Токарные станки ЧПУ

В качестве приводов подач в станках  с ЧПУ применяют также тихоходные высокомоментные электродвигатели    с  возбуждением от постоянных магнитов, соединяемых  непосредственно с ходовыми винтами станков.

К приводам станков с ЧПУ предъявляют  особые требования в части обеспечения  равномерности движения подач и  точности установочных перемещений. Прямолинейные  движения суппортов осуществляются с помощью передачи винт — гайка качения которая обеспечивает высокую осевую жесткость и равномерность движения. Между винтом и гайкой 2, имеющими резьбу специального профиля, помещаются шарики 3, перекатывающиеся при вращении винта. Каналом возврата служит специальный вкладыш 4, соединяющий два соседних витка гайки и заставляющий циркулировать шарики только в пределах одного шага резьбы.

В  гайке  имеются  три  цепи  шариков, расположенных по окружности под углом

120°. К преимуществам данной  конструкции относят малые габаритные  размеры, отсутствие быстроизнашивающихся  деталей и малую длину каналов  возврата. Конструкция передачи  винт — гайка качения зависит  от профиля резьбы, способа возврата  шариков и метода регулирования  натяга. Регулирование зазора или  натяга при полукруглом профиле  сводится к изменению расположения  винта относительно гайки.

Регулирование натяга в винтовой шариковой  паре производят поворотом сегментом 5 полугайки 3 относительно полугайки 4. Сегмент имеет 93 зуба на внутреннем венце и 92 — на наружном. Перестановка сегмента на один зуб относительно полугайки 3 приводит к осевому смещению на 1—2 мкм.

В приводе подач перед ходовым  винтом часто располагают беззазорные зубчатые передачи, в которых выборку зазора осуществляют различными способами. Зубчатое колесо, состоит из двух дисков 2 и 3 с зубчатыми венцами. Уменьшение зазора в зубчатом зацеплении колеса / и дисков 2 и 3 достигается разворотом эксцентриковой втулки 4. После регулирования диски 2 и 3 скрепляют винтом 5.

Зубчатое колесо с косыми зубьями, составленное из дисков 6 и 8 и связанное с валом шпонкой 4. Зазор в зацеплении с колесом 1 регулируют подбором толщины полуколец 2 и  7 между дисками 6 и 8,  взаимное положение которых определяется штифтами 3. После регулирования диски 6 и 8 скрепляют винтами 5. Колесо 3, расположенное на валу 2 (19.20), соединяется с колесами 1 и 4, расположенными на валу 6, причем колесо/ неподвижно в осевом направлении. Между колесами 1 я 4 находится тарельчатая пружина 5, которая перемещает колесо 4 и поворачивает колесо 3 до тех пор, пока его зубья не вступят в контакт с неподвижным колесом .

Зубчатые колеса 2 и 4, сидящие на валу 1 (19.21), сцепляются с зубчатым колесом 5, расположенным на валу 6, причем колеса 2 и 5 жестко закреплены на валах 1 и 6 соответственно, а колесо 4 может вращаться на валу . В пазу зубчатого колеса 2 находятся две пружины 8, которые одним концом упираются в штифты 3 колеса 4, а другим — в штифты 7 колеса 2, заставляя поворачиваться колесо 4 относительно колеса 2. При этом производится автоматическая выборка зазора.

 Токарные станки моделей 16А20ФЗ и МК6713 с ЧПУ

Токарный    станок   модели    16А20ФЗ.

Этот станок (19.22) предназначен для  обработки деталей типа тел вращения в замкнутом автоматическом цикле (со ступенчатым и криволинейным  профилем различной  сложности)   за   один  или   несколько рабочих ходов, а также для на резания резьб; выпускается он с системой

числового программного управления

2Р-22 (модели 16А20ФЗС32) и системой «Электроника            НЦ-31»           (модель 16А20ФЗС39).

Системы программного управления обеспечивают ввод, редактирование и автоматическое выполнение программ обработки детали, а также управление ими с клавиатуры пульта оператора. Класс точности станков  П.

Станок модели 16А20ФЗ имеет массивное  основание с окном для схода  стружки и проем для установки  транспортера стружки, который вводится с правой стороны; станина имеет  коробчатую форму с поперечными  ребрами П-образной формы и закаленные шлифованные направляющие. На станине  установлены шпиндельная бабка, каретка, привод продольной и поперечной подач, задняя бабка.

Кинематическая схема станка представлена на 19.23. Вращение от электродвигателя главного движения (частотно-регулируемый асинхронный  электродвигатель) передается на вал 1 шпиндельной бабки с помощью клинового ремня с передаточным отношением 171:240.

