4.2. Инструментальное обеспечение ртк и гпм

Основная цель автоматизации смены инструмента – уменьшение времени простоя и вспомогательного времени дорогостоящих станков.

Модульное оборудование системы инструментального обеспечения включает в себя:

1) режущий инструмент;

2) вспомогательный инструмент;

3)устройство закрепления инструмента;

4) устройство смены инструмента;

5) накопители инструмента.

В условиях ГПС режущий инструмент должен назначаться в соответствии с типовыми технологическими процессами для обработки на станках с ЧПУ. Особенно эффективно применение инструмента со сменными многогранными твердосплавными пластинами.

Применяемые стандартные инструменты имеют хвостовики разных размеров и форм. Для закрепления их в шпинделе многооперационного станка применяют переходные оправки с хвостовиками, соответствующими различным хвостовикам нормализованных инструментов. Для облегчения автоматической смены инструментов обычно в шпинделях не делают самотормозящиеся конусы Морзе. В конусном соединении 7:24 угол наклона значительный, и поэтому оправка с инструментом освобождается без приложения дополнительных сил.

Если хвостовики оправок цилиндрические, то их в шпинделе базируют в осевом направлении по торцам, а в радиальном – цанговым устройством. Крутящие моменты передаются от шпинделя оправки с помощью торцевых шпонок на шпинделе и соответствующих пазов на оправках. На переходных оправках для автоматически сменяемых инструментов предусматривают специальные кольцевые канавки для захвата их автооператором и ориентации оправок в осевом направлении.

Станки с ЧПУ, встраиваемые в РТК и ГПМ, поставляются с расширенными комплектами режущих и вспомогательных инструментов, выбор которых определяется видом и типоразмерами обрабатываемых на станках изделий. Набор режущего и вспомогательного инструмента, соответствующий технической характеристике определенных моделей станков, образуют технологический комплект. Одним из главных критериев выбора комплекта инструментов для конкретного станка является обеспечение его наибольшего коэффициента использования при выполнения условия экономичности обработки. На рис.12 приведены комплект инструментов для станка ИР500Ф4.

Рис.12. Набор инструментов для фрезерно-сверлильно-расточного станка

Вспомогательный инструмент предназначен для закрепления режущего инструмента в шпинделе станка ЧПУ. Инструменты имеют разные хвостовики, а устанавливать надо в одинаковые гнезда. Для решения этой проблемы используется система вспомогательного инструмента, который входит в обязательный комплект станка. Он взаимодействует с устройством закрепления инструмента (а также его смены) и обеспечивает предварительную настройку инструмента на размеры. Унификация элементов вспомогательного инструмента осуществляется путем стандартизации его хвостовиков и поверхности базирования и закрепления режущего инструмента.

Оправки с инструментами закрепляются пакетом тарельчатых пружин, а отжимаются гидро- и пневмоприводом.

Конструкция цангового захвата оправки приведена на рис.13. В торец оправки 1 ввернут винт 3 с цилиндрической шейкой и головкой. С торцом головки винта контактирует четырех лепестковая цанга 7, навинченная на конец стержня 5. Пакет тарельчатых пружин 6 передает осевое усилие через стержень на цангу и затягивает хвостовик оправки в конусе шпинделя 2. Самопроизвольное раскрытие цанги при затянутой оправке исключает втулка 8, охватывающая головку цанги. Для освобождения оправки с помощью гидроцилиндра дополнительно сжимаются пружины6, стержень и цанга перемещаются влево. При этом цанга раскрывается конусом втулки 4, своим торцом упирается в винт и выталкивает оправку.

Рис.13. Механизм зажима переходных оправок

На токарных станках установлены револьверные головки, так как они полностью обеспечивают количество необходимого инструмента.

Для обеспечения запаса хранения инструмента на токарном станке используется револьверная головка. Время смены инструмента - 2..3 секунды. Число инструментов – 6. (Рис.14)

Рис. 14. Револьверная головка

В качестве накопителей инструмента на сверлильно-фрезерно-расточном станке используется инструментальный магазин дискового типа, обмен инструмента между магазином и шпинделем станка осуществляется автооператором. (рис.15).

Рис.15. Инструментальный магазин дискового типа

Инструментальный магазин имеет основание, которое устанавливают на верхнем торце стойки. Поворот магазина относительно оси предотвращает его поломку в случае сбоев в устройстве автоматической смены инструмента. Корпус магазина с гнездами для инструментальных оправок размещен на верхнем торце стойки станка и может поворачиваться относительно центральной оси. Корпус контактирует со стойкой по поверхностям направляющих, изготовленных из пластмассы. Приводом поворота магазина служит электродвигатель. Угол поворота задают с помощью конечных выключателей. Магазин оснащен устройством, фиксирующим гнездо после очередного поворота в положении смены инструмента. На валу электродвигателя закреплен диск с двумя полукруглыми пазами. Когда инструментальное гнездо подходит с позиции смены, ролик вводится в паз диска. При этом электродвигатель отключается, магазин точно фиксируется, бесконтактный выключатель дает команду в систему управления и начинается автоматическая смена инструмента.

На сверлильно-фрезерно-расточном станке инструмент меняется с помощью автооператора, чертеж которого приведен на рис. 16.

Автооператор размещен над шпиндельной бабкой станка. Между его захватами-рычагами 9 и 10 установлены пружины 13, стремящиеся повернуть захваты относительно осей 11 и 12. захваты смонтированы в корпусе 20, соединенном с гильзой 18. В крышке 17 гильзы закреплен шарикоподшипник 16, посаженый на конец штока 15 гидроцилиндра 21. При перемещении поршня 22 вместе с штоком 15 движется и гильза 18 с захватами. При этом инструментальные оправки изымаются из гнезда магазина или из посадочного конуса шпинделя. Чтобы затем поменять инструменты местами, необходимо повернуть на 180º корпус 20 с захватами, для чего служит гидроцилиндр 8. шток гидроцилиндра соединен с рейкой 3, которая находится в зацеплении с зубчатым венцом 2, закрепленным на стакане 1. Правый конец стакана сопряжен (двумя длинными шпонками 14 и 19) с гильзой 18. поэтому гильза (а вместе с ней и корпус 20 захватов) поворачивается вместе со стаканом 1. длинные шпоночные пазы позволяют гильзе с захватами совершать необходимые продольные перемещения.

Чтобы захватить инструмент из магазина, корпус автооператора 4 поднимается (гидроцилиндром 6) по направляющим 5 и 7 в крайнее верхнее положение, при котором один из захватов фиксирует фланец инструментальной оправки, подготовленной (соответствующим поворотом магазина) к подаче в шпиндель станка. В дельнейшем приз изъятии из магазина и переносе в шпиндель оправка удерживается пружинами 13.

Чтобы в момент поворота корпуса 20 захватов оправка (с инструментом) не выскочила из захвата под действием центробежной силы, предусмотрено предохранительное устройство. В крайнем правом положении корпуса 20 (т. е. когда происходит поворот) внутренние концы К рычагов упираются в шпонки 14 и 19, что не позволяет рычагам сблизиться и освободить оправку.

Рис.16. Инструментальный автооператор

На шлифовальном станке правка шлифовального круга производится с помощью алмазного карандаша.

Для идентификации инструмента используется переменное кодирование гнезда под инструмент.