Станки с ЧПУ для обработки корпусных деталей

Наиболее распространены станки, схожие с универсальными горизонтально-расточными и сохранившие их разнообразные конструктивные особенности. Известны станки с неподвижной, продольно-подвижной и поперечно-подвижной стойкой, станки с неподвижным столом, продольно-подвижным, поперечно-подвижным или продольно-поперечноподвижным столом. Все станки имеют поворотный стол.

Если выделить общие черты, то получится, что станки имеют три взаимно-перпендикулярные линейные координатные оси X, Y, Z и одну поворотную В вокруг вертикальной оси Y, по которой поворачивается стол (рис. 13.3).

Горизонтально-расточные станки крупных размеров имеют дополнительную к оси Z управляемую координату W в виде выдвижного шпинделя, размещенного внутри основного. Этот шпиндель выдвигается на достаточно большую длину, зачастую равную половине ширины стола. При такой конструкции режущий инструмент имеет доступ к удаленным местам заготовки.

Шпиндельная бабка перемещается вертикально (ось У) по направляющим стойки. Перемещение по осям X и Z осуществляет либо стойка, либо стол. Выдвижение шпинделя по оси W_y параллельной оси Z, необходимо выполнять для изменения положения режущего инструмента.

Рис. 13.3. Тяжелые горизонтально-расточные станки с ЧПУ.

Растачивание отверстий в заготовках выполнять выдвижением шпинделя не следует, так как изменится его вылет, увеличится провисание, что приведет к возникновению погрешности обработки. С целью уменьшения этого негативного явления и повышения жесткости технологической системы к фланцу переднего торца основного шпинделя 1 зачастую дополнительно прикрепляют гильзу 2, через отверстие которой проходит выдвижной шпиндель 3 (рис. 13.4).

Описанные компоновки станков позволяют выполнять обработку заготовок с четырех сторон. Для обработки с пятой стороны станки должны быть оснащены угловыми головками. Такие головки могут иметь либо вертикальные оси вращения шпинделей, либо поворотные шпиндели с изменяющимся положением осей (рис. 13.5).

Рис. 13.4. Шпиндель расточного станка.

Рис. 13.5. Угловая головка на расточном станке.

Поворотная головка дополняет станок еще одной координатной осью — С. Эта ось совместно с поворотом стола по оси В дает возможность обрабатывать все поверхности заготовки с пяти сторон.

В шпиндель станка может быть установлена план-суппортпая расточная головка, которая создает еще одну управляемую координату V. Оправка с расточным резцом может, но управляющей программе изменять расстояние от оси вращения шпинделя. Это позволяет протачивать торцы заготовок, растачивать канавки, а также одним резцом растачивать отверстия разных диаметров.

Большинство станков с ЧПУ с размерами стола до 800 мм включительно вообще не имеют выдвижного шпинделя. В этих станках для обработки поверхностей, лежащих в глубине заготовки, используют оправки увеличенной длины (рис. 13.6).

Ценной особенностью горизонтально-расточных станков является возможность сравнительно свободно размещать заготовки на столе станка без ограничения при базировании всех шести степеней свободы. Достаточно лишить заготовку только трех. На рис. 13.7 изображен вид заготовки корпусной детали в плане.

В шпинделе станка размещают измерительный датчик, который обмеряет положение боковых поверхностей заготовки 3 в трех точках 1, 2 и 5. По результатам контроля устройство ЧПУ станка дает команду на автоматический поворот стола вокруг оси В и смещение по координатам X и Z из положения 3 в положение 4.

Рис. 13.6. Станок модели ИС500

Рис. 13.7. Базирование заготовки на столе станка

Технологические возможности станков с вертикальным шпинделем (рис. 13.8) обычно ниже, чем у станков с горизонтальным шпинделем.

Рис. 13.8. Станки с ЧПУ с вертикальным шпинделем

Станок на рис. 13.8, а имеет три линейные управляющие координаты X, Y, Z. Станок на рис. 13.8, 6 имеет четвертую круговую координату А, реализованную в виде шпиндельной бабки изделия с горизонтальной круговой осью вращения. Пять координат имеет станок с глобусным столом, изображенный на рис. 9.5, 6.

Еще одной разновидностью станков с ЧПУ являются станки портальной компоновки. Такие станки предназначены для обработки крупногабаритных деталей.

Портал (рис. 13.9) образован двумя колонами и связывающей их горизонтальной поперечной балкой (траверсой). Стол, на котором устанавливают обрабатываемую заготовку, перемещается продольно (ось X) по направляющим станины (основания). По направляющим поперечной балки перемещается каретка (осьУ). Перемещение суппорта со шпиндельной бабкой осуществляется по оси Z.

Рис. 13.9. Схема портального станка с подвижным столом.

Иногда портальную конструкцию снабжают подвижной поперечной траверсой, которая может изменять расстояние от стола до шпинделя (рис. 13.10). Создается возможность ужесточать технологическую систему обработки приближением торца шпинделя к заготовке с использованием более коротких инструментальных оправок.

Рис. 13.10. Портальный станок с подвижной траверсой.

В некоторых конструкциях с целью сокращения размеров станка возможность продольного перемещения придается не столу, а порталу. Такая компоновка носит название Gantry (Гентри) (рис. 13.11, а и б).

Рис. 13.11. Станок с подвижным порталом:

а — станок; б — схема перемещений рабочих частей.