Координатно-расточные станки: назначение, виды и модели

Что такое расточный станок, устройство и принцип действия

Координатно-расточные машины относятся к категории широкоуниверсального оборудования. Все сложные обработки отверстий при точном соблюдении координат выполняют на этих агрегатах. Особенность, присущая всем расточным станкам – наличие у них шпинделя вертикального или горизонтального направления. Последний представляет собой вал, снабженный приспособлением для удержания инструмента режущей группы (сверла, резцы, фрезы, зенкер, метчик), и имеющий возможность перемещаться в линейном направлении по оси.

Координатный расточный станок для работы с отверстиями конструктивно состоит из:

Станины.
Стойки.
Головки расточной.
Стола на салазках.
Траверсы.

Работая с деталью на станке, ее закрепляют на рабочем столе, инструмент для обработки зажимают в головке расточной шпинделя. Ориентируясь на высоту детали, выставляют, затем фиксируют головку. Выполняя перемещение стола в любом из двух взаимно перпендикулярных направлений, добиваются установки шпинделя в точку необходимых координат. При помощи вращения шпинделя закрепленный инструмент обрабатывает заготовку.

Конструкция и устройство горизонтально-расточного станка

Устройство горизонтально-расточных станков и их работу рассмотрим на примере станка модели 2620В с выдвижным (710 мм) шпинделем диаметром 90 мм и радиальным суппортом на встроенной планшайбе (рис. .

Рис. 8. Основные узлы горизонтально-расточного станка

Станок имеет неподвижную переднюю стойку, установленную на правой стороне основания На направляющих стойки может перемещаться вверх-вниз в пределах 1000 мм шпиндельная бабка с расточным шпинделем. По направляющим основания перемещаются салазки, а на них стол 1300 х 1120 мм, имеющий продольное (1090 мм) и поперечное (1000 мм) перемещение относительно оси шпинделя При необходимости столу сообщается вращательное движение. На левой стороне основания установлена задняя стойка с люнетом, служащим дополнительной опорой борштанги при расточке длинных отверстий. На планшайбе в радиальных направляющих смонтирован суппорт, обеспечивающий обработку резцом плоских торцовых поверхностей и выточек.

Рекомендуется использовать данный горизонтально-расточный станок для работ, выполняемых преимущественно с помощью радиального суппорта, а также допускающих проход шпинделя через растачиваемое отверстие. На этом станке можно растачивать отверстия большого диаметра, точить канавки, нарезать резьбу Широкий диапазон скоростей (у шпинделя от 12,5 до 2000 мин-1 — 23 скорости, у планшайбы от 8 до 200 мин-1 — 15 скоростей) позволяет обрабатывать цветные металлы (рис. 9) . Переключение скоростей шпинделя и планшайбы осуществляется однорукояточным механизмом с устройством, автоматически защищающим торцы зубцов от износа во время переключения Привод подачи постоянного тока позволяет изменять подачу во время резания без переключения каких-либо муфт или зубчатых колес и управлять тонкими и быстрыми установочными перемещениями рабочих органов посредством специального электрического устройства — оператора. Управление станком осуществляется с главного и вспомогательного пультов. Для перемещения всех рабочих органов станка вручную имеется центральный штурвал.

Рис. 9. Кинематическая схема горизонтально-расточного станка модели 2620В

При чистовой обработке зазоры в направляющих стола и бабки автоматически исключаются специальными пружинными устройствами. Блокируется и задняя стойка. Антифрикционные накладки в направляющих повышают плавность перемещения, уменьшают износ направляющих. Зажимы подвижных узлов однорукояточные централизованные.

Шпиндель и планшайба приводятся во вращение двухскоростным асинхронным двигателем. Изменение скорости вращения главного привода достигается переключением обмоток двигателя и двух тройных блоков зубчатых колес. Направление вращения изменяется реверсированием двигателя.

При включенной планшайбе вращается и расточный шпиндель со скоростью в 1,58 раза большей, чем планшайба. Переключение скоростей можно выполнять как при остановленном, так и при вращающемся вхолостую шпинделе.

Привод подач рабочих, медленных и установочных перемещений подвижных органов станка осуществляется от двигателя постоянного тока с диапазоном регулирования R = 1600.

В кинематической цепи суппорта планшайбы имеется планетарное устройство, обеспечивающее возможность перемещения суппорта во время вращения планшайбы. Осевое перемещение расточного шпинделя происходит от винтореечной передачи, расположенной в хвостовой части шпиндельной бабки. Для включения подачи надо отжать соответствующий орган, установить переключатель на него, установить нужную подачу и включить ее кнопкой.

