14 Агрегатные станки

А  Специальный станок, построенный для обработки какого-либо изделия, рентабелен при условии такой продолжительности его эксплуатации, в течение которой окупятся все расходы, связанные с его изготовлением.

Быстрое развитие техники часто нарушает всё предварительные расчеты, и изделия, которые рассчитывали производить в течение нескольких лет иногда снимаются с производства через короткий срок. Специальные станки снимаются вследствие этого с производства в некоторых случаях задолго до истечения срока их амортизации. Это обстоятельство побудило станкостроителей искать новые пути создания специальных станков, в особенности для крупносерийного и массового производства. Очень удачным решением вопроса оказалось изготовление агрегатных станков.

Агрегатными называются специальные станки, собранные в основном из стандартных и унифицированных узлов и деталей.

Имея высокую производительность, агрегатные станки могут перестраиваться на выпуск нового изделия, что соответствует тенденции современного машиностроения к частой смене выпускаемых изделий.

При изготовлении станков из агрегатных узлов обеспечивается:

а) быстрота проектирования и изготовления станков;

б) упрощение монтажа и демонтажа станков;

в) снижение себестоимости станков, поскольку производство стандартных деталей и узлов может быть серийным;

г) упрощение и удешевление ремонта станков.

Весьма часто автоматические линии компонуются из агрегатных узлов и станков, что позволяет уменьшить время их изготовления.

На агрегатных станках осуществляют многоинструментную обработку деталей сверлильно-расточным, резьбонарезным, фрезерным, токарным, шлифовальным и другими инструментами. Чаще встречаются станки, производящие сверлильные, резьбонарезные и расточные операции.

Б  Агрегатные станки могут быть:

- односторонними и многосторонними;

- одношпиндельными и многошпиндельными;

- однопозиционными и многопозиционными;

- с компоновкой: горизонтальной, вертикальной, наклонной, комбинированной.

Примеры компоновок и основные узлы агрегатных станков показаны на рис. 14.1.

Стандартными являются все узлы, кроме приспособлений 4, кондукторных плит 7 и, отчасти, шпиндельных коробок 3.

Шпиндельные коробки и насадки служат для размещения рабочих шпинделей и передачи движения на них от выходного вала силовой головки.

Для этого в корпусе коробки размещают нужное количество шпинделей и промежуточных валиков с шестернями. Ряд размеров шпиндельных коробок нормализован, а отверстия под подшипники валов и шпинделей растачиваются в соответствии с требованиями конкретного случая.

Насадками называют шпиндельные коробки, применяемые с силовыми головками, имеющими выдвижную пиноль.

В  Силовые головки бывают самодействующие и несамодействующие. Силовая самодействующая головка имеет приводы главного движения и подачи, несамодействующая – только привод главного движения, а привод подачи является самостоятельным узлом, к головке не относящимся. Его обычно устанавливают в станине станка либо выполняют в виде так называемого силового стола (поз. 11 на рис. 14.1).

Подача инструментов силовой головки может осуществляться перемещением её корпуса или перемещением пиноли с насадкой при неподвижном корпусе.

Привод подачи самодействующих головок осуществляется:

а) гидро- или, реже, пневмоцилиндром – при ходе до 1500 мм;

б) винтовой или, реже, реечно-зубчатой парой – при ходах порядка 300-700 мм;

в) цилиндрическим кулачком – при ходе до 300 мм;

г) плоским кулачком – при ходе до 150 мм.

При малых ходах – 1-2 мм – может применяться термодинамический привод, в котором для получения непрерывной медленной (до 1 мм/мин) плавной подачи используется свойство металлов удлиняться при нагревании, и магнитострикционный привод, основанный на использовании эффекта изменения длины ферромагнитного стержня в направлении оси возбужденного в нём магнитного поля.

Агрегатные станки, спроектированные и изготовленные для обработки определённой детали, используются в массовом производстве.

Г  Для эффективного использования в серийном производстве выпускаются переналаживаемые агрегатные станки.

Рассмотрим некоторые возможные варианты переналаживаемых агрегатных станков.

На одном из таких станков, оснащённом набором многошпиндельных инструментальных головок (рис. 14.2) легко осуществим переход на обработку других деталей, если, например, каждая головка 4 настроена на обработку определенной детали. Подобные станки экономически эффективны при числе переналадок до 10-12 в месяц. При большем числе переналадок целесообразны агрегатные станки с ЧПУ и автоматической сменой инструмента.

На станке с ЧПУ силовая головка 1 оснащена инструментальным магазином 2 и манипулятором 3 (рис. 14.3). Во время обработки детали очередным инструментом, закрепленном в шпинделе 4, инструментальный магазин медленно поворачивается для поиска следующего по программе инструмента и подвода этого инструмента в позицию, ближайшую к шпинделю. Манипулятор с двумя выдвижными захватами осуществляет замену инструмента после завершения очередного перехода обработки.

Имеются модели многоинструментных агрегатных станков с ЧПУ, в которых осуществляется автоматическая смена шпиндельных коробок. Такие станки обладают универсальностью одноинструментных многооперационных станков (так называемых обрабатывающих центров) и производительностью многоинструментных специальных. Возможная компоновка такого станка показана на рис. 14.4. Для настройки станка следует заложить соответствующую программу в устройство ЧПУ, установить зажимное приспособление на стол 5 и загрузить в магазин 9 необходимый комплект шпиндельных коробок. Последнее производится с помощью загрузочного устройства 11, имеющего поворотную платформу и подъёмную каретку, перемещающуюся по стойке устройства.

При работе станка требуемая шпиндельная коробка подводится магазином 9 в позицию, где её захватывает перегружатель 8 и подводит в зону действия манипулятора 6. Манипулятор производит смену шпиндельной коробки на силовой головке, а перегружатель устанавливает отработавшую коробку в магазин. При смене коробок заготовке вместе со столами 4 и 5 сообщается необходимое поперечное и угловое перемещение.