Система инструментальной оснастки для станков с числовым программным управлением и гибких производственных систем

 

Для автоматизированных станков из собираемых инструментальных блоков были созданы системы инструментальной оснастки, позволяющие обрабатывать сложные детали мелкими сериями при автоматической смене инструментов, предварительно установленных в специальных магазинах.

Эти системы состоят из двух подсистем: режущего и вспомогатель­ного инструментов, отличающихся конструктивными особенностями, которые зависят от типа оборудования и вида обрабатываемого изделия.

На рис. 4.10 показан пример оснащения станков с числовым программным управлением токарно­го типавспомогательным и частично режущим инструментом. Держате­ли с рифленой лыской (см. рис. 4.7, а) крепятся клином в револьверных головках с базированием по цилиндрической поверхности и торцу. В го­ловках держателей предусмотрены открытые или закрытые взаимно перпендикулярные пазы (рис. 4.10, поз. 1...9) для крепления резцов различных типов (проходных, отрезных и др.) с разной длиной держав­ки и направлением относительно оси крепежного отверстия. Резцедер­жатели имеют правое и левое исполнения и применяются в зависимос­ти от расположения револьверной головки и направления вращения шпинделя.

Переходная втулка 10 (рис. 4.10) позволяет закреплять режущий инструмент или вспомогательные элементы круглого сечения диамет­ром 16...40 мм. Для обработки отверстий используется перовое сверло 11 с непосредственным креплением в держателе. В вариантах 12 и 13 предусмотрены отверстия с конусом Морзе для крепления трехкулачкового патрона 19 и режущих инструментов осевого типа (сверла, зенке­ры, развертки и т.п.). Растачивание отверстий можно производить либо резцами, закрепляемыми в резцедержателях /.. 9, либо с помощью рас­точных оправок 14, 15. Вариант 16 может использоваться для крепле­ния метчиков М6...М27 в патроне. Варианты 17,18 представляют собой переходные втулки со шпоночным пазом. Они позволяют крепить расточную борштангу 20, патрон для метчиков 21, концевые режущие инструменты с укороченным конусом Морзе 22. Эти втулки являются связующим звеном со станками сверлильно-фрезерно-расточной группы.

Рис. 4.10. Система инструментальной оснастки для станков с числовым программным управлением токарной группы

Для этих станков инструментальные системы строятся аналогичным образом. Только в качестве элемента крепления на станке используются патроны с хвостовиками 7:24 или с конусом Морзе. В качестве примера на рис. 4.11 показаны небольшая часть этой системы и некоторые спо­собы крепления разных по назначению режущих инструментов: торцовая фреза, осевой инструмент, расточная оправка. Для передачи крутящего момента фланец патрона с конусом 7:24 имеет пазы, в которые входят торцовые шпонки шпинделя станка. Смена инструментов производится автоматически по программе с помощью манипуляторов (автооперато­ров), которые передают инструментальные блоки из магазина в шпин­дель и обратно.

Оборудование, предназначенное для условий «безлюдной техноло­гии», оснащается системами контроля над работой станков, состоянием режущего инструмента, точностью размеров и т.д. Оно обеспечивает по команде компьютера поиск и автоматическую смену инструментов. Станки, входящие в такую систему, имеют инструментальные магазины большой емкости (до 60 штук и более на один станок), в которых уста­навливаются инструменты, необходимые по ходу технологического про­цесса, а также инструменты-дублеры, обеспечивающие непрерывную работу в течение заданного периода времени.

Рис. 4.11. Принцип построения системы инструментальной оснастки для станков с числовым программным управлением сверлильно-фрезерно-расточной группы

Рассмотренные выше системы инструментальной оснастки для станков с числдовым программным управлением оказались громозд­кими и требовали больших затрат ручного труда при настройке на размер. Необходимо было сокра­тить до минимума число элементов вспомогательных инструментов и создать более компактные конст­рукции режущих инструментов.

Рядом зарубежных фирм бы­ли разработаны различные инст­рументальные системы для гибких производственных систем. Одно из таких решений для стан­ков токарной группы создано фирмой «Sandvik Coromant» (Швеция) (рис. 4.12). Оно пред­ставляет собой компактные смен­ные режущие головки, оснащен­ные сменными многогранными пластинами и используемые для всех видов токарной обработки. В укороченном хвостовике такой головки имеется отверстие, выступ и паз. Головки 1, оснащенные сменными многогранными пластинами, устанавливаются на дер­жавке 2, имеющей специальное устройство для их крепления. Под действием силы, приложенной к тяге 3, выступы на хвостовике уп­руго деформируются и образуется жесткое соединение головки с державкой. Точное позиционирование головки создается за счет базиро­вания по торцу, двум боковым поверхностям выступов державки и опор­ной нижней поверхности. Усилие зажима осуществляется в узле крепле­ния пакетом тарельчатых пружин, а освобождение головок - их расжатием с помощью гидроцилиндра.

Кроме резцов (рис. 4.12, а), инструментальные головки оснащают­ся и другими видами режущих инструментов, а также патронами для крепления сверл, метчиков и т.п. (рис. 4.12, б, в).

Точность положения вершины режущей кромки при повторной ус­тановке головок составляет ±2 мкм по длине и ±5 мкм по высоте. Приме­нение головок позволяет уменьшить массу инструментов примерно на 50 %.

Комплекты таких головок устанавливаются в магазинах барабанного типа, размещаемых около станков. Для их автоматического нахождения головки кодируются и заменяются по команде компьютера.

Рис. 4.12. Сменные режущие головки для токарной обработки:

а - схема крепления головки; б - патрон для крепления сверла; в - патрон для крепления резца

 

Контрольные вопросы

 

1. Понятие инструментальных систем машиностроительных производств
2. Режущие инструменты, применяемые в автоматизированном производстве
3. Система автоматической настройки
4. Система оснастки для станков с числовым программным управлением