На станке есть два пульта: стационарный и переносной. Стационарный пульт предназначен для управления станком с основного рабочего места, переносной используется в удаленных точках и имеет те же основные органы, что и стационарный. Станок снабжен навесными оптическими устройствами для отсчета координат бабки и стола в поперечном направлении, люнета задней стойки и углов поворота стола через 90° с точностью 0,02 мм на радиусе 500 мм.

Целые миллиметры отсчитываются указателем с риской по линейке. Десятые и сотые доли миллиметра отсчитываются по круговой шкале микроскопа.

Станок 2620В снабжен большим количеством разнообразных блокирующих устройств.

Возможность применения на горизонтально-расточных станках различных инструментов позволила широко оснастить их системами ЧПУ. Здесь пошли двумя путями: оснащали универсальные станки программным управлением и создавали на базе этих станков многооперационные обрабатывающие центры с магазинами инструментов большой емкости В первом случае позиционное программное управление обеспечивает перемещение исполнительных органов по трем координатам: X — поперечное перемещение стола; W — продольное перемещение стола; Y — вертикальное перемещение шпиндельной бабки. Во втором случае применяется еще и автоматическая смена инструментов Второй вариант модернизации горизонтально-расточных станков получил самое широкое распространение

Предназначение оборудования

Координатно-расточные станки призваны выполнять обработку отверстий со строгим соблюдением межцентровых расстояний между ними и ориентации относительно базовых поверхностей. Отсчет при этом происходит в прямоугольной системе координат без применения дополнительных средств направления инструмента. Применяются такие машины как в единичном, так и массовом производстве.

Основные работы на таких станках включают:

Система координат станков

сверление растачивание отверстий (черновое, чистовое);
обточку цилиндрических поверхностей с наружной стороны;
обработку торцов отверстий, а также их развертывание, зенкерование;
фрезерование плоских поверхностей;
формирование резьбы;
замер деталей.

Кроме этого оборудование позволяет высверливать отверстия в кондукторах и корпусных элементах, где важна предельная точность их взаимного расположения. Алмазно-расточные станки предназначены для расточки цилиндров, втулок, шатунов и других деталей двигателя.

Стандартная система координат станков

Кроме расточных работ, на станках можно выполнить разметку, контроль размеров, проверить межцентровые расстояния. Используя столы поворотной конструкции (идут комплектом к оборудованию), обрабатывают отверстия, расположение которых определяется полярной системой координат, а также отверстия наклонные и взаимно перпендикулярные.

Станки расточные оснащены устройствами отсчета на базе оптики. Это дает возможность производить отсчет в пределах целых и дробных частей координатного размера. Точность при этом, касаемо межцентровых расстояний, достигает порядка четырех тысячных миллиметра. Более точные устройства оборудованы системой цифрового отображения расстояния и позволяют оператору задавать координаты с точностью до 0,001 мм.

Расточное устройство

Изобретение относится к области машиностроения, инструментальной оснастке металлорежущих станков. Расточное устройство содержит трехкулачковый самоцентрирующийся токарный патрон, имеющий спирально-реечный механизм перемещения, в котором кулачки выполнены в виде резцедержателей, и малые конические колеса. Для удобства настройки оно снабжено дополнительным коническим колесом, установленным в корпусе патрона с возможностью вращения от указанных малых конических колес, и сопряженным с дополнительным коническим колесом по резьбе и установленным соосно с корпусом патрона винтом. При этом винт соединен с корпусом патрона посредством штифта и шпоночного паза с возможностью осевого перемещения при вращении дополнительного конического колеса и несет закрепляемую резцедержателями в настроенном на размер состоянии втулку с конической боковой поверхностью. 1 ил.

Известны расточные однорезцовые патроны [1], применяемые для обработки отверстий большого диаметра. Общим недостатком их является низкая производительность обработки, обусловленная малым припуском, срезаемым одним резцом.

Наиболее близким к данному изобретению является расточное устройство [2], основанное на конструкции трехкулачкового самоцентрирующего патрона по ГОСТ 2675-71, в котором кулачки заменены резцедержателями, имеющими базы для установки резцов определенной длины. Настройка на необходимый размер обработанного отверстия производится путем закрепления резцедержателями калиброванного вала соответствующего диаметра.Данное устройство [2] является прототипом изобретения:Прототип имеет следующие недостатки. Первый заключается в неубодстве настройки, выражающемся в том, что оператору необходимо при настройке на размер одной рукой придерживать калиброванный вал, а другой вращать ключ для его закрепления резцедержателями.Второй недостаток прототипа выражается в том, что он не позволяет производить настройку на обработку отверстий одного номинального размера, но с различными отклонениями: для каждого отверстия необходимо иметь калиброванный вал определенного paзмepa. Задача данного изобретения — обеспечить удобство настройки и возможность настройки на обработку отверстий с близкими размерами без замены вала, закрепленного резцедержателями.Указанная задача изобретения решается тем, что расточное устройство с трехкулачковым самоцентрирующимся токарным патроном, имеющим спирально-реечный механизм перемещения, в котором кулачки выполнены в виде резцедержателей, и малые конические колеса, снабжено дополнительным коническим колесом, установленным в корпусе патрона с возможностью вращения от указанных малых конических колес, и сопряженным с дополнительным коническим колесом по резьбе и установленным соосно с корпусом патрона винтом, при этом винт соединен с корпусом патрона посредством штифта и шпоночного паза с возможностью осевого перемещения при вращении дополнительного конического колеса и несет закрепляемую резцедержателями в настроенном на размер состоянии втулку с конической боковой поверхностью.На чертеже показан продольный разрез расточного устройства. Оно состоит из корпуса 1, в котором установлено с возможностью вращения колесо 2, на торцевой поверхности которого имеется резьба в виде спирали Архимеда, малого конического колеса 3, опирающегося на пружину сжатия 4, установленного с возможностью его вращения и осевого перемещения и занимающего в свободном состоянии наиболее удаленное от оси устройства положение, дополнительного зубчатого конического колеса 5, зацепляющегося с малым коническим колесом 3, при его наиболее близком положении к оси устройства, винта 6, соединенного с корпусом 1 посредством шпоночного паза и штифта 7 и сопряженного по резьбе с дополнительным зубчатым коническим колесом 5, установленным подвижно на корпусе 1. На переднем конце винта 6 между резцедержателями 9 установлена сменная втулка 8 с конической боковой поверхностью, имеющей шкалу размеров и закрепляемой в необходимом положении резцедержателями 9.Настройка на размер производится следующим образом.В соответствии с интервалом размеров, к которому относится номинальный размер обрабатываемого отверстия, на винт 6 устанавливают и закрепляют гайкой 10 втулку 8 необходимого размера. В гнездо малого конического колеса 3 вводят ключ, сжимая пружину 4, вводят его в зацеплении с дополнительным коническим колесом 5, вращают ключ, достигают необходимого осевого положения втулки 8, выводят из зацепления с колесом 5 малое коническое колесо 3, вращают ключом малое коническое колесо и колесо 2, закрепляют резцедержателями 9 втулку 8. Изобретение реализуется путем использования деталей, применяемых в машиностроении кулачковых токарных самоцентрирующихся патронов по ГОСТ 2675-71 со спирально-реечным механизмом перемещения кулачков. При этом кулачки заменяют резцедержателями, в корпусе делают отверстие для установки штифта 7, изготавливают хвостовик 11, винт 6, набор втулок 8, дополнительное зубчатое колесо 5, малое коническое зубчатое колесо 3, пружину 4 и производят сборку устройства.Технический результат достигается тем, что предлагаемое расточное устройство имеет дополнительное коническое колесо и расположенный соосно устройству винт, соединенные между собой резьбой так, что вращение дополнительного конического колеса обеспечивает осевое перемещение винта, на переднем конце которого установлена сменная коническая втулка, закрепляемая в необходимом осевом положении, обеспечивающем заданный размер настройки.Источники информации1. Пономарев В.Ф. Справочник токаря-расточника. — М.: Машиностроитель, 1969, с.284.2. Железнов Г.С., Сингеев С.А. Расточное устройство. Машиностроитель, 1977, № 12, с.42.

Формула изобретения

Расточное устройство с трехкулачковым самоцентрирующимся токарным патроном, имеющим спирально-реечный механизм перемещения, в котором кулачки выполнены в виде резцедержателей, и малые конические колеса, отличающееся тем, что оно снабжено дополнительным коническим колесом, установленным в корпусе патрона с возможностью вращения от указанных малых конических колес, и сопряженным с дополнительным коническим колесом по резьбе и установленным соосно с корпусом патрона винтом, при этом винт соединен с корпусом патрона посредством штифта и шпоночного паза с возможностью осевого перемещения при вращении дополнительного конического колеса и несет закрепляемую резцедержателями в настроенном на размер состоянии втулку с конической боковой поверхностью.

