Агрегатные станки Классификация и типовые компоновки Агрегатными называют станки, которые компонуют из нормализованных и частично специальных узлов и деталей путем объединения их в единый агрегат (рабочий комплекс) с общей системой управления и контроля. На агрегатных станках выполняют сверление, зенкерование, развертывание и растачивание отверстий, обтачивание наруж­ных поверхностей, протачивание канавок, нарезание резьбы, подрезание торцов, раскатывание цилиндрических и коничес­ких отверстий, фрезерование поверхностей, контроль качества продукции. Традиционные агрегатные станки (с ручным управлением) применяют в массовом и крупносерийном производстве, агре­гатные станки с ЧПУ в среднесерийном. Агрегатный станок проектируют специально для изготовле­ния деталей одного типа или нескольких однотипных, поэтому его конструкция существенно зависит от формы и размеров за­готовки, а также от технологии ее обработки.

Главное преимущество агрегатных станков состоит в том, что легко перекомпонуются и сравнительно быстро составляются из стандартных узлов с наименьшими затратами и за доволь­но короткое время.

Рисунок 2 - Типовые компоновки многопозиционных агрегатных станков с поворотным делительным столом (а, в вертикальные; б, г, е го­ризонтальные; д вертикально- горизонтальные), с центральной колонной (ж) и с кольцевым столом (з): 1 зажимное приспособление, 2 стол; 3 колонна; 4, 5 силовые узлы; 6 станина

В компоновке многопозиционного агрегатного станка с пря­молинейным движением заготовок от позиции к позиции стол перемешается прямолинейно относительно силовых головок. Аналогичны и компоновки агрегатных станков с ЧПУ. Все агрегