Отличительные требования к приспособлениям

Технологическая оснастка для станков с чпу

Станки с ЧПУ являются высокопроизводительным дорогостоящим автоматизированным оборудованием. Они обеспечивают возможность обработки максимального количества поверхностей с одной установки заготовки, что обусловливает резкое увеличение машинного времени. Вследствие этого доля вспомогательного времени, затрачиваемого на установку и закрепление заготовки, в общем балансе штучно-калькуляцйонного времени резко сокращается по сравнению с обработкой на обычных универсальных станках. Для повышения эффективности применения станков с ЧПУ необходимо использовать соответствующую оснастку — станочные приспособления, режущий и вспомогательный инструмент, а также средств его размерной настройки вне станка.

Наиболее трудоемкой операцией при использовании станков с ЧПУ является подготовка производства, где нельзя исключить человека. Сроки и стоимость подготовки производства новых изделий определяются, в основном, объемом труда и материальных средств, затрачиваемых на проектирование и изготовление технологической оснастки. Например, на проектирование и изготовление одного комплекта специальной технологической оснастки приходится до 80% общей трудоемкости подготовки производства сложных изделий машиностроения, а их длительность занимает до 90% времени. Затраты на технологическую оснастку составляют до 15% себестоимости изделий машиностроения и приборостроения. Для сокращения этого времени целесообразно конструировать приспособления из стандартных узлов и деталей или использовать быстро переналаживаемые приспособления.

Отличительные требования к приспособлениям

1. Одной из основных особенностей станков с ЧПУ является возможность обработки деталей с высокой степенью точности. Приспособления оказывают существенное влияние на повышение точности обработки. Поскольку погрешность установки является одной из наиболее существенных составляющих суммарной погрешности, влияние ее на точность обработки увеличивается с уменьшением остальных погрешностей, обусловливаемых станком с ЧПУ. Следовательно, для обеспечения высокого качества обработки деталей на станках с ЧПУ точность приспособлений для них должна быть значительно выше точности приспособлений для универсальных станков.

2. Станки с ЧПУ имеют повышенную жесткость, обусловливающую возможность высокопроизводительной обработки заготовок на черновых переходах. Для использования полной мощности станка приспособления не должны быть наиболее податливым звеном системы. Следовательно, жесткость приспособлений к станкам с ЧПУ должна быть значительно выше жесткости приспособлений к универсальным станкам. Для этой цели приспособления должны изготавливать из легированных сталей с термической обработкой трущихся поверхностей или модифицированных чугунов.

3. Поскольку при обработке на станках с ЧПУ программируемые перемещения станка и инструмента задаются от начала координат станка, приспособления должны обеспечивать полную ориентацию заготовки относительно нулевой точки, т. е. должны лишить ее всех шести степеней свободы. При этом необходимо также полное базирование приспособлений на станке для обеспечения их точной ориентации относительно начала отсчета координат системы программного управления. Следовательно, одной из основных особенностей приспособлений к станкам с ЧПУ является необходимость ориентации приспособлений не только в поперечном направлении относительно паза стола станка, но также и в продольном направлении.

4. Станки с ЧПУ выгодно отличаются от традиционных станков-автоматов по способу переналадки, поскольку переналадка таких станков заключается лишь в смене программоносителя. Время простоев станков при их переналадке зависит главным образом не от времени, затрачиваемого на смену перфоленты, а от времени, затрачиваемого на смену или переналадку приспособления и инструмента и его размерную настройку. Следовательно, конструкции приспособлений к станкам с ЧПУ должны обеспечивать их быструю установку и съем со станка или быструю переналадку, а также быстрое отсоединение и присоединение гидросистемы приспособления к гидросистеме станка.

5. Поскольку на станках с ЧПУ обрабатывают максимальное количество поверхностей с одной установки заготовки, установочные и зажимные элементы приспособлений не должны препятствовать подходу режущего инструмента ко всем обрабатываемым поверхностям, обеспечивая при этом ее закрепление без «перехватов», т. е. без перезакреплений в процессе обработки.

6. Для повышения эффективности технологической оснастки в мелкосерийном и серийном производстве необходимо обеспечить возможность частичного или полного повторного ее использования при смене объекта производства. Конструкция оснастки должна обеспечивать возможность ее переналадки.

7. Необходимо применять быстродействующие механизированные зажимы. Чаще всего используют универсальные гидравлические зажимные устройства. При длительном цикле обработки наиболее целесообразно переустанавливать заготовку вне станка во время его работы.

8. На станках с ЧПУ при обработке заготовок корпусных деталей особенно эффективно применение двух приспособлений, устанавливаемых на подкладных плитах (поддонах), обеспечивающих смену заготовок вне станка. Во время обработки заготовки, установленной в одном из приспособлений, находящемся на столе станка, во втором приспособлении, установленном в это время на загрузочно-разгрузоч-ной позиции двухпозиционного вспомогательного стола около станка, производится съем обработанной заготовки и установка новой. Таким образом, станок простаивает лишь в течение времени, затрачиваемого на смену приспособлений с заготовкой. Следовательно, при проектировании подкладных плит важно обеспечить их быструю ориентацию на станке и быстрое закрепление.

Для быстрого закрепления и раскрепления подкладных плит с приспособлениями применяют универсальные гидравлические зажимные устройства с автоматическим поворотом или отводом прихватов. В приспособлениях, установленных на подкладных плитах, механизированные зажимные устройства не применяют, так как при съеме поддонов со стола станка необходимо отсоединять пневмо- или гидросистемы зажимных устройств.

Для сокращения времени на смену заготовок в некоторых конструкциях многооперационных станков имеются два стола, установленных на поворотном столе. Столы поочередно являются рабочими и загрузочно-разгрузочными. Смена заготовок осуществляется поворотом стола на 180°. При этом нет необходимости в подкладных плитах, так как приспособления устанавливают на обоих столах станка. Некоторые многооперационные станки имеют два стола с прямолинейным перемещением поочередно в рабочую позицию по команде программного управления. Имеются также конструкции многооперационных станков с четырьмя столами: двумя прямоугольными и двумя поворотными с автоматическим делением по заданной программе. Приспособления устанавливают в зависимости от технологического процесса обработки либо на двух прямоугольных столах, либо на двух поворотных, являющихся поочередно рабочими и загрузочно-разгрузочными.

Рисунок 1 -

Рисунок 2 - Типы сменных столов станков с ЧПУ

На рис. 2 показаны различные способы совмещения времени установки и закрепления заготовки в приспособлении с работой станка. На рис.2, а на поворотных столах устанавливают два приспособления. Обработка ведется по маятниковому методу. Смена заготовок производится в нерабочей позиции. Несовмещенное время тратится только на быстрое перемещение стола из одной позиции в другую.

На рис.2, б станок имеет двухпозиционный поворотный стол с независимым перемещение каждой половины, на которых установлены рабочие поворотные столы. Несовмещенное время равно повороту стола на 180⁰.

Рисунок 3 - Устройство смены паллет

Устройство автоматической смены палет многоцелевого станка показано на рис.3. На поворотном столе станке и расположенном слева от него вспомогательном столе I в позиции Анаходятся налеты 4 и 5 с планками 2 и 3. Справа от стола станка находится второй вспомогательный стол — позиция В. В процессе обработки заготовки, находящейся на паллете 5, установленной на стволе 10 станка, вторая заготовка находится на налете 4. установленной в позиции ожидания А. По окончании обработки палета 5 автоматически перемешается в позицию В. а налета 4 — с позиции А на стол станка.