РИСУНКИ

Типы координатно-расточных станков

Координатный расточный станок представлен двумя основными типами конструкций: одностоечной и двухстоечной. Одностоечные модели снабжены крестовым столом, на котором закрепленная заготовка имеет возможность перемещаться по взаимно перпендикулярным линиям в горизонтальной плоскости. Подача обрабатывающего инструмента осуществляется за счет движения шпинделя по вертикали.

Габарит рабочего пространства координатно-расточного одностоечного станка

Двухстоечные станки также имеют стол для крепления заготовок. В этой модели стол перемещается на салазках по продольной линии между стойками, а расточная головка на шпинделе – по траверсе в продольном направлении. Шпиндель в этом случае тоже имеет возможность двигаться вдоль вертикали.

Станок координатно-расточный двухстоечный — габариты

В зависимости от уровня автоматизации, координатно-расточные станки бывают:

с наличием индикации и системы набора координат;
со встроенным ЧПУ;
с функцией автоматической смены инструментария и заготовок;
с функцией подключения к ЧПУ дополнительного оборудования, к примеру, поворотного стола.

Самый базовый параметр любых координатно-расточных станков – это диаметр шпинделя расточного. Чем он больше, тем крупнее станок по габаритным размерам.

Основные узлы шпинделя

Устройство алмазно-расточного станка

Схема горизонтального алмазно-расточного станка с гидроприводом подачи модели ОС-4750 показан на рис. 14. Станок состоит из станины, гидроцилиндра 4, гидрокоммуникации, бачка смазки направляющих, маслораспределителя, ролика приводного, привода левой стороны, моста 7, стола, гидропривода, устройства динамического торможения, электрошкафа и шпиндельных головок 5.

Рис. 14. Кинематическая схема алмазно-расточного станка с гидроприводом подачи: 1 — двигатель главного привода; 2, 3 — сменные шкивы главного привода; 4 — гидроцилиндр привода подачи; 5 — шпиндельная головка; 6 — борштанга; 7 — мост.

Коробки скоростей у станка нет, и привод главного движения состоит из электродвигателя 1 и клиноременной передачи. Скорость резания подбирается диаметрами шкивов 2 и 3. Расточная бор- штанга 6 своим фланцем крепится к шпинделю шпиндельной головки 5. В борштанге установлен расточный резец. Приспособление для закрепления заготовок установлено на мосту 7, получающем перемещение из исходного положения загрузки со скоростью подачи с помощью годроцилиндра 4. Величина подачи регулируется поворотом дросселя. Заготовка закрепляется в приспособлении осуществляется при помощи гидроцилиндра через систему рычагов

060

Спецприспособления и расточные головки

Резцы расточные с цилиндрическим хвостовиком для координатно-расточных станков с пластинами из твердого сплава

Координатный расточный станок выполняет обработку деталей при помощи всевозможных съемных режущих насадок. Сам резец представляет собой изделие, рабочая часть которого изготовлена из инструментальной стали. Элемент крепится в головке при помощи державки хвостовика.

Конструктивно держатель резца выполнен так, чтобы последний мог свободно перемещаться на специальном ползуне. С аппаратной частью координатно-расточного станка ползун связан через распределительную планку. При необходимости перемещения резца под воздействием управляющего сигнала срабатывает автоматический элемент в планке, после происходит сдвиг в ту или иную сторону шпиндельной бабки.

Еще одна операция, где применяют спецприспособление – изготовление матрицы для пресс-формы (растачивание). В качестве универсального инструмента выступает регулируемая головка. Этот элемент снабжен пазом для перемещения ползуна и регулятором-кольцом с нанесенной на него шкалой. Настройку (предварительную и точную) осуществляют механически при помощи двух винтов.

Классификация оборудования

Расточные агрегаты обладают некоторыми конструктивными особенностями. В зависимости от типа выполняемых работ оборудование может быть специализированным или универсальным.

Главный признак агрегатов подобного рода — шпиндель (может располагаться как в горизонтальном, так и в вертикальном положении), с помощью которого приводится в движение осевая подача. Так как оборудование приспособлено под выполнение разных задач, то зачастую заготовка проходит полный цикл обработки. Важно, что изделие не нужно перемещать между несколькими станками.

Потому установки для растачивания пользуются особым спросом в отрасли машиностроения, где существует острая необходимость в постоянной сложной обработке деталей. Главная характеристика, влияющая на уровень производительности — сечение шпинделя. В нем фиксируется рабочий инструмент.

