4) Сложный рабочий цикл.

Характерный для нестандартных видов обработки, требующих сочетание предыдущих трёх схем (сверление отверстий с периодическим отводом).

БП РП1

Характеризует сложное применяемое

БО1 оборудование и применяется по

РП2 необходимости.

БО2

РП3

БО

В3. Эффективность и автоматизация, современное состояние и пути развития в связи с особенностью серийного производства.

1. Увеличивается производительность механообработки и сборки за счёт сокращения и .

2. Обеспечивается уменьшение трудоёмкости обработки детали.

3. Увеличивается качество и однородность продукции за счёт исключения субъективного фактора и влияние самого рабочего, т.к. точность обработки зависит от настройки станков.

4. Сокращение занимаемых производственных площадей, т.к. уменьшаются проходы между станками за счёт расположения транспортёров над станками.

5. Уменьшение себестоимости продукции за счёт экономии по зарплате высвобождающихся рабочих.

6. Улучшение условий труда путём исключения трудоёмких операций ранее выполняемых в ручную.

Все выше перечисленные факторы являются целью мероприятий по автоматизации. К задачам автоматизации дополнительно относятся: автома­тизация транспортирования деталей, их контроль, складирование и т.п.

В настоящее время в машиностроении автоматизация получила наи­большее распространение прежде всего в крупносерийном и массовом произ­водстве ( автомобиле- тракторостроение и т.д.). Последнее можно объяснить: относительной простотой оборудования, практически неизменной конструкцией деталей и постоянством применяемой оснастки и инструмента.

В значительной степени отстаёт автоматизация мелко- и среднесерий­ного производства вследствие его особенностей. Индивидуальное или еди­ничное производство вообще не является на сегодняшний день объектом ав­томатизации. Значительные сложности при автоматизации представляет сбо­рочное производство, а именно:

1 - непостоянство формы и размеров деталей, поступающих на сборку (уплотнения и т.д.).

2 - Чрезвычайно большое разнообразие деталей, входящих в изделие, это диктует необходимость проектирования большого числа устройств и роботов.

3 - Требуется очень высокая точность ориентации деталей перед их соединением.

4 - Недостаточная производительность существующих видов оборудования, которое не может конкурировать с рабочим-сборщиком.

Современное производство большей частью (75 - 80%) является се­рийным производством. На процесс автоматизации в этих условиях влияют следующие факторы:

А - частая сменяемость деталей и конструкций изделия;

Б - постоянно сокращаются сроки выпуска этих деталей с одновре­менным увеличением номенклатуры.

Номенклатура - Количество типоразмеров деталей, проходящих через данную автоматическую линию.

В - Постоянно увеличивающиеся требования по точности деталей и качеству их обработки;

Г - Очень малая доля основного технологического времени в общем производственном цикле производства данной детали.

Рисунок 2 - Диаграмма распределения времени обработки

Т3=Т2/3

Т1 - время всего производственного цикла получения деталей;

Т2 = Т1 • 0,05 - среднее время нахождения детали на станке. Остальное время расходуется на ожидание деталью очереди на обработку, транс­портировку, контроль и т.п. вспомогательные операции;

ТЗ = Т2 / 3 - время непосредственно затрачиваемое на обработку детали, т.е. на изменение размеров и формы поверхностей, их взаимного расположения и их механических свойств. Остальное время идёт на загрузку и разгрузку детали на станок, на контроль без снятия детали со станка, на время управления станком и т.д.

Вывод: в современном производстве объектом автоматизации могут служить не только основные технологические операции, но и все перечис­ленные вспомогательные операции. Причина - время ТЗ уже предельно со­кращено и большого выигрыша при сокращении времени не даёт.

Проблемы препятствующие автоматизации производства:

• Развитие серийного производства усложняет процесс автоматизации, т.к. в производстве встречаются детали самых разнообразных размеров и форм; производство становится новономенклатурным, требуется универсальное переналаживаемое оборудование.

• Постоянно увеличиваются требования по точности обработки, качеству деталей.

• В производстве встречаются детали не имеющие постоянной формы.

• Необходимо обеспечивать достаточно высокую производительность оборудования, которая была бы выше чем производительность рабочего.

Малая доля основного технологического времени в общем производственном цикле производства деталей.

В-4 Актуальность разработки ГПС.

