Класифікація верстатів фрезерної групи

Класифікація верстатів фрезерної групи. Прийнято єдину систему класифікації та умовних позначень для верстатів вітчизняного виробництва, засновану на присвоєнні кожному верстату особливого шифру (номера): перша цифра означає групу верстата (токарна, свердлильна, фрезерна тощо), друга – його тип, третя (іноді четверта) характеризує розмір верстата. У ряді випадків між першою та другою цифрами вводиться велика літера російського алфавіту, що вказує на те, що верстат покращено або модифіковано. Іноді велика буква ставиться в кінці шифру, що вказує на ту чи іншу область застосування даної модифікації (наприклад, П - підвищеної точності; ПБ - підвищеної точності, швидкохідний; Ш - широкоуніверсальний; Ф - з програмним управлінням і т.д.). Фрезерні верстати у прийнятій класифікації становлять шосту групу, тому позначення (шифр) будь-якого фрезерного верстата починається з цифри 6. Верстати фрезерної групи поділяються на такі типи: 1 – консольні вертикально-фрезерні; 2 – фрезерні верстати безперервної дії; 3 – вільна група; 4 – копіювально та гравірувально-фрезерні верстати; 5 – вертикальні безконсольні; 6 – поздовжньо-фрезерні, 7 – консольні широкоуніверсальні, 8 – горизонтальні консольні, 9 – різні. Так, наприклад, цифрами 612 позначається вертикально-фрезерний консольний верстат 2-го номера. Позначення 6М82Г характеризує нову модель консольного горизонтально-фрезерного верстата 2-го номера, відмінну від попередньої моделі-6Н82. Нижче наводиться докладніша класифікація верстатів фрезерної групи. 1.Верстати консольно-фрезерні: горизонтально-фрезерні (з неповоротним столом); горизонтально-фрезерні з поворотним столом (універсальні); вертикально-фрезерні; широкоуніверсальні. 2. Верстати вертикально-фрезерні з хрестовим столом (безконсольні). 3. Верстати поздовжньо-фрезерні: одностійкові; двостоїчні. 4. Фрезерні верстати. безперервної дії; карусельно-фрезерні; барабанно-фрезерні. 5. Верстати копіювально-фрезерні. 6. Верстати різьбо-фрезерні. 7. Верстати шпоночно-фрезерні. 8. Торцефрезерні верстати. 9. Верстати фрезерні спеціалізовані. Консольно-фрезерні верстати. Консольно-фрезерні верстати найпоширеніші. Стіл консольно-фрезерних верстатів із санчатами розташований на консолі та переміщається у трьох напрямках: поздовжньому, поперечному та вертикальному. Консольно-фрезерні верстати поділяються на горизонтально-фрезерні (з неповоротним столом), універсально-фрезерні (з поворотним столом) та вертикально-фрезерні. На базі вертикально-фрезерних верстатів випускають копіювально-фрезерні верстати, верстати з програмним керуванням та ін. Обробляти заготовки на консольно-фрезерних верстатах можна циліндричними, торцевими, кінцевими, дисковими, кутовими, фасонними та іншими фрезами. У табл.1 наведено значення основного параметра-ширини столу в залежності від розміру (номера) верстата. Ширина столу залежить від номера верстата. № верстата - - 0 1 2 3 4 Ширина столу 125 160 200 250 320 400 500. Консольно-фрезерні верстати малих розмірів з шириною столу 125*160 мм. Ці верстати призначені для обробки заготовок невеликих розмірів, головним чином кольорових металів і сплавів, пластмас і для чистого фрезерування заготовок зі сталі і чавуну.Автоматизовані верстати дозволяють проводити обробку за заданим циклом. Консольно-фрезерні верстати №0 із шириною столу 200 мм. Верстати призначені для фрезерування заготовок невеликих розмірів із сталі, чавуну, кольорових металів та сплавів, пластмас. Їх виготовляють на Вільнюському верстатобудівному заводі «Жальгіріс» у трьох основних виконаннях: горизонтальні моделі 6М80Г, універсальні моделі 6М80 та вертикальні моделі 6М10. на базі цих моделей завод випускає широкоуніверсальні (моделі 6П80Ш), копіювальні (моделі 6П10К) та операційні автоматизовані верстати. Консольно-фрезерні верстати №1 із шириною столу 250 мм. Такі верстати виготовляють на заводі Дмитрівського фрезерних верстатів (ДЗФС). Завод випускає верстати наступних моделей: 6Н81Г-горизонтально-фрезерний, 6Н81-універсально-фрезерний, 6Н11-вертикально-фрезерний, копіювально-фрезерний 6Н11К і верстати з програмним управлінням 6Н11Пр. Консольно-фрезерні верстати №2 із шириною столу 320 мм. Такі верстати виготовляють на заводі Горького фрезерних верстатів (ДЗФС). Завод випускає верстати наступних моделей: 6М82Г - горизонтально-фрезерний, 6М82 - універсально-фрезерний, 6М82Г - горизонтально-фрезерний швидкохідний, 6М82Ш - широкоуніверсальний фрезерний верстат, 6М12П - вертикально-фрезерний, 6М12 6М12К - копіювально-фрезерний. Завод провів модернізацію консольно-фрезерних верстатів серії М. Верстати серії М відрізняються від верстатів серії Н більш високою точністю, жорсткістю та вібростійкістю. Вони дозволяють краще використовувати ріжучі властивості твердосплавних фрез. У цих верстатах здійснено широку уніфікацію окремих деталей та вузлів.Верстати моделей 6М82Г, 6М82 та 6М82ГБ призначені для виконання різноманітних фрезерних робіт циліндричними дисковими, торцевими, кінцевими та фасонними фрезами в умовах одиничного та серійного виробництва. На універсально-фрезерному верстаті 6М82, що має поворотний стіл, за допомогою ділильної головки можна фрезерувати гвинтові канавки. На швидкохідних верстатах 6М82ГБ та 6М12ПБ можна обробляти деталі з кольорових металів та сплавів, пластмас та інших матеріалів при підвищених швидкостях різання. Широкоуніверсальний фрезерний верстат моделі 6М82Ш призначений для виконання різних фрезерних, свердлильних та нескладних розточувальних робіт, головним чином в умовах одиничного виробництва (в експериментальних, інструментальних та ремонтних цехах). Змонтована на висувному контурі поворотна шпиндельна головка дозволяє обробляти деталі, габаритні розміри яких перевищують розміри столу. Верстати моделей 6М12П та 6М12ПБ призначені для фрезерування різних деталей торцевими фрезами, фрезерними головками, кінцевими та іншими фрезами. У всіх описуваних верстатів рух столу в напрямку поздовжньої подачі автоматизовано і може здійснюватися як вручну, так і напівавтоматичні цикли роботи. В умовах великосерійного виробництва такі верстати можуть бути використані для виконання операційних робіт.Для зручності управління та скорочення витрат допоміжного часу крім автоматизації циклу обробки на верстатах серії М Горьківського заводу фрезерних верстатів передбачено: дубльована (спереду і з лівого боку верстата) зміна чисел оборотів шпинделя і подач столу однорукояточними вибірковими механізмами, що дозволяють поставити поворот лімба без проходження щаблів; керування автоматичними рухами столу від рукояток, напрямок повороту яких збігається з напрямком переміщення столу; пуск, зупинка шпинделя та включення швидких переміщень за допомогою кнопок; гальмування шпинделя постійним струмом; наявність швидких переміщень столу в поздовжньому, поперечному та вертикальному напрямках. Поздовжньо-фрезерні верстати. Стіл поздовжньо-фрезерних верстатів розташований на нерухомій станині і має лише одне поздовжнє переміщення (повільне при робочій подачі та швидке при інших рухах). Ці верстати призначені для обробки заготовок корпусних та великогабаритних деталей із чавуну, сталі, кольорових металів та сплавів в умовах одиничного та серійного виробництва. Фрезерування заготовок на цих верстатах проводиться головним чином торцевими головками твердосплавними, а також циліндричними, кінцевими та іншими фрезами. Висока жорсткість та потужність поздовжньо-фрезерних верстатів дозволяє обробляти заготовки з великими перерізами зрізу. Ці верстати виготовляють із шириною столу від 320 до 5000 мм, розмірний ряд прийнятий із знаменником геометричної прогресії, що дорівнює 1,26. Поздовжньо-фрезерні верстати поділяються на одностійкові та двостійкові та мають кілька фрезерних шпинделів.Всі сучасні поздовжньо-фрезерні верстати відрізняються зручністю в обробці. 6М12П, 6М12ПБ. Нові моделі мають високу жорсткість і вібростійкість, що в свою чергу підвищує стійкість ріжучого інструменту і продуктивність праці. за рахунок розміщення апаратури в ізольованих електронішах і вдосконалення розведення електропроводів у верстаті. його обслуговування. В опорах ходового гвинта застосовані шарикопідшипники замість швидко зношуються чавунних втулок, поліпшена змащування підшипників. установки столу в задане положення застосовано нове кріплення лімбів. Верстати серії «Р» мають досконалі форми, що відповідають сучасним вимогам технологічної естетики.Вертикально-фрезерні верстати з хрестовим столом (безконсольні) У вертикальних безконсольних фрезерних верстатів хрестовий стіл розташований на нерухомій станині і може переміщатися в поздовжньому та поперечному напрямках. торцевими головками, а також торцевими, циліндричними і фасонними фрезами. Ульянівський завод важких верстатів випускає такі моделі безконсольних верстатів: 654, 656 і 659 з шириною столу 630, 800 і 1000 мм. Підвищена потужність та жорсткість, а також високі числа оборотів шпинделя дозволяють проводити на цих верстатах швидкісне фрезерування торцевими головками з пластиками твердих сплавів. Вертикально-фрезерні верстати з хрестовим столом і копіювальним пристроєм. контурного та об'ємного копіювання. На базі верстата моделі 654 Ульянівський завод важких верстатів випускає вертикально-фрезерний верстат з хрестовим столом та копіювальним пристроєм моделі 6М54 для контурного та об'ємного фрезерування (розміри столу 630*1600 мм). з горизонтальним шпинделем.До верстатів з горизонтальним розташуванням шпинделя та нерухомою стійкою відносяться верстат моделі 6440 Львівського заводу фрезерних верстатів з контактною системою управління (розміри столу 500*1000 мм) та верстат моделі 6441Б Ленінградського верстатобудівного заводу ім. 630*1250 мм).Станки призначені для контурного та об'ємного копіювання. датчик верстата Ленінградський верстатобудівний завод ім. Свердлова випускає кілька моделей копіювально-фрезерних верстатів з горизонтальним шпинделем та рухомою стійкою для обробки великогабаритних деталей.

Особливості кінематичних схем токарних та фрезерних верстатів ЧПУ

Основним фактором, що впливає на якість виробів, що виготовляються на верстатах з числовим програмним керуванням, є кінематика останніх.

Що таке кінематика?

Будь-який верстат, оснащений блоками ЧПУ, має робочі органи, яким за допомогою керуючих програм повідомляються певні рухи, що залежать від характеру виконуваних робіт. У процесі експлуатації пристроїв використовуються стандартні кінематичні схеми.

Кінематична схема верстата з комп'ютерним управлінням складається з декількох кінематичних ланцюгів, кожна з яких включає кінематичні пари і ланки.

Термін кінематична ланка визначає деталь верстата (або деяких випадках група деталей, які жорстко з'єднані між собою), пов'язана з іншими вузлами пристрою. Кінематичними ланками прийнято вважати:

• зубчасті колеса верстата;
• ходові гвинти;
• шківи та ін.

ВАЖЛИВО! Усі кінематичні схеми мають бути складені відповідно до вимог ГОСТ 3462-61.

Незважаючи на величезну кількість різноманітних верстатів та різноманітність конструкцій, рухи робочих органів у них багато в чому схожі. Це полегшує процес вивчення таких пристроїв і уможливлює створення єдиної для всіх методик налаштування.

Кінематичне налаштування верстата – встановлення та визначення кінематичних зв'язків між його окремими вузлами для отримання заданого відносного руху деталі, що піддається обробці, та безпосередньо ріжучого інструменту.

Рухи у верстатах з ЧПУ поділяються на два типи:

Так і кінематичні типи, призначені для реалізації цих рухів, звуться основних і допоміжних.

До основних відносять рухи різання та подачі. Головний рух може бути обертального типу або зворотно-поступальним. Рух подачі також буває, залежно від мети, прямолінійним чи обертальним.

Кінематичний ланцюг головного руху забезпечує задану швидкість різання (V), яка вимірюється м/хв.

Швидкість подачі позначається літерою S і може вимірюватись у міліметрах:

• на 1 зуб (для багатозубих інструментів);
• на 1 обіг деталі;
• за хвилину у разі хвилинної подачі;
• на 1 подвійний перебіг.

Під допоміжними рухами розуміються ті, які не беруть участь у процесі різання та формування деталей, але потрібні для того, щоб безперешкодно встановлювати та знімати оброблювані деталі, підводити та відводити робочі інструменти, автоматизувати систему управління пристроєм, контролювати розміри та якість впливу на поверхню.

У деяких верстатах із ЧПУ окремо виділяються також спеціальні рухи, які притаманні лише одному типу верстатів. Наприклад, у процесі виробництва зубчастих коліс за технологією обкату в кінематичну схему додаються рухи розподілу та обкату, що забезпечують утворення необхідного зубчастого вінця у оброблюваної заготовки.

Кінематичні схеми

При формуванні кінематичних схем основне значення мають кінематичні групи.

1. Джерело виникнення руху (двигуни різних типів).
2. Органи, які відповідають за виконання (ланки, які беруть безпосередню участь у формуванні траєкторії виконавчого руху. До них відносять шпинделі, супорти, робочі столи тощо).
3. Органи налаштування рухових параметрів (коробки швидкостей, варіаторні установки та ін.).
4. Кінематичні зв'язки.

Фрезерний

У кінематичну схему фрезерного верстата з ЧПУ включають:

• Шпіндель. Він складається з декількох вузлів (корпусу, частини, що обертається, декількох підшипників, затискаючих пристроїв, системи охолодження і обдування, балансувань та ін.).
• Осі. Відповідають за переміщення по заданим керуючим блоком координат. Найчастіше використовується декартова система координат, що передбачає наявність трьох осей Y, X та Z.
• Контролер. Є електронним мозком верстата з ЧПУ, в якому знаходиться вся керуюча електроніка, що відповідає за рух щодо координатних осей.Пристрій призначений для прийняття G-коду та команд, що віддаються оператором верстата з ЧПУ.
• Затяжний гвинт. Цей елемент призначений для фіксації допоміжних інструментів у шпинделі пристрою. Від того, як якісно закріплений робочий інструмент, безпосередньо залежить рівень обробки деталі. Якщо ніж закріплений неправильно – це може призвести до псування матеріалу та поломки верстата.

Токарного

Верстати з числовим програмним управлінням, призначені для токарних робіт, відрізняються підвищеним коефіцієнтом жорсткості, що забезпечується за рахунок обтяжених напрямних та шпинделів. Це допомагає нейтралізувати ефект від впливу моменту, що крутить, під час обробки деталей і пов'язаного з цим підвищеним навантаженням.

У кінематичну схему входять:

• Напрямні. На відміну від обладнання фрезерного типу, направляючі токарних верстатів слід надійно закріпити, при їх установці повинен бути виключений навіть мінімально можливий зсув.
• Ходовий гвинт. У токарних верстатах використання стандартних ходових гвинтів є неефективним, тому в пристроях з блоком ЧПУ використовуються кулькові гвинти реверсивного типу. Такі деталі забезпечують заміну тертя ковзання на тертя кочення. Ефективність вузла такого типу сягає 90%. Перевагами є: збільшення терміну експлуатації; зниження опору до терну; порівняно нижчий обертальний момент.
• Станина верстата.
• Шпиндель та ріжучі інструменти.

Таким чином, класична кінематична схема універсального токарного верстата включає:

1. Станину пристрою.
2. Передню бабку, яка компонується шпиндельним вузлом та коробкою швидкостей.
3. Задню бабку, яка призначена для підтримки кінця заготовок надмірної довжини та забезпечення жорсткості системи.
4. Фартух, де розташовуються керуючі органи.
5. Супорт, який служить для переміщення різального інструменту щодо закріпленої заготівлі.
6. Фрези.

Аналіз кінематики

Аналіз кінематичної схеми верстата проводиться для того, щоб визначити склад приводів головного руху та подач. Ключовим параметром є тип застосовуваного в верстаті двигуна.

Для проведення аналізу необхідно скласти рівняння кінематичного балансу для можливих типів роботи приводу, у тому числі: максимальних та мінімальних частот обертання шпинделя, швидкості руху робочих органів тощо.

Далі за допомогою кінематичних параметрів та показника частоти обертання n_е визначається частота та швидкість обертання шпинделя n_шп.

На підставі отриманих показників кінематична схема верстата з ЧПК коригується та доповнюється відповідно до заданих параметрів.

Кінематика верстата з ЧПУ – сукупність параметрів, від яких залежить якість підсумкового виробу. Для того щоб робота пристрою здійснювалася максимально ефективно, слід своєчасно проводити кінематичне налаштування верстата, тобто коригувати та визначати кінематичні зв'язки між його окремими органами для отримання відносного руху виробу, що обробляється, і робочих інструментів.