команду М, S, 7', F, G, X или Z. Исключение составляют кадры, в кото-. рые необходимо дополнительно ввести признаки; системы отсчета (табл. 20.1, п. 1), перемещений (см. табл. 20.1, п. 2, 5 и 6) и принадлежности к группе кадров (см. табл. 20.1, п. 7).

2.         Запись команд в управляющей про

грамме по технологическим рекомендаци

ям выполняют в такой последовательности;

М, S, F, Т, О, А', Л, Р.

3.         При записи управляющей програм

мы  для   обработки  детали   несколькими

инструментами оставляют запасные кадры

для подачи команд на корректировку уп

равляющей программы для каждого ин

струмента.   Например,   М 13—0 — запас

ной кадр.

4.         Запись управляющей программы на-

чинают с кадра № 0 и заканчивают кадром МЗО (конец).

5.         Для повторения управляющей про

граммы, которая начинается с кадра, от

личного от № 0, записывают кадр с коман

дой Р и число, соответствующее номеру

первого кадра повторяемой управляющей

программы, например: № 16—Р5 — пере

вод программы в кадр № 5.

6.         Для исключения ложного срабаты

вания и нарушения работы рабочих орга

нов   станка   в   конце   управляющей   про

граммы записывают пустой кадр. Напри

мер:    № 13— МЗО — конец,    №14—0 —

пустой кадр.

7.         При обработке деталей с одновре

менным перемещением резца по двум ко

ординатам, когда выполняются циклы об

работки галтели, конуса, нарезки резьбы

и другие операции, все кадры, кроме по

следнего, помечают звездочкой (*).

8.         Отработка программы  при выпол

нении группы кадров, помеченных призна

ком «звездочка», возможна только в авто

матическом режиме.

9.         При  нарезке  канавок с  помощью

отрезного суппорта команду М15 (подвод

отрезного суппорта) в управляющей про

грамме  записывают  в  кадр   после  всех

перемещений для текущего инструмента.

Это связано с тем, что ответ по команде

М15 происходит сразу после перехода от

резного   суппорта   на   рабочую   подачу,

а также для предупреждения столкнове

ния инструментов  револьверной  головки

и   отрезного  суппорта.   Подача   по   осям

X и Z включается после возврата отрезно

го суппорта в исходное положение.

10.       При обработке деталей перемеще

ние поперечного суппорта на пульте опе

ратора принято (-\-Х), от пульта операто

ра— (-— X). Перемещение револьверного

суппорта в исходное положение принято (+Z), в рабочую зону— (-Z).

Управляющую программу обработки детали сначала записывают на специальном бланке (21.22). Затем на пульте оператора набирают программу. Режим ввода программы устанавливают (см. табл. 20.1) нажатием клавиши 14, затем нажимают клавишу 3 деблокировки памяти и набирают кадры программы. После набора каждого кадра нажимают клавишу 18, в результате чего кадры последовательно вводятся в память УЧПУ. Последним вводится кадр с единственной командой МЗО — конец программы и вызов в нулевую зону другой управляющей

программы,   хранящейся   в   оперативной памяти УЧПУ или в КВП.

После записи управляющей программы производят проверку правильности ее записи, Для вывода информации на индикацию нажимают на клавишу отработки программы без перемещений (см. табл. 20.1, п. 4). При этом над клавишей загораются лампочки. Лампочка над клавишей (см. табл. 20.1, п. 4) должна быть погашена. Это означает, что на индикацию выведена управляющая программа. Затем нужно нажать на клавишу N и клавиши с цифрами, соответствующими номеру кадра, с которого начинается проверка программы. Содержание кадра вы-

водят на индикацию после нажатия клавиши (см. табл. 20.1, п. 18). Для индикации следующего кадра достаточно нажать на клавишу (см. табл. 20.1, п. 18). В процессе проверки можно производить необходимые изменения в управляющей программе.

Затем обрабатывают первую деталь. Для этого нажимают на клавишу (см. табл. 20.1, п. 12); при этом включается покадровый режим и загораются лампочки над клавишами (см. табл. 20.1, п. 12) и лампочки покадровой отработки программы. После этого нажимают на клавишу (см. табл. 20.1, п. 12), в результате отрабатывается один кадр, содержание кадра выводится на индикатор. Следует убедиться в правильности отработки первого кадра и после его выполнения повторно нажать на клавишу (см. табл. 20.1, п. 12), в результате будет отрабатываться следующий кадр, а за ним все остальные кадры УП. В процессе покадровой  отработки   УП   можно  вносить

необходимые изменения в УП. Выполнение УП в покадровом режиме можно прервать в любой момент отработки кадра нажатием на кнопку «Стоп» или на аварийную кнопку «Стоп», расположенные на пульте станка. После отработки всей УП проверяют готовую деталь, при необходимости корректируют УП, а при обработке следующей детали убеждаются в правильности УП. После этого приступают к изготовлению партии деталей.