Основным направлением автоматизации серийного производства яв­ляется создание ГПС. Их особенность в том, что это системы, состоящие из основного технологического оборудования и комплекта вспомогательного оборудования, а также переналаживаемой оснастки, объединенное общей сис­темой управления и предназначенное для получения деталей заданной но­менклатуры в заданном объеме выпуска в заданные сроки и требуемого каче­ства. Среди ГПС выделяют две разновидности:

1 – ГАЛ – несколько единиц технологического оборудования (стан­ков) расположенных и связанных между собой транспортными устройствами строго в порядке выполнения операций.

+ Относительная простота конструкции таких линий.

+ Применяется переналадка станков на различные детали, что обеспе­чивает «гибкость» данной линии.

– Нет возможности изменить порядок обработки деталей на станках (низкая «маршрутная гибкость»)

Ст.№1

Ст.№2

Ст.№n

2-ГАУ–в этом случае станки расположены произвольно к мар­шруту обработки детали.

Ст. №1

Ст.№2

Ст.№ n

+ Возможность изменить порядок использования оборудования ( вы­сокая «маршрутная гибкость»). Этим достигается наиболее полная загрузка оборудования, а критерием выбора маршрута является минимальная перена­ладка станка.

– Большая занимаемая площадь (из – за )транспортных систем).

• Более сложные и дорогие транспортные средства (устройства).

В основе применяемого технологического оборудования для ГПС ле­жат станки с ЧПУ и промышленные роботы. Существуют более простые раз­новидности ГПС:

ГПМ – гибкий производственный модуль – одна единица технологи­ческого оборудования (многоцелевой станок), оснащённая устройством за­грузки и разгрузки деталей (промышленный робот), и имеется накопитель для заготовок (не большой ёмкости), комплект режущего инструмента (рас­положенный в магазине станка), необходимая оснастка (приспособления), контрольно-измерительные механизмы и устройства, устройства диагно­стики самого оборудования, общая единая система управления.РТК – роботизированный технологический комплекс – одна единица промышленного робота, выполняющего основную технологическую опера­цию (сборка, сварка, зачистка и др. операции по виду инструмента), для этого он дополнительно оснащается: питателем заготовок, приспособлениями, за­хватным устройством, дополнительно ориентирующими механизмами, тре­буемым инструментом, общей системой управления (для этих функций чаще всего используют дополнительные «технологические» каналы системы управления роботом).

В-5 Основные количественные характеристики автоматизированных техпроцессов. Производительность механической обработки и сборки.

Для количественной оценки любого автоматизированного производ­ства в настоящее время применяют понятие производительности.

Производительность – этот показатель определяет целесообразность проведения автоматизации и служит основой для сравнения с существую­щими вариантами производства. Количественно он выражается как число де­талей, выпускаемых в единицу времени на данной автоматической линии или на ГПС. Вследствие того, что проект автоматизации производства является сложным и многоступенчатым, то производительность рассчитывают в не­скольких формах на различных этапах проектирования.

А – Qо – ожидаемая производительность (цикловая). Она учитывает затраты времени, входящие в рабочий цикл данного оборудования и является обратно пропорциональной длительности рабочего цикла, т.к. в условиях се­рийного переналаживаемого производства на одном и том же оборудовании ведут изготовление различных деталей, то в формулах берут средние значе­ния рабочих циклов.

1 1

Q_o = ---- = ---------------- ,

Т_ц ( t_о(м) + t_в ) _ср

где t_о(м) – машинное время на изготовление определённой детали, берется из разработанных техпроцессов, мин;

t_в – вспомогательное неперекрываемое время, входящее в рабочий цикл берётся из нормативов, мин.

Данная формула применяется после разработки техпроцессов, но до изготовления оборудования в металле.

Б – Технологическая производительность.

1

Q_т = ----------------------------- ,

( t_о(м) + t_в ) _ср + t_пл +t_н

где t_пл – внецикловые затраты времени, связанные с простоем обору­дования на плановые и периодические ремонты, переналадку, обслуживание. Берётся из соответствующих нормативов на данное оборудование.

t_н – затраты времени, связанные с простоем оборудования из – за его недостаточной надёжности. Данная величина является случайной, так как нельзя заранее предсказать суммарное время простоя в течение месяца. Её берут на основании статистики, полученной в результате опытной эксплуа­тации автоматической линии, данные заимствованные из опыта эксплуатации аналогичного оборудования на соседнем предприятии, можно ориентиро­ваться на данные технического паспорта на данное оборудование, где ука­зана наработка до отказа или средняя наработка на отказ.

В данной формуле учитываются как цикловые, так и внецикловые потери времени, по этому данная производительность является точной. Фор­мула используется после изготовления в металле данной линии и пробной её эксплуатации в течение месяца.