Модели одностоечных станков

Во всех современных моделях расточных агрегатов присутствует стол прямоугольной формы с возможностью перемещения в горизонтальной плоскости по двум направлениям – продольно и поперечно. Управление движением стола осуществляется электрическими моторами с точным регулированием хода в широком диапазоне режимов.

Координатный расточный станок 2Е450А (аналог устаревшей модели – 2Д450)

Это оборудование призвано обрабатывать отверстия с расположением осей в предельной точности. Установку размеров проводят в прямоугольной координатной системе. Комплектуется станок поворотным столом для работы с деталями в полярной системе координат. Устройства отсчета собраны на оптике, позволяющей производить отсчет целых и дробных частей координатной величины.

Координатно-расточный станок 2Д450

Станок позволяет делать:

Сверловку отверстий;
Фрезерование чистовое;
Контроль линейных размеров, расстояний межцентровых и разметку;
Нарезку резьбы;
Операции с наклонными отверстиями и расположенными взаимно перпендикулярно;
Проточку плоскостей торцевых.

Координатный расточный прецизионный станок 2431

Сверхточный универсальный станок для работы в системе координат при помощи оптической оснастки. Способен обрабатывать детали весом до четверти тонны, производить с ними чистовые операции, обеспечивая предельную точность расстояний между отверстиями и поверхностями, которые обрабатываются. Станки задействованы в радиотехнической, приборостроительной, часовой сферах, в инструментальных цехах.

На оборудовании можно отверстия:

Сверлить;
Рассверливать;
Растачивать;
Развертывать.

А также подрезать торцы, точно размечать шаблоны, осуществлять контроль над линейными размерами и межцентровыми расстояниями.

Станок координатный расточный с УЧПУ – 2440СФ4

Одностоечный вертикальный многоцелевой агрегат для обработки деталей средней величины. Он рассчитан для выполнения работ в единичном и серийном производстве. На станке можно изготавливать инструменты контрольно-измерительные, образцы эталонные, а также выполнять точные замеры.

К базовой модели можно установить дополнительное оборудование, управляемое ЧПУ:

Магазин инструментария с системой замены инструмента автоматическим режимом;
Поворотный стол, кантуемый накладной;
Головку шлифовальную универсального образца.

Двухстоечный координатный расточный станок (модель 2455АФ10)

Агрегат представляет собой координатно-расточную и измерительную машину, широко используемую в промышленности. Возможности при работе с матрицами, кондукторами и прессформами:

Сверловка отверстий;
Зенкерование;
Развертывание;
Растачивание.

Помимо этого, можно выполнять чистовое, получистовое фрезерование фигурных контуров и плоских поверхностей. При модификации оборудования поворотным столом плоской либо универсальной конструкции доступно измерение угловых координат. За счет мощной опоры станок обладает повышенной прочностью, жесткостью и малым температурным коэффициентом расширения, что обеспечивает более точную обработку изделий.

Компоновка металлорежущих станков

Главная » Статьи » Профессионально о металлообработке » Металлорежущие станки

Рекомендуем приобрести:

Установки для автоматической сварки продольных швов обечаек — в наличии на складе!

Высокая производительность, удобство, простота в управлении и надежность в эксплуатации.

Сварочные экраны и защитные шторки — в наличии на складе!

Защита от излучения при сварке и резке. Большой выбор. Доставка по всей России!

Металлорежущие станки разнообразнее любых других технологических машин. Их различают по технологическому назначению и режущим инструментам, по размерам и типовым разновидностям, по системам управления и степени автоматизации и, кроме того, по компоновкам. Разнообразие компоновок является следствием не только множества технологических задач, размеров и форм обрабатываемых деталей, но и развития конструкций станков и способов обработки, причем в самом относительном характере движения формообразования заключено многообразие возможных вариантов движений заготовки и инструментов, а следовательно, и компоновок станков.

Особенно разнообразны компоновки специальных станков, однако типаж универсальных станков тоже непрерывно пополняется станками с новыми компоновками, существенно отличающимися от традиционных.

Традиционные компоновки фрезерных, расточных, токарных и других универсальных станков прошли долгий путь совершенствования в связи с необходимостью использования новых инструментов, расширения универсальности, повышения жесткости в связи с интенсификацией режимов резания.