Шпиндельная бабка обеспечивает три диапазона частот вращения шпинделя с соотношением 1:1, 1:3, 1:8,7 переключаемых вручную. Первый диапазон частоты вращения шпинделя (20—285 об/мин) обеспечивается поворотом рукоятки вправо; второй диапазон (60—830 об/мин) — поворотом ее влево в среднее положение, а третий диапазон (175—2500 об/мин) —поворотом рукоятки влево до упора. Для резьбонарезания в шпиндельной бабке установлен датчик с приводом У (19.24), зазор в зубчатом зацеплении 2—3 которого выбирается поворотом эксцентрикового фланца 4.

Привод продольного перемещения  включает шариковую передачу винт —  гайка качения, опоры винта, приводной  электродвигатель постоянного тока или асинхронный с частотным  регулированием, а также датчик обратной связи, соединенный винтом через  муфту, или на станках с приводом «Размер 2М-5-21» используют датчик, встроенный в асинхронный двигатель. Предусмотрена  также дополнительная передача на валик  ручного перемещения каретки  в наладочном режиме при отключенном  станке.

Привод поперечного перемещения включает (шариковую передачу винт — гайка качения, опору винта, приводной электродвигатель постоянного тока или асинхронный с частотным регулированием и датчик обратной связи, соединенный с винтом через муфту, или на станках с приводом «Размер 2М-5-21» используют датчик, встроенный в асинхронный электродвигатель. Предусмотрена также дополнительная передача на валик ручного перемещения суппорта в наладочном режиме при отключенном станке.

На станках используется 6-, 8- и 12-позиционная  автоматическая универсальная головка (УГ9321, УГ9324 и УГ9325) с горизонтальной осью поворота. Головка имеет инструментальный диск на 6 радиальных и 3 осевых инструмента (6-позиционная) или на 8 блоков под  радиальные и осевые инструменты (8-позиционная) или на 12 блоков под радиальные инструменты  и осевые инструменты, комбинируемые  при наладке на деталь (12-позиционная).

Движение     от     электродвигателя 17, встроенного в гильзу 21 корпуса 23, сообщается  блоку  сателлитов 12  с  помощью поводковой муфты, выполненной на торце вала ротора 16 и водила 24 планетарного редуктора. Один из сателлитов сопрягается с неподвижным зубчатым колесом внутреннего зацепления 26, а другой — с подвижным зубчатым колесом 2, на ступице которого выполнена трапецеидальная резьба,   а   на   торце — зубчатая   муфта. С помощью зубчатой муфты и винта 3 деталь 9 соединяется с кулачком 4 управления индексацией. Радиальной опорой детали 9 служат  бронзовые полукольца 29, торцовой — подшипники 10 и  11.  С резьбой на детали 9 сопрягается фланец-гайка 8, прикрепленный к шпинделю 5 головки, при этом шпиндель может совершать вращательное и поступательное движение. К шпинделю прикреплены инструментальный   диск /   и   фиксирующая   полумуфта 31 с круговым зубом. Вторая полумуфта 30 закреплена на корпусе головки.

На торце гильзы 21 установлен датчик 19 углового положения инструментального  диска, выполненный на герметичных  магнитоуправляемых контактах и  соединенный с фланцем шпинделя с помощью валика 22 и муфты 20. Датчик защищен кожухом.

В нише корпуса 13 размещены набор  клеммных зажимов электрокоммуникации головки, PC-цепочки двигателя и микровыключатель 14 контроля сцепления полумуфт 30 и 31.

Включение подачи СОЖ на инструментальный диск осуществляется при нажатии  диском на толкатель клапана 6, который  встроен в планку 7, прикрепленную  к корпусу головки.

Головка работает по следующему циклу (на 19.26 показано исходное положение) : снятие усилия и расцепление плоскозубчатых муфт, поворот инструментального диска до заданной позиции, предварительная фиксация, сцепление муфт и сжатие их с необходимым усилием. При пуске двигателя деталь 9 и кулачок 4 начинают вращаться против часовой стрелки. Поскольку полумуфты 30 и 31 сцеплены и шпиндель не может вращаться, происходит расцепление полумуфты за счет взаимодействия резьб на

деталях 8 и 9. К окончанию расцепления уступ кулачка соприкасается с пальцем 35. При продолжении поворота фиксатор 34 под воздействием скосов на фланце 32 входит в паз на кулачке, обеспечивая сцепление привода и шпинделя.

Когда инструментальный диск достигнет  необходимого углового положения, осуществляется реверсирование двигателя по команде  датчика 19 и соответственно изменяется направление вращения деталей головки. При этом фиксаторы 33 и 34 западают в  пазы фланца 32, кулачок освобождается  и расцепляет привод и шпиндель. При дальнейшем вращении привода  осуществляется сцепление фиксирующих  полумуфт и создается необходимый  натяг, величина которого зависит от установки токового реле в цепи двигателя. Токовое реле управляет отключением  электродвигателя.