В – Фактическая производительность.

1

Q_т = ----------------------------------- , (6)

( t_о(м) + t_в ) _ср + t_пл + t_н + t_орг

где t_орг – затраты времени по организационным причинам (несвоевре­менная подача заготовок, отсутствие энергоносителя).

Данная формула учитывает все виды затрат. Формула используется для готовой и действующей автоматической линии и ГПС по данным, соб­ранным примерно за 1 год работы.

С целю учёта затрат времени на плановое обслуживание, на восста­новление работоспособности и учёта организационных причин, на автомати­ческих линиях и ГПС ведутся особые журналы. Особенно важно это бывает в отношении времени t _н , так как в этом случае выявляются технические недоработки и даются рекомендации по их устранению.

В-6 Гибкость как основная характеристика серийного автоматизированного производства. Виды и методика расчёта.

Понятие «Гибкость» характерно для многономенклатурного произ­водства, то есть серийного.

Гибкость – соответствие разрабатываемой станочной системы требо­ваниям указанного производства, при этом существует несколько видов гиб­кости:

Машинная гибкость – способность системы продолжать обработку при отказе некоторых элементов;

Структурная гибкость – способность к наращиванию структуры, тоесть к увеличению числа станков данной линии, либо к уменьшению, без какой либо существенной модернизации;

Номенклатурная гибкость – способность системы к обработке различ­ных типов деталей входящих в номенклатуру;

Маршрутная гибкость – возможность обеспечения изменения мар­шрута движения детали по данному участку или цеху без изменения мар­шрутной технологии;

Технологическая гибкость – это способность станочной системы про­изводить обработку деталей в заданном объеме, с требуемой точностью, в ус­тановленные производственные сроки и различными технологическими ме­тодами.

Количественно технологическая гибкость может быть определена с помощю двух показателей:

1 – Индекс гибкости.

Н ∙ к

Иг = ----------- , (7)

n ∙ 100

где Н – номенклатура или чило их типоразмеров, которые предназна­чены для обработки на данной ГПС или автоматической линии;

к – коэффициент обновления – доля деталей (выраженная в % к номенклатуре) , которые могут быть обработаны на данной линии, дополнительно, без её существенной модернизации;

n – средний размер партии деталей (количество деталей в партии).

Данный анализ необходим для выбора наиболее перспективного варианта проэкта, так как разработка сложных станочных систем всегда идёт по нескольким вариантам. Выбор варианта производится по максимальному значению индекса гибкости, данный вариант берётся за основу для последующей проработки, а все остальные отбрасываются.

2 – Непосредственно технологическая гибкость.

t_o 1

Г = --------- ( 1 – ---), (8)

t_o + t_п Н

где t_o – усреднённое значение основного времени обработки;

t_п – среднее время переналадки данного оборудования с одной детали на другую;

Н – число типоразмеров (номенклатура).

Если индекс гибкости является ориентировочной величиной, то технологическая гибкость является уточнённой величиной и определяется после разработки техпроцессов. На основании анализа по гибкости, аналогично индексу гибкости, выбирается вариант под последующую конструкторскую проработку, а именно: выбор применяемого оборудования, компоновочные решения, построение схемы управления, проектирование специальных транспортных средств, оснастки, специального режущего инструмента.

В-9 Связь видов производства и применяемого технологического оборудования. Разновидности оборудования, применяемого в автоматизированном производстве.

1 – Обычные универсальные станки. Применяются в случае если уже имеются в производстве подлежащем автоматизации, при этом они имеют ряд недостатков:

“–“ требуется существенная модернизация станка (обеспечение автоматического цикла работы, разработка специальных загрузочных устройств);

“–“ используются не все имеющиеся подачи и числа оборотов шпинделя.

По указанным причинам этот вид оборудования в настоящее время не применяется.

2 – Специальные станки-автоматы, разрабатываются под конкретную деталь, применяются или автономно или в составе ЖАЛ (жёсткая автоматическая линия). Обладают весьма высокой производительностью и разрабатываются чаще всего на предприятии, где будут использоваться.

“–“ невозможность переналадки станка на какую либо другую деталь даже при изменении только одного размера.

3 – Специализированные станки для автоматизированного производства пир изготовлении сходных между собой деталей (обработка группы зубчатых колёс). Находят применение в рамках серийного производства. Являются достаточно распространенными.

4 – Агрегатные станки. До настоящего времени находят широкое применение в производстве (смотри материал ниже).

5– Металлорежущие станки с ЧПУ. Получили развитие сравнительно недавно, обладают высокой технологической гибкостью, т.е. можно вести обработку на разных режимах, различными инструментами и т.д. Они являются основными при разработке ГПС различного уровня сложности (начиная от ГПМ и выше).

Особой гибкостью и широкими технологическими возможностями обладают станки типа “обрабатывающий центр” или “многооперационные станки” (МС).

“+” наличие комплекта инструмента, необходимого для данной операции, находящегося в магазине станка, который может меняться по программе.

«+» имеется устройство для программирования обработки, кроме того предусматривается возможность автоматической смены детали, с использованием приспособление - спутник.

Область применения этого оборудования – мелко- и среднесерийное производство, реже крупносерийное, недолжны использоваться в массовом производстве (в этом случае не будут реализованы все его тех. возможности).

где Nг – годовая программа выпуска конкретных деталей;

Н – номенклатура;

Q – производительность;

Г – гибкость;

nст – потребное количество станков.

Данный вид производства не является объектом автоматизации. Установлено, что для мелкосерийного производства рекомендуются станки с ЧПУ, для среднесерийного – ГПС, для крупносерийного – ГПМ. В серийном производстве от мелкосерийного до крупносерийного используют агрегатные станки.

Показатели Q и Г находятся в противоречии между собой, если говорить о серийном производстве, то здесь перед разработчиком средств автоматизации возникает дополнительная задача выбора оптимального варианта того и другого показателя, т.к. их максимальные значения обеспечить одновременно невозможно.

В-10 Агрегатирование как одно из направлений повышения эффективности автоматизации, его сущность и преимущества.

Особым методом создания оборудования в автоматизированном производстве является метод агрегатирования. Он используется при создании агрегатных станков, автоматических линий и т.п. видов оборудования. Онже послужил основой для модульного метода, который применяется в последнее время для разработки промышленных роботов и станков с ЧПУ.

Метод агрегатирования заключается в создании технологического оборудования из готовых отдельных узлов, называемых «агрегаты». Агрегаты изготавливаются на специализированных заводах по хорошо отработанной технологии и поставляются по специальным заказам. Заказ формирует технолог под конкретную деталь и под конкретный техпроцесс. Указанные узлы (агрегаты) в настоящее время нормализованы (унифицированы) и сведены в специальные каталоги. Положительные моменты агрегатирования:

«+» существенно сокращаются сроки подготовки производства из – за сокращения сроков проектирования и изготовления (простая сборка станка и его отладка);

«+» удешевление применяемого оборудования;

«+» повышение точности обработки деталей, а также стабилдьность размеров и качества обработки за счёт исходной точности поступающих узлов;

«+» возможность многократного использования этих узлов в различных компановках станков при переходе на другие обрабатываемые детали;

«+» указанные узлы легко обьединяются и управляются в станке.

Задачей технолога является обоснованный выбор того или иного узла, по этому он должен учитывать следующие факторы:

1. Назначение выбираемого узла:

а – узлы для обеспечения подачи инструмента;

б - узлы для обеспечения главного движения (вращение инструмента). Главное движение и движение подачи может обеспечивать унифицированный узел – агрегатная силовая головка;

в – вспомогательные узлы (станины станков, столы, стойки).

2 – Отдельными видами таких унифицированных узлов служат гидро- или пневмораспределители для зажима детали в приспособлениях станка. Встречаются насадки для выполнения фрезерных работ, изменяющие положение оси вращения инструмента на 90⁰ по отношению к оси вращения шпинделя силовой головки. Существует ещё один вид узлов – накладные кондукторы, применяемые для:

• сверления мелких отверстий диаметром меньше 3 мм.

• при сверлении отверстий в цилиндрической детали во избежание их увода и поломки сверла.

В-11Агрегатные станки, их устройство и порядок работы.

Агрегатные станки - это особый вид автоматизированного технологического оборудования. Главной особенностью которого, является наличие в их конструкции унифицированных узлов и агрегатов, при этом большая часть узлов унифицирована. Прежде всего, это узлы, обеспечивающие главное движение, а также подачу. Кроме того , узлы , обеспечивающие перемещение обрабатываемых деталей (столы).

Технологические возможности станков позволяют выполнять следующие виды обработки: сверление отверстий, развёртывание, зенкерование, нарезание резьбы метчиками и плашками, токарная обработка (растачивание отверстий, выполнение канавок в отверстиях, а так же наружное обтачивание, но на небольшой длине), различные виды фрезерования (концевыми, дисковыми или торцевыми фрезами) с помощью специальных фрезерных насадок. Кроме того, агрегатные станки, позволяют выполнить несложные сборочные операции: запрессовка втулок штифтов и т.д.