Формирование современных компоновок станков не было равномерным и одновременным, как и развитие режущих инструментов. Ранее других оформилась компоновка токарного станка. Некоторые особенности современных компоновок расточных, фрезерных и других станков можно видеть в станках, построенных еще в первой половине XIX в.

Есть основания считать, что формирование структуры компоновок большинства современных универсальных станков завершилось к началу XX в., а в дальнейшем происходило только их усовершенствование. Ряд новых компоновок универсальных станков появился во второй и третьей четвертях нынешнего века. Например, появились фрезерные станки, компоновки которых позволили им успешно конкурировать с традиционными консольно-фрезерными станками. Быстро распространяются токарные полуавтоматы с новыми компоновками, а с развитием программного управления появились сверлильные станки с крестовыми столами и т. д.

Дальнейшее развитие компоновок универсальных станков связано с появлением многооперационных станков (обрабатывающих центров).

Предпринятый многими организациями и фирмами поиск привел к появлению большого числа совершенно новых компоновок, наиболее полно отвечающих условиям выполнения на одном станке различных операций. Однако качество этих компоновок еще требует соответствующего анализа.

Повышение требований к качеству станков в связи с общим повышением точности в машиностроении, изготовлением деталей из труднообрабатываемых сплавов, появлением новых инструментальных материалов, а также совершенствование программного управления заставляет искать пути повышения качества компоновок как важного слагаемого качества станков.

Вместе с тем применение в станках раздельных приводов, в том числе с программным управлением, внедрение направляющих качения, гидростатических направляющих и других элементов конструкций открывает широкие возможности совершенствования традиционных и создания новых компоновок.

Задача интенсификации производственных процессов и повышения качества промышленных изделий применительно к металлорежущим станкам должна решаться комплексно с учетом всех возможных факторов, в том числе такого важного фактора, каким являются компоновки станков. Наука о металлорежущих станках (станковедение)

благодаря работам ряда советских ученых получила глубокое развитие и в значительной мере способствует повышению технического уровня отечественных станков. Благодаря работам известных ученых — академика В. И. Дикушина, заслуженных деятелей науки и техники РСФСР д-ров техн. наук проф. Н. С. Ачеркана и Д. Н. Решетова, д-ра техн. наук проф. В. А. Кудинова и других — советское станкостроение располагает обширным фондом научных материалов по конструированию станков. Кинематика резания на станках исследована д-ром техн. наук проф. Г. И. Грановским, а учение о кинематической структуре станков развито в трудах проф. Н. С. Ачеркана, проф. Г. М. Головина и д-ра техн. наук проф. А. А. Федотенка.

В литературе мало работ, посвященных вопросам компоновок станков. В науке о металлорежущих станках имеется недостаточно исследованная область, касающаяся одной из самых ответственных стадий проектирования станков — стадии построения компоновки. Эту стадию эскизного проектирования выполняют наиболее квалифицированные конструкторы, которые руководствуются в основном опытом и интуицией. Отставание в разработке теории компоновок металлорежущих станков имеет свои причины. Первая причина — взгляд на основные компоновки универсальных станков как на нечто незыблемое, само собой разумеющееся, не подлежащее изменению. Этот взгляд основан на традициях. Вторая причина заключается в отсутствии языка исследований — способа обозначения любых компоновок. Существующая система обозначения моделей универсальных и специальных станков преследует другие цели и в качестве языка исследования компоновок не может быть использована.

Третья причина заключается в сложности и многогранности вопросов, возникающих при обосновании построения компоновки, в трудности формализации многих интуитивных представлений, которыми руководствуются при этом ведущие конструкторы, руководители бюро и главные конструкторы СКВ и заводов. Вместе с тем эта причина в отечественном станкостроении диктует необходимость формализации проектирования с последующей автоматизацией его с помощью ЭВМ.

Еще одна причина заключается в известной неопределенности и неоднозначности самого понятия компоновки станка. Это понятие часто ассоциируется с технологической схемой построения станка, кинематической структурой, несущей системой, наконец, просто с конструкцией станка. Между тем компоновка категория, соответствующая определенной стадии эскизного проектирования, следующей за разработкой технологической схемы и обоснованием технических характеристик. Она предшествует разработке конструкции узлов.

Отражая кинематическую структуру станка, компоновка не подменяет последнюю и требует при построении решения вопросов, выходящих за пределы кинематики. В зависимости от сложности и других особенностей кинематики станка построение компоновки выполняют до или после разработки кинематической схемы.

