Системы вспомогательного инструмента для станков с ЧПУ.

Структура и классификация систем автоматической загрузки и смены инструмента.

АСИ = АО+СУ+ИМ(инструм. магазин)+ЗУ(зажимное устройство)

а) Смена шпинделей при помощи револьверной головки

- небольшая точность

- дороговизна

- небольшое количество инструм. т.к. уменьшается рабочая зона

б) Шпиндельные коробки

в) Меняются шпинделя

1.2 а) из револьверной головки (точность, большое количество инструмента)

б) из инструментального магазина

2.1 а) Однозахватный

б) Двухзахватный

АО: клещевой и замковый

Инструм. магазин: 1) Емкость

2) Скорость перемещения

3) Точность

4) Надежность

МИ: дисковые, барабанного типа,

Системы вспомогательного инструмента для станков с ЧПУ.

Бывают : стержневой (призма, блоки) (для токарных)

вращ-е (ось)- оправки (7:24) (сверлильно-фрезерно-расточная гр.)

Зажим: (сверлильно-фрезерно-расточная гр.)

1) лепестковой цангой 2) Шариковая втулка 3) Байнетное соед-е

Системы с ручной сменой инстру­мента. Основой таких систем являются быстросменные переходные патроны, ко­торые позволяют без смены основного инструментального блока заменять изно­шенный инструмент или вводить следую­щий при обработке различными инстру­ментами. Быстродействие вспомогатель­ного инструмента необходимо также для облегчения труда наладчиков при под­готовке инструмента.

В качестве базового в той или иной системе принимают быстросменной пат­рон с определенным хвостовиком, отве­чающим гнезду шпинделя определенных типов станков. Классификация инстру­ментальных систем для станков с ЧПУ с ручной сменой инструмента показана на рис. 4.32. В основе классификации лежит конструкция базового быстросмен­ного патрона, определяющая вид хво­стовика сменного вспомогательного и ре­жущего инструмента. Так, для сверлиль­ных станков с ЧПУ с ручной сменой ин­струмента и с гнездом шпинделя в виде конуса Морзе используют систему на базе быстросменного патрона с шари­ковым захватом (рис. 4.33). К такому патрону прилагается комплект вставок 3—9 с одинаковыми хвостовиками (под гнездо патрона), в которых может за­крепляться различный режущий инстру­мент. К одной из вставок (поз. 7) при­дается комплект переходных втулок 8, Позволяющих, если надо, регулировать вылет закрепляемого инструмента. Через втулки 10 крепят метчики.

В разных системах конструкции ба­зовых быстросменных патронов раз­личны. Так, в системе вспомогатель­ного инструмента для расточных станков с ЧПУ с ручной сменой инструмента базовый быстросменный патрон (с хво­стовиком под конус Морзе) имеет гнездо под хвостовики с конусностью 7:24, что позволяет крепить различные патроны и оправки, в том числе и для фрез. Оправ­ки в базовом патроне крепятся гайкой [25].

Рис. 4.33. Инструментальная быстросменная система для сверлильных станков с ЧПУ: /— шпиндель станка; 2 — быстросменный патрон (базовый) с шариковым захватом; 3 — сверлильный патрон; 4—цанговый патрон; 5 — вставка с внутренними конусами Морзе; 6 — плавающий патрон для разверток; 7 — вставка с цилиндрическим отверстием и пазом под шпонку; 8— регулируемая цилиндрическая втулка; 9—патрон для метчиков; 10—быстросменная вставка

Системы вспомогательного инстру­мента для многоинструментальных и многоцелевых станков. Такие системы имеют общий принцип построения. К каждой системе прилагается набор ос­новных (базовых) оправок с соответ­ствующим хвостовиком: или с конус­ностью 7:24, или с размерами (по ИСО) 30, 40, 45, 50 и 60.

Принцип комплектования инструмен­тального набора состоит в том, что в каж­дый из наборов кроме основных оправок, закрепляемых в шпинделе станка, входят "различные переходные оправки, переход­ные втулки и патроны для закрепления режущего инструмента: переходные втул­ки с посадочным отверстием в виде ко­нуса Морзе, в которых концевой режу­щий инструмент дополнительно крепится винтом, цанговые патроны, расточные головки с тонкой регулировкой на раз­мер, оправки и патроны для закреп­ления фрез и др.

Базовые оправки, входящие в набор, обычно имеют два конструктивных ис­полнения. Один вид оправок предназна­чен для непосредственного крепления ре­жущего инструмента. В этом случае ин­струмент крепят известными способами. Так, дисковую фрезу ДФ (рис. 4.34), устанавливаемую по цилиндрической по­садочной шейке оправки 4 со шпонкой, крепят винтом 1 с использованием шайб 2 и 3. Второй вид базовых оправок БО предназначен для установки инстру­мента с помощью различных пере­ходных элементов, например переходных оправок 8, которые имеют одинаковый хвостовик (на рисунке цилиндрической со шпонкой 7). В гнезде базовой оправ­ки оправки крепят переходные .Эти переходные оправки могут быть или предназначены для непосредственного закрепления инструмента РИ (например, расточных резцов, сверл), или служить основой для закрепления следующего уровня вспомогательной оснастки. Таким может быть, например, набор цанговых патронов 9 для сверл с цилиндрическим хвостовиком.