Для агрегатных станков характерны 2 режима работы:

- автоматический режим, применяемый когда цикл обработки достаточно велик по сравнению со временем загрузки деталей (5 – 7 секунд и более);

• полуавтоматический, применяется по мере необходимости:

• когда обрабатывается сложная деталь, требующая особой выверки;

• когда длительность рабочего цикла мала по сравнению со временем загрузки деталей.

В настоящее время разработаны две основные компоновки станков:

1 – Станки с круглым поворотным столом. В основе работы станка лежит использование многопозиционных поворотных столов, в каждой позиции стола (за исключением вспомогательной – загрузочной) размещаются силовые агрегатные головки по принципу: максимальное количество агрегатных головок в каждой рабочей позиции (концентрация отдельных переходов). Допускается наличие резервных позиций, с целью возможности изменения конструкции детали.

Загрузка и разгрузка деталей производится в загрузочной позиции оператором, для простых по форме деталей допускается применение промышленных роботов.

Зажим и разжим деталей в приспособлениях производится всегда автоматически от пневмо- или гидрораспределителя, расположенного в центре поворотного стола. Его принцип действия сводится к тому, что все приспособления в рабочих позициях соединены с нагнетательной магистралью (благодаря этому производится зажим деталей), а приспособление в загрузочной позиции срабатывает на разжим детали. Именно по этому недопустимо проектирование приспособлений с ручным зажимом. В основе управления такими станками лежит “путевой” метод.

Рисунок – Общий вид агрегатного станка

На рисунке приняты следующие обозначения:

1. Станина унифицированная;

2. Многопозиционный поворотный стол – стандартный;

3. Пневмо- или гидро распределитель – унифицирован;

4. Стойки для размещения силовых головок – унифицированы;

5. Вертикальный кронштейн – унифицирован;

6. Агрегатная силовая головка – унифицирована;

7. Приспособление для обрабатываемой детали, для конкретных деталей разные;

8. Инструмент обычно ГОСТирован, но допускается применение специального инструмента (комбинированный).

Одни и те же силовые головки могут располагаться горизонтально, вертикально или наклонно, в последнем случае используют специальные наклонные кронштейны.

Если в детали несколько однотипных отверстий, целесообразно обрабатывать их одновременно с помощью специальных многошпиндельных насадок. насадка крепится на пиноли силовой головки, а вращение её шпинделя передаётся на каждый отдельный шпиндель насадки. Как правило приходится под конкретную деталь также изготавливать и насадки, однако, есть некоторые виды унифицированных насадок, но они применяются если отверстия расположены равномерно по окружности и если данная конструкция насадки позволяет регулировать межцентровое расстояние.

Работа станка сводится к многократному повторению одинаковых рабочих циклов, при этом все силовые головки включаются в работу одновременно по мере поворота и фиксации стола. Зажим и разжим деталей происходит в загрузочной позиции в пределах 45⁰ в обе стороны от загрузочной позиции.

Рабочий цикл станка определяется как сумма рабочего цикла лимитирующей силовой головки и времени поворота стола из одной рабочей позиции в другую.

2 – С прямолинейным столом. Применяются в случаях, когда требуется обработать деталь с противоположных сторон (минимум с двух), для этого предусматривается симметричное расположение головок относительно детали. Дополнительно можно установить и вертикальные головки. В этом случае также предусматривается загрузочная позиция в исходном положении стола.

Для схем обработки на таких станках, характерна меньшая производительность. Это объясняется наличием холостого хода, дополнительно влияющего на длительность рабочего цикла. Кроме того длительность рабочего цикла характеризуется временем загрузки детали, т.к. такие станки работают чаще всего по полуавтоматическому циклу.

1

Q_ц = ----- ,

Т_ц

Т_Σ Т_ц ∙N_г

η = ------ = -------- = 0,7…0,8 ,

F_д 4015

где Q_ц – производительность обработки;

Т_ц – время цикла;

N_г – годовая программа выпуска.

В-12 агрегатные силовые головки, их разновидности, классификация. Особенности встраивания в проектируемое оборудование.