Компоновка

— понятие более емкое, чем несущая система станка, которая является только физическим остовом компоновки, поддерживающим направляющие. Понятия структуры, универсальности, типа компоновки не совмещаются с понятием несущей системы. В то же время, когда идет речь о жесткости компоновки, подразумевают именно жесткость несущей системы, следовательно, эти понятия, не являясь однозначными, дополняют друг друга.
Компоновка
— это система расположения узлов и управляющих станка, отличающаяся структурой, пропорциями и свойствами.Станки с различными конструкциями узлов (сборочных единиц) могут иметь одинаковые компоновки, и, наоборот, станки с одинаковыми конструкциями основных узлов (например, с агрегатными силовыми головками) могут иметь различные компоновки. Поэтому понятия конструкции и компоновки не следует отождествлять. Более того, в целях повышения качества станка на всех этапах его проектирования необходимо, чтобы на стадии построения компоновки были бы выделены и проанализированы чисто компоновочные факторы качества. Для этого факторы, относящиеся к компоновке, должны быть по возможности отделены от факторов, связанных с последующей разработкой конструкции узлов.

Полное разграничение компоновки и конструкции не требуется и не представляется возможным, хотя бы потому, что при построении компоновки и выполнении соответствующих расчетов необходимы некоторые данные о типе и конструкции направляющих, а некоторые привязочные размеры определяются только в результате эскизной конструкционной проработкой. Тем не менее выделение компоновочных факторов и сознательное оперирование ими дает возможность конструктору дополнительно влиять на качество проектируемого станка. Как отождествление, так и противопоставление компоновки и конструкции при этом нежелательно. Таким образом, понятие компоновки станка имеет самостоятельное значение и может быть предметом особого исследования.

Построение компоновки станка имеет свои последовательные ступени, или этапы. Основополагающим этапом является разработка технологической схемы построения станка, когда в соответствии с технологической задачей определяют необходимый состав рабочих и установочных движений, число шпинделей, степень универсальности станка, форму (параллельная или последовательная) централизации обработки, число рабочих и загрузочных позиций и т. д. Результатом этого этапа является схема, которая может быть названа технологической компоновкой.

Технологическим компоновкам посвящен ряд фундаментальных исследований и монографий.

Последующими этапами построения компоновки станка являются координатная компоновка, раскрывающая состав и порядок сочетания координатных движений в станке; базовая компоновка, определяющая тип станка по разновидностям базовых узлов и другим признакам; конструкционная компоновка, уточняющая конструктивное исполнение и некоторые другие особенности компоновки. Далее ступенями уточнения компоновки являются также уже конкретные типоразмер и модель станка, с которыми связано определение всех основных размеров, конструкции и технологических возможностей станка.

Теория координатной, базовой и конструкционной компоновок, так же как теория размерных пропорций компоновки, пока не разработана. Имеется существенный разрыв между научными знаниями по теории технологических компоновок и научно обоснованными методами расчета и проектирования кинематических цепей, сборочных единиц и деталей станков. Восполнить этот разрыв могла бы теория компоновок — компонетика станков.

Теория компоновок могла бы оказать существенную помощь конструкторам на самой ответственной стадии проектирования и в конечном счете содействовать повышению качества станков. Эта теория смогла бы ответить на вопрос, является ли фатальной неизбежностью бесконечный рост типажа станков, указать пути совершенствования компоновок проектируемых станков и области оптимального использования существующих компоновок, ответить на многие другие вопросы, связанные с задачами интенсификации производства и повышения качества изделий. Одной из конечных целей теории компоновок может стать автоматизация проектирования компоновок с помощью ЭВМ.

Создание теории компоновок металлорежущих станков требует усилий многих людей и значительного времени. Первоочередными задачами в создании теории компоновок являются, по-видимому, разработка языка исследований и определение, компоновочных факторов качества. Первая задача предусматривает нахождение такого способа записи любых компоновок станков, который имел бы структурную основу и некоторые математические свойства, это позволило бы использовать такого рода язык не только для обозначения компоновок, но и в качестве инструмента исследований. Без этого нельзя анализировать различные структуры компоновок, исследовать совокупность уже существующих и возможность появления новых компоновок. Вторая задача — выделения компоновочных факторов качества — связана с необходимостью сравнения компоновок и повышения их качества. Отчетливое выделение и количественное выражение компоновочных факторов необходимы при расчетах компоновки в целях анализа влияния этих факторов на статические и динамические характеристики качества, а также в целях оперирования ими при оптимизации размеров и пропорций компоновки. Формализация компоновочных факторов могла бы стать существенным шагом к автоматизации проектирования компоновок.

