3.8.3. Автоматизация на базе агрегатных станков

Автоматические линии из агрегатных станков являются одним из наиболее эффективных вариантов автоматизации. Важной особенностью линий этого типа является значительный рост производительности по сравнению с линиями на базе типового оборудования. Агрегатные станки – станки специализированные. Их создают в соответствии с требованием технологического процесса для обработки конкретной детали, это позволяет использовать широкие возможности дифференциации и концентрации операций, многопозиционную обработку, обработку детали одновременно с нескольких сторон и т.д. Линии собирают из выпускаемых серийно агрегатов и механизмов, что уменьшает затраты на автоматизацию, значительно сокращает время на проектирование, изготовление и отладку, повышает надежность работы.

Линии из агрегатных станков предназначены в основном для обработки корпусных деталей, имеющих сложную форму и большое число технологических переходов. Наибольшее распространение получила обработка осевым инструментом (сверление, зенкерование, нарезание резьбы).

Агрегатными называют специализированные станки, состоящие из нормализованных деталей и узлов. Станки предназначены для обработки сложных и ответственных деталей в условиях крупносерийного и массового производств. По сравнению с универсальными станками агрегатные станки имеют значительно большую производительность, так как позволяют осуществлять многоинструментальную и многопозиционную обработку деталей с одной или нескольких сторон при автоматическом управлении рабочим циклом. Агрегатные станки требуют меньше производственной площади, обеспечивают стабильную точность обработки, могут обслуживаться операторами невысокой квалификации, допускают многократное использование нормализованных деталей и узлов при настройке станка на выпуск нового изделия (обратимость). Однако эти станки менее гибки при переналадке по сравнению с универсальными станками, что является их недостатком.

Наибольшее распространение получили агрегатные станки сверлильно-расточной группы. Они позволяют производить сверление, зенкерование, развертывание и растачивание внутренних и наружных поверхностей, подрезание торцов, фрезерование и другие операции. Компоновка станков весьма разнообразна. Она зависит от формы, размеров и точности изготовляемых деталей, от расположения на них обрабатываемых поверхностей, принятого технологического процесса.

На рис.60 показаны схемы некоторых компоновок агрегатных станков. Основными нормализованными элементами, из которых состоит станок, являются: станина 1, стойка 6, основание 7, тумба 5 под приспособления и многопозиционные столы 9. Силовым органом агрегатных станков является независимый агрегат силовой головки. Он состоит из двух узлов: самой силовой головки 2 и шпиндельной коробки 3. Силовая головка предназначена для осуществления главного движения. Она имеет самостоятельный привод. Шпиндельная коробка несет инструментальные шпиндели, получающие вращение от приводного вала силовой головки (рис.60, а, б, г). На рис.60, г показан агрегат, в котором силовая головка состоит из двух узлов: силового стола 8 и собственно силовой головки 2. Силовой стол является независимым узлом с индивидуальным приводом движения подачи. Смонтированная на нем силовая головка имеет свой привод, осуществляющий только главное движение.

Количество силовых агрегатов, инструментальных шпинделей, расположение осей последних в пространстве зависит от назначения станка. В этом отношении различают станки одноагрегатные (рис.60, а, б, г) и многоагрегатные (рис.60, д), одношпиндельные и многошпиндельные, горизонтальные, вертикальные, наклонные, смешанные, односторонние, многосторонние.

На однопозиционных станках операции полностью заканчиваются при одном постоянном положении детали. На многопозиционных станках обработка деталей параллельно или последовательно осуществляется в нескольких позициях, т.е. в нескольких различных положениях относительно инструмента. Периодическое перемещение приспособлений вместе с обрабатываемыми деталями из одной позиции в другую производят при помощи многопозиционных столов поворотных или с прямолинейным движением.

Рис.60. Схемы компоновок агрегатных станков

Автоматические линии из агрегатных станков создаются для обработки не только корпусных деталей с базовыми поверхностями, позволяющими надежно фиксировать и перемещать их с помощью конвейеров. Большое распространение получили линии для обработки деталей, которые сложно транспортировать и точно фиксировать в рабочей позиции. В таких случаях детали перед началом обработки закрепляются на приспособлениях-спутниках и вместе с ними перемещаются по позициям линии. На каждой рабочей позиции спутник фиксируется и зажимается, обеспечивая требуемую точность относительного положения детали и инструмента. Линии с приспособлениями-спутниками кроме основного конвейера имеет конвейер возврата спутников в загрузочную позицию.

На автоматических линиях из агрегатных станков широко применяют комбинированные высокопроизводительные инструменты, стандартизация и централизованное изготовление которых является важной задачей повышения технико-экономических показателей автоматизации. Широко применяют принудительную смену инструментов, распределенных по группам в соответствии с их стойкостью. Команду на замену определенной группы инструментов подает специальное устройство системы управления. Сокращение доли холостых ходов достигается в результате увеличения скоростей перемещения рабочих органов, быстродействия аппаратуры управления, максимального совмещения холостых ходов между собой и с рабочими ходами.