Агрегатные силовые головки предназначены для автоматизации рабочего цикла обработки деталей, путём сообщения главного движения инструменту, а также подачи инструмента в направлении к детали. В соответствии с конструкцией их подразделяют на :

1. Не самодействующие головки – то есть обеспечивают только вращение инструмента;

2. Самодействующие головки – обеспечивают и вращение и подачу инструмента. Для этого они могут снабжаться специальным механизмом подач, а гидро головки могут снабжаться отдельной гидростанцией, либо работать от общей гидростанции самого станка;

Силовые головки подразделяются по приводу главного движения:

1. Электромеханические головки;

2. Гидравлические головки. Применяются в случае необходимости плавного изменения частоты вращения шпинделя, в качестве источника движения тогда применяют гидромоторы;

3. Пневмотические головки (пневмотурбинки). Применяются для лёгких работ (сверление мелких отверстий) в материалах типа алюминиевый сплав, а также при полировальных работах, требующих высоких чисел оборотов шпинделя.

По типу привода подачи головки бывают:

1. Механические: плоскокулачковые, винтовые;

2. Гидравлические;

3. Пневмогидравлические;

4. Пневматические.

Силовая головка является автономным узлом станка, для управления ею достаточно обеспечить команды типа “Пуск” “Стоп”. Конструкции силовых головок позволяют использовать их как в агрегатных станках, так и в целых автоматических линиях. В любом случае встраивание головки в оборудование обеспечивается по путевому методу управления.

Технологическое назначение головок – выполнение обработки деталей “мерным инструментом” (свёрла, метчики, развёртки и т.д.). Кроме того возможна токарная и фрезерная обработка (смотри выше), а также сборочные операции (запрессовка деталей при отключении привода главного движения), обработка методами пластического деформирования (развальцовка, чеканка и т.д.).

Тип привода подачи выбирается по следующей схеме:

1. Рассматриваются механические головки, если они неустраивают по развиваемым мощностям и по величине рабочего хода, то от их отказываются.

2. Рассматривают гидравлические головки. С целью упрощения конструкции станка, за счёт исключения гидростанции, можно использовать пневмогидравлические головки.

3. Пневматические головки являются головками особого назначения и используются по необходимости.

В-13 Механические и силовые головки

1) Плоско-кулачковая механическая головка

Р исунок – Плоско-кулачковая механическая головка

Работа головки осуществляется следующим образом: При включении электродвигателя ЭД 1 одновременно начинается вращение инструмента и начинается движение подачи и далее через плоский кулачок, который имеет профиль паза, образованный радиусами r и R, которые обеспечивают необходимый рабочий ход. Головка снабжена выдвижной пинолью, на которой устанавливается ролик, входящий в паз кулачка, весь рабочий цикл обеспечивается за один оборот кулачка, поворот кулачка контролируется:

1. по упору, закрепленному на кулачке и конечным выключателем;

2. за счет упора, закрепленного на пиноли.

Преимущества: обладает простотой конструкции, простота обслуживания,т.к. все необхожимые размеры получаются за счет паза кулачка.

Недостатки: 1) наличие выдвижной пиноли снижает жесткость конструкции, поэтому данная головка применяется для легких и средних работ; 2) рабочий ход головок ограничен до 75 – 80 мм, в противном случае возрастают габариты кулачка и самой головки.3)небольшие усилия резания и развиваемая мощность(применяется для легких работ)

2 ) Винтовая механическая головка

Рисунок 2

В конструкции головки данного вида предусмотрен дифференцированный винтовой механизм подач, в конструкции применены электромагнитные муфты ЭМ 1 и ЭМ 2 , которые предназначены для обеспечения прямой подачи инструмента ЭМ1 и реверс при включении муфты ЭМ2 . ЭМП – электромагнитный предохранитель. Имеется 2 двигателя: ЭД1 – электродвигатель ускоренных перемещений (быстрый подвод, РП, быстрый отвод); ЭД2 – электродвигатель главного движения и рабочей подачи. В конструкции предусмотрены сменные зубчатые колеса (ЗК).

Головка снабжается датчиками конечного положения (крайнего заднего и крайнего переднего положения корпуса) , а также датчиком переключения на рабочую подачу ( расположение их см. след. головку)

Ускоренный подвод инструмента к детали производится при включении электродвигателя ЭД1, при этом вращения инструмента пока отсутствует; при переходе на рабочую подачу электродвигатель ЭД1 отключается, одновременно включается электромагнитный тормоз (ЭМТ), стопорящий ходовой винт, одновременно включается ЭД2; привод подач обеспечивает вращение червячного колеса, которое имеет соединение винт-гайка. При неподвижном ходовом винте идет медленная рабочая подача, таким образом, данный винтовой механизм, выполняющий двоякую функцию, называется дифференциальным.