Несмотря на существенное различие, эти две задачи не являются несовместимыми. Компоновочные факторы качества могут содержаться в самой структуре компоновки, а проявление структурных свойств зависит, в свою очередь, от реализации компоновочных факторов. Поэтому решения обеих задач призваны дополнять друг друга.

Врагов Ю.Д. «Анализ компоновок металлорежущих станков»

Назначение и классификация сверлильных и расточных станков

Основные типы сверлильно-расточных станков: вертикально-сверлильные одно- и многошпиндельные (рис. 2); радиально-сверлильные (рис. 3); горизонтально-сверлильные для глубокого сверления (рис. 4, а) и горизонтально-центровальные (рис. 4, б).

Сверлильно-расточные станки по классификатору отнесены ко второй группе, внутри которой их делят на следующие типы: 1 — вертикально-сверлильные; 2 — одношпиндельные полуавтоматы; 3 — многошпиндельные полуавтоматы; 4 — координатно-расточные; 5 — радиально-сверлильные; 6 — горизонтально-расточные; 7 — алмазно-расточные; 8 — горизонтально-сверлильные; 9 — разные сверлильные.

Сверлильные станки предназначены для выполнения следующих работ: • сверление сквозных и глухих отверстий (рис. 1, а), при этом обеспечивается возможность получения параметра шероховатости поверхности не ниже 12—13 квалитета и Ra = 6,3…15 мкм; • рассверливание отверстий — увеличение диаметра спиральным сверлом (рис. 1, б);

• зенкерование, позволяющее получить более высокий квалитет и меньшее значение параметра шероховатости поверхности отверстий по сравнению со сверлением (рис. 1, в) — точность 11…13 квалитет, Ra= 10…15 мкм;

• растачивание отверстий, осуществляемое резцом на сверлильном станке (рис. 1, г);

• зенкование, выполняемое для получения у отверстий цилиндрических и конических углублений и фасок под головки болтов и винтов (рис. 1, д);

• развертывание отверстий, применяемое для получения необходимых параметров точности (7…11 квалитет) и шероховатости (Ro= 1,25…5 мкм) (рис. 1, е);

• выглаживание, производимое специальными роликовыми оправками, или развальцовывание, имеющее назначение уплотнения — сглаживания гребешков на поверхности отверстия после развертывания деталей из дюралюминия, электрона и др. (рис. 1, ж);

Рис. 1. Работы, выполняемые на сверлильных станках: а — сверление отверстий; б — рассверливание; в — зенкерование; г — растачивание; д — зенкование; е — развертывание; ж — выглаживание; з — нарезание внутренней резьбы; и —цекование

• нарезание внутренней резьбы метчиком (рис. 1, з); при использовании комбинированного инструмента получают сложные поверхности;

• цекование — подрезание торцов наружных и внутренних приливов и бобышек (рис. 1, и).

Этими видами работ не исчерпываются возможности сверлильных станков, на них выполняют и другие операции.

При сверлении основными режимами резания являются: подача s; скорость резания V= πDn/1000, м/с (где D — диаметр инструмента, мм, п — частота вращения инструмента, с-1); глубина резания t= 0,5D при сверлении и t= 0,5(D-d) при рассверливании, зенкеровании, развертывании, d — первоначальный диаметр.

Рис. 2. Компоновки вертикально-сверлильных станков (А — одношпиндельных; Б — многошпиндельных): а — настольного; б — средних размеров на коробчатой основе; в — средних размеров на круглой основе; г — тяжелого; д — станки с постоянными шпинделями, имеющими одну общую станину; е — станки с переставными шарнирно-соединенными шпинделями

Подача — перемещение сверла вдоль оси за один его оборот (или за один оборот заготовки, если она вращается). Различают следующие виды подачи: s0 — на один оборот сверла, мм/об; 5 — минутная подача, мм/мин.

Рис. 3. Типы радиально-сверлильных станков: a — стационарный общего назначения; б — с колонной, перемещающейся по направляющим станины; в — передвижной по рельсам; г — переносной

Рис. 4. Компоновка станков для глубокого сверления: a — горизонтально-сверлильный станок для сверления вращающихся деталей; б — горизонтально-сверлильный станок для сверления неподвижных деталей

Эти виды подач связаны между собой соотношениями:

s = s0n60.

Станкостроительные заводы выпускают кроме сверлильных станков, изготовляемых серийно, много специальных станков. Эти станки, как правило, обозначают условными заводскими номерами.