Головки комплектуют инструментальными дисками, на которых устанавливается инструмент для центровых работ. Подача СОЖ осуществляется в рабочей позиции через вспомогательные втулки.

На головке модели УГ9321 инструмент для центровых работ устанавливается в блок 7, который монтируется на торцовой поверхности инструментального диска в позициях 1, 3, 5. При установке блока необходимо вывернуть пробку 8 и в случае работы с СОЖ ослабить винт 10, вынуть шарик 9 и ввернуть пробку 8 в резьбу 11. Конструкция суппортной груп-п ы отличается наличием комбинированных поперечных направляющих (левой — наклонной, правой — прямоугольной) и покрытия из антифрикционного состава на рабочих поверхностях продольных направляющих каретки и поперечных направляющих суппорта. Антифрикционное покрытие обеспечивает постоянство коэффициента трения при малых и высоких скоростях рабочих перемещений, что способствует повышению точности позиционирования, а также стабильности и точности обработки.

На каждой линейке предусмотрены 2 паза для установки кулачков аварийного отключения подачи и аварийного отключения станка. Кулачки воздействуют на блоки путевых электропереключателей, смонтированные на суппортной группе станка.

Кулачки аварийного отключения подачи следует устанавливать так, чтобы они воздействовали на штоки блока конечных выключателей раньше кулачков 2 аварийного отключения станка, а последние — на расстоянии 5—8 мм до крайних положений поперечного суппорта и упора каретки в корпус задней бабки и резцов в кулачки патрона. По команде кулачков 1 при ошибке программиста или наладчика отключается подача в соответствующем направлении без удара о смежные части станка. При этом система программного управления и станок не отключаются и информация от датчиков обратной связи сохраняется в памяти системы.

Аналогичный сдвоенный кулачок  установлен на задней бабке для предотвращения аварийного удара о заднюю бабку, он воздействует на блок электропереключателей, установленных на каретке станка.

На тех же линейках установлены (см. 19.29, 19.30) кулачки 3 подачи команды  на предварительное замедление скорости перемещения при входе каретки  и суппорта в фиксированное положение  и кулачки 4 фиксированного положения.

На станках 16А20ФЗС32 с системой ЧПУ 2Р-22 кулачки фиксированного положения  не используют, после срабатывания конечного выключателя на замедление привод реверсируется и производится точный останов по нулевому импульсу датчика положения в пределах шага винта.

Смазывание имеет важнейшее  значение для нормальной эксплуатации и долговечности станка и производится строго в соответствии с картой и схемой смазывания (19.31). В станке применена автоматическая система смазывания шпиндельной бабки.

Шестеренный нанос 2 (19.31) всасывает  масло из резервуара / и подает его  через сетчатый фильтр к подшипникам  шпинделя и зубчатым колесам. Для  контроля, насоса применено дополнительное реле 12, установленное после сетчатого  фильтра 4.

При наличии потока масла в системе  смазывания реле дает команду о готовности к работе главного привода. В случае

выхода из строя электродвигателя станции смазывания реле дает команду  на выключение двигателя главного привода.

Кроме того, для визуального контроля работы станции смазывания установлен маслоуказатель, вращающийся диск которого свидетельствует о работе системы смазывания. В процессе работы необходимо следить за состоянием фильтра 4 и по мере засорения производить промывку его элементов в керосине не реже 1 раза в месяц. Для снятия фильтра предварительно отсоединяют сливную трубу.

Из шпиндельной бабки масло  через сетчатый фильтр и магнитный  патрон 5 сливается в резервуар.

Ежедневно перед началом работы следует проверять уровень масла  по риске маслоуказателя 3 на резервуаре и при необходимости доливать его.

В станке применена автоматическая  система  смазывания  направляющих каретки и направляющих станины от станции, установленной на основании.

При включении насоса станции масло  под давлением 0,1— 0,2 МПа подается с помощью шланга к коллектору на каретке. На давление 0,1—0,2 МПа отрегулирован  подпорный клапан; величина давления контролируется манометром 7.

Включение насоса станции осуществляется при включении станка и в дальнейшем происходит по команде от электроавтоматики станка или УЧПУ (с интервалом 45 мин). Выключение подачи масла происходит через 3—5 с от электроавтоматики станка или УЧПУ. За это время необходимая порция масла поступает от коллектора ко всем точкам смазывания каретки. Для исключения попадания загрязненного масла в станцию предусмотрен обратный клапан 6.