Обрабатывающий центр с ЧПУ по чугуну

Одна из особенностей обрабатывающих центров заключается в том, что у некоторых из них имеется поворотный стол, что позволяет обрабатывать у детали несколько сторон, не переустанавливая ее.

Из-за высокой стоимости обрабатывающих центов, их используют для обработки наиболее сложных заготовок.

Основой станочного комплекса является сварная несущая станина из высокопрочной стали или чугуна. Станина является опорой для одного или нескольких поворотных рабочих столов.

ИР-800 многооперационный горизонтальный обрабатывающий центр - сверлильно-фрезерно-расточной станок с числовым программным управлением, автоматической сменой инструмента и сменой обрабатываемых деталей.

Обрабатывающие центры бывают вертикальной и горизонтальной компоновки. Вертикальные обрабатывающие центры используются для обработки крупных заготовок или заготовок, обрабатываемых с одной стороны. При использовании многопозиционных и поворотных приспособлений можно вести обработку заготовок с нескольких сторон. Горизонтальные обрабатывающие центры используются для обработки заготовок с двух-четырех, а иногда и пяти сторон, в последнем случае шпиндельные головки имеют поворот вокруг горизонтальной и вертикальной оси.

Структурная схема ИР-800.

1. Устройство автоматической смены столов-спутников

2. Шпиндельная бабка

3. Стол

4. Манипулятор (автооператор)

5. Инструментальный магазин

6. Стойка

7. Станина

Кинематическая схема ИР-800.

Приводы движения.

Шпиндельная бабка со шпинделем находится в проеме стойки. Она перемещается вертикально по направляющим, которые охватывают ее с боковых сторон. На обрабатывающем центре имеется массивная стойка портального типа, усиленная ребрами жесткости. За счет такой компоновки обеспечивается высокая жесткость шпиндельного узла и точность его линейных перемещений. Вращение шпинделя обеспечивается электродвигателем М1. Для изменения частоты вращения шпинделя в определенных диапазонах в коробке скоростей имеется подвижный блок зубчатых колес. Он может входить в зацепление с двумя шестернями, закрепленные на общей ступице и связанны со шпинделем зубчатой муфтой.

Регулирование скорости ступенчатым способом происходит за счет шестеренчатых коробок скоростей или с помощью многоскоростных электродвигателей. На станках предусматривается возможность изменять числа оборотов в определенном диапазоне.

Использование в станках коробок скоростей, регулируемых ступенчатым способом, не всегда может дать возможность добиться подходящей скорости резания, из-за этого происходит уменьшение производительности. Поэтому в станках используются механические, гидравлические и электрические приводы, в которых скорость регулируется бесступенчатым способом. Привода с бесступенчатым регулированием скоростей позволяют плавно изменять на ходу обороты шпинделя или скорость ходов ползуна (стола) и достаточно точно устанавливать требуемую скорость резания и подачу. Такая особенность дает возможность обрабатывать заготовки при оптимальных расчетных режимах.

В кинематической схеме движение от двигателя через редуктор с  передается на ходовой винт и затем на исполнительный орган станка. Параметры кинематической схемы определяются с помощью диапазона регулирования подачи, и возможностями двигателя. В техническом задании на электропривод подачи указывают минимальную и максимальную рабочую подачу, скорости, в пределах которых регулирование происходит при постоянном (максимальном) моменте, и скорость вспомогательных перемещений, осуществляемых при уменьшенном моменте сил сопротивления. Таким образом, в приводе подачи необходимы два диапазона регулирования с различными условиями регулирования.

Использование высокомоментных двигателей с большим диапазоном регулирования частот позволяет при выборе соответствующего значения p обойтись без редуктора и соединить вал двигателя непосредственно с ходовым винтом.

Тяговые устройства привода подач предназначены для перемещения подвижных узлов станка по направляющим, обеспечивающим прямолинейное или вращательное движение. В кинематической цепи привода подач вспомогательных движений или главного привода тяговые устройства являются окончательным звеном.

Тяговые устройства должны удовлетворять следующим требованиям:

• обеспечивать заданный закон перемещения и скорости; для подавляющего большинства станков скорость должна быть постоянной;

   

• иметь высокий КПД;

   

• иметь высокую жесткость, являющаяся одной из главных характеристик тягового устройства и влияющая на статические и динамические погрешности исполнительного узла станка;

   

• иметь малый момент инерции, что определяет быстродействие привода и точность обработки;

   

• иметь высокую чувствительность к малым перемещениям, т. е. обладать способностью осуществлять движения на малых путях или с малой скоростью;

   

• отсутствие зазоров, особенно тогда, когда по характеру движения или действию внешней нагрузки имеет место раскрытие стыков;

   

• минимальный износ в процессе эксплуатации.

Движения подачи в станке.

Электродвигатели М2 и М4 обеспечивают перемещение шпиндельной бабки (ось Y), стойки (ось Z) и стола (ось X). Каждый двигатель имеет мощность по 2,8 кВт.

Эти электродвигатели дают возможность, не используя коробку подач, получать рабочие подачи в пределах 1 – 2000 мм/об и подачи быстрых установочных перемещений со скоростью 8000 мм/мин.

Максимальная сила, затрачиваемая для перемещения стола и стойки, составляет 8 кН, для перемещения шпиндельной бабки 4 кН. Для вращения поворотного стола и инструментально магазина используются электродвигатели того же типа.

Классификация направляющих.

Направляющие необходимы для перемещения подвижных узлов станка по станине, обеспечивая при этом правильную траекторию движения заготовки или детали.

Достаточно часто направляющие разных типов объединяют в одну конструкцию с целью сложить их достоинства. Такие направляющие называют комбинированными. Направляющие скольжения могут быть с полужидкостной, жидкостной и газовой смазкой. Направляющие качения разделяют по виду тел качения на роликовые и шариковые.

Таким образом классифицировать направляющие можно следующим образом:

• Направляющие качения:

  • Роликовые направляющие модульного типа;

  • Шариковые направляющие модульного типа;

     

• Направляющие скольжения:

  • Гидростатические направляющие;

  • Гидродинамические направляющие;

  • Аэростатические направляющие;

  • Аэродинамические направляющие;

• Комбинированные.

Шпиндельный узел

Шпиндели устанавливаются в подшипниках качения. Материал шпинделя выбирается исходя из твердости и износостойкости рабочих шеек и базирующих поверхностей фланцев.

Шпиндели станков нормальной и повышенной точности изготавливают из сталей 40Х, 45, 50. Для упрочнения рекомендуется использовать поверхностную закалку с индукционным нагревом до получения твердости 48...56 HRC.

Несущая система станка

К несущей системе станка можно отнести такие элементы как: станина, стол, траверсная балка, основание и т.д. Обычно, станины изготавливаются из чугуна методом литья с последующим принудительным состариванием. Делается это для того, чтобы возможные напряжения, которые были при литье убрать, соответственно повысить долговечность и качество. В качестве основания, для повышения точности, а также понижения вибрации, заливают фундамент под станок.

Типичные представители.

 «EXTRON» М527

«EXTRON» М527 – вертикально - фрезерный обрабатывающий центр с ЧПУ эффективен при выполнении тяжелых видов обработки.

Технические характеристики

Вертикальный фрезерный обрабатывающий центр VDL850A

Предназначен для обработки заготовок из стали, чугуна, цветных металлов и сплавов в автомобильной, аэрокосмической, приборостроительной промышленности, энергетическом машиностроении, а также для изготовления высококачественных штампов и пресс-форм.