! При наладке станка базовые оправки устанавливают в базовом отверстии ос­новного шпинделя Ш (или в шпинде­лях револьверной головки), обеспечивая при этом совмещение вырезов на фланце оправки со шпонками 5 для передачи крутящего момента на торце шпинделя.

РЕВОЛЬВЕРНЫЕ ГОЛОВКИ.

Общие сведения. Вревольверной головке помещают несколько инстру­ментальных шпинделей или инструментов. Смена инструментов на рабочей позиции станка осуществляется путем ее поворота. Револьверные головки мо­гут иметь 4, 5,6, 12,16 позиций (граней). Достоинства револьверных головок: простота конструкции, небольшие затраты времени на смену инструмента (2...3 с). Их недостатки: небольшое число размещаемых инструментов, недостаточная жесткость, относительно низкая точность коротких шпинделей. Револьверными головками оснащают токарные автоматы, агрегатные станки, токарные, вертикально-сверлильные и вертикально-фрезерные станки с ЧПУ.

Типы револьверныx roловок. Инструменты закрепленныe непосредственно в револьверной rоловке (резцы, сверла и др.) ,в процессе обработки детали вращения не получают.

Оси инструментов мoryт быть направлены радиально, параллельно оси rоловки, под yглом к ней.

Для фиксации револьверных rоловок и поворотныx столов станков с ЧПУ применяют зубчатые торцовые муфты.

Для поворота револьверной rоловки применяются электрический, rидравлический, пневматический источники энерrии и их комбинации. В состав привода поворота мoryтвходить: двиrатель(электрический, rидравлический, пневматичевматический), передаточный механизм (зубчатая или червячная передача) и делиrельный механизм (кулачковый, мальтийский, зубчато-рычажный).

линдром).Делительныe механизмы обеспечивают поворот револьверной roловки на определенный постоянный yrол.В револьверныxrоловках современной конструкции применяют управляемые электрические приводы.

4. Инструментальные магазины .!. (

Большинство многооперационных станков с ЧПУ имеют устрой­ства с магазином инструментов и совместно выполненным с ним авто­оператором. Если инструментальный магазин большой вместимости представляет собой автономное устройство, то дополнительно име­ются автоматические транспортирующие механизмы, транспортные манипуляторы или тележки для перемещения выбранного инструмента в позицию захвата его автооператором и возврата за­меняемого инструмента в магазин.

Конструктивная схема устройства смены инструментов в значи­тельной степени зависит от типа магазина, который, в свою очередь, определяется числом размещаемых инструментов. При относительно небольшой вместимости (не более 20—25 инструментов) применяют дисковые инструментальные магазины, размещаемые непосредственно на шпиндельной бабке станка. Такие магазины могут быть с различным расположением инструментов относительно оси вращения диска: параллельным, радиальным или наклонным.

При большем числе инструментов (до 40—50 шт.) целесообразно использовать многосекцнонные барабанные или планетарные мага­зины, представляющие собой либо многорядные дисковые устрой­ства, либо многопозиционные инструментальные головки, в каждой позиции которых устанавливается поворотный дисковый магазин с небольшим числом (4—6 шт.) инструментов. Многосекционные инструментальные магазины устанавливают непосредственно на станке или на отдельной стойке. В агрегатных станках с ЧПУ может осуществляться автоматиче­ская смена комплектов одновременно работающих инструментов , Сменные многошпиндельные насадки , которые пред­варительно устанавливают в специальном магазине, выполненном в виде многопозиционного поворотного стола, затем автооператором с наклонной осью вращения переносятся к шпинделю силовой головки станка. При большом числе инструмента (более 100 шт.), имеющих массивные державки, целесообразна смена только их режущих головок.

Большой запас инструментов создает условия для длительной работы гибкого производственного модуля без участия рабочего, а также расширяет технологические возможности входящего в него станка, Механизмы смены инструментов с автооператором, наиболее часто применяемые в станках с ЧПУ. Основные элементы кодирования

Для переноса инструмента из дискового магазина в шпиндель, когда их оси параллельны, а расстояние между положениями ин­струмента в магазине и шпинделе не превышает 250—300 мм, при­меняют однозахватные автооператоры рычажного типа, совершающие одно простое вращательное или поступательноедвижение захватного механизма. Для обеспечения минимального времени смены инструмента (до 1 с), необходимого только для пово­рота револьверной головки, и увеличения числа инструментов в одном комплекте (до 25—30 шт.)