Преимущества: данная конструкция обеспечивает значительно большую мощность и усилие резания, применяется для выполнения тяжелых работ. Позволяет осуществить нарезание резьбы.

Недостатки : 1) Большие габариты, 2)Сложность конструкции и управления.

В-14 Гидравлическая силовая головка . Их устройство, принцип действия.

Рисунок - Гидравлическая силовая головка

Гидравлическая силовая головка (ГСГ) включает в себя подвижный корпус, перемещающийся по направлениям неподвижного основания, на корпусе закреплены 3 кулачка: К1 – кулачок крайнего переднего положения корпуса; К2 – кулачок рабочей подачи; К3 – кулачок крайнего исходного положения корпуса. В гидросистеме головки предусмотрены 3 элемента управления, установленные соответственно в трех магистралях. В 1 магистрали установлен путевой переключатель, во 2-ой – регулируемый дроссель, он предназначен для регулирования величины подачи инструмента, в 3-ей – обратный клапан. Шток гидроцилиндра закреплен в неподвижном основании.

Порядок работы: Масло от гидростанции поступает через гидрораспределитель с электромагнитным управлением в гидросистему головки. Из всех 3-х вариантов движения масло движется по верхней магистрали, т.к. путевой переключатель находится в верхнем положении и движение масла происходит через него, движение масла по 2 магистрали затруднено, т.к. регулируемый дроссель представляет из себя гидравлическое сопротивление, 3-я магистраль в данном случае для движения масла закрыта. Таким образом, масло поступает в полость »а». Гидрация осуществляется быстрым подводом инструмента к детали.

При нажатии кулачком К2 на путевой переключатель он перекрывает магистраль №1, масло начинает двигаться по 2 магистрали через регулируемый дроссель, который настроен на нужную подачу. Начинается этап рабочей подачи и обработка детали.

В конце обработки кулачок К1 нажимает на переключатель ВК1, что является сигналом для окончания обработки, происходит включение электромагнита №2 и выключение Э1. Масло начинает поступать в полость «б», из полости «а» оно начинает сливаться через обратный клапан, а после того, как К2 сойдет с путевого переключателя, пойдет и по 1 магистрали. В этом случае происходит быстрый отвод корпуса в исходное положение. В конце обратного хода К3 нажимает на ВК2, в этом случае необходимо привести головку в нейтральное положение и одновременно дать команду на поворот стола.

В-15 Пневмогидравлическая силовая головка

Данная конструкция использует для работы сжатый воздух обычной цеховой сети, а для регулирования величины подачи и для обеспечения плавности хода применена гидросистема. Т.о., головка обеспечивает более простое управление, имеет более простую конструкцию, т.к. не требует гидростанции, но к минусам относят: пониженное усилие на шпинделе, т.к. давление воздуха значительно меньше, чем давление масла.

Рисунок – Пневмогидравлическая силовая головка

Работа: При подаче сжатого воздуха в полость «а» силового цилиндра происходит смещение корпуса вправо, осуществляется быстрый подвод инструмента БП, срабатывает путевой переключатель от кулачка К2, движение масла происходит через регулируемый дроссель, т.к. обратный клапан закрыт. Масло поступает в гидропневмобак, из которого воздух выходит в атмосферу; аналогично начинается быстрый отвод корпуса в исходное положение, при этом сжатый воздух за счет переключения электромагнитов пневмораспределителя поступает в верхнюю полость гидропневмобака. Масло вытесняется из последнего и двигается через обратный клапан в полость «б» - идет ускоренный отвод.

Для обеспечения симметричной работы цикла достаточно запереть обратный клапан при наладке головки. В остальном порядок срабатывания головки аналогичен гидравлической головке.

В-16 Пневматическая силовая головка (пневмотурбинка)

В настоящее время применяют ещё один тип исполнительных устройств, характеризуемый большими числами оборотов шпинделя (до 18000 об/мин), кроме того, в этих устройствах в качестве источника движения используется сжатый воздух.

Рисунок - Пневматическая силовая головка.

1. Корпус простой цилиндрической формы (диаметром до 100 мм.);

2. Выдвижная пиноль;

3. Пневмотурбинка (на шпинделе пиноли 2);

4. Редуктор (обычно планетарного типа) для уменьшения чисел оборотов шпинделя;

5. Шпиндель с инструментом (патрон);

6. Полый шток, на котором закреплён поршень, образующий две камеры в корпусе «Б» и «В». Полость «А» между корпусом и торцевой поверхностью пиноли.

7. Ограничительная шайба, установленная на штоке, регулирует величину рабочего хода.

8. Пружина возврата, приводит механизм в исходное положение.

9. Кронштейн, для установки головки в требуемом положении (чаще всего шарнирного исполнения).

Главное движение обеспечивается подачей воздуха через отверстие штока 6 на пневмотурбинку 3, которая и обеспечивает вращение шпинделя. Для обеспечения подачи воздух подают в полость «В», вследствие чего шток начинает смещаться влево, вытесняя масло из полости «Б» в полость «А». Скорость подачи регулируется дросселем (рабочая подача) обратный ход, при отключении подачи сжатого воздуха, за счёт пружины 8. Масло при этом идёт через обратный клапан в полость «Б» из полости «А».

Упрощенный рабочий цикл позволяет предельно упростить конструкцию головки, однако недостатком этих головок является необходимость располагать их в непосредственной близости от обрабатываемой детали.

«+» малые габариты, позволяющие применять наладки с несколькими головками, расположенными под разными углами, относительно друг друга.

«+» большие числа оборотов позволяют применять эту конструкцию при обработке мелких отверстий (диаметром до 3 мм) особенно в цветных металлах.

«–» ограниченный крутящий момент не позволяет использовать головку в тяжёлых работах ( не пригодна).

В-17 Многопозиционные столы, как основная часть агрегатных станков.Устройство и принцип действия поворотного стола с мальтийским механизмом.

Кинематика стола представлена на рисунке.

Рисунок - Устройство поворотного стола с мальтийским механизмом.

1. Поворотная планшайба для приспособлений (не показаны). в нижней части планшайбы есть мальтийский механизм.

2. Мальтийский механизм. Число его пазов равно числу позиций стола.

3. Фиксирующая втулка, закреплённая в каждой рабочей позиции стола.

4. Подводимый фиксатор, взаимодействующий с втулкой 3.

5. Копирный диск, его профиль имеет перепад диаметров (r и R).

6. Двуплечий рычаг между копирным диском и фиксатором.

7. Упорный диск.

8. Червячное колесо.

9. Откидной рычаг.

Срабатывание стола производится в три этапа, причём, за 1 полный оборот копирного диска 5:

1. Расфиксация планшайбы;

2. Поворот планшайбы на требуемый угол;

3. Фиксация планшайбы в новом рабочем положении.

Первоначально двигатель запускается от пульта управления. Начинается вращение вала электродвигателя, а фиксационная муфта работает на проскальзывание. Когда отработает лимитирующая силовая головка, от неё идёт сигнал на включение электромагнита через реле времени. При этом электромагнит притягивает рычаг «9», который освобождает упор диска «7», и при выходе за пределы рычага «9» реле времени размыкает электроцепь питания электромагнита и рычаг «9» возвращается в исходное положение.

Вращение по кинематической цепи, через червяк, идёт на вал, и по цепи на копирный диск «5». За счёт профиля диска «5» при переходе рычага «6» с r на R происходит выход фиксатора «4» из втулки «3», то есть происходит расфиксация.

По мере вращения диска «5» его ролик входит в паз мальтийского механизма «2» и начинает поворачивать планшайбу на заданный угол, происходит поворот планшайбы стола.

Дальше рычаг «6» переходит на малый диаметр копирного диска «5» и перемещает фиксатор «4» вверх, где он фиксирует планшайбу в новом положении. В этот самый момент упор, закреплённый на фиксаторе, нажимает на конечный выключатель «ВК», который в свою очередь подаёт команду на включение электродвигателей всех силовых головок.

Таким образом, рабочий цикл станка будет повторяться по аналогичной последовательности. Работа стола будет повторяться циклично до тех пор, пока не выключат электродвигатель «ЭД», либо не отключат силовые головки.

«+» простота конструкции, так как не требуется отдельный гидро- или пневмопривод;

«+» достаточно большая точность фиксации (определяется зазором в соединении фиксатор-втулка (0,02 – 0,03мм));

«–» невозможность регулирования числа позиций при фиксации стола.

В-18 Модульный принцип создания оборудования с ЧПУ. Разновидности и техническое назначение стандартных модулей

Метод агрегатирования нашел свое продолжение в модульном принципе создания оборудования с ЧПУ. Суть этого метода аналогична методу агрегатирования, отличие заключается в большей сложности узлов, что позволяет применять их в станках с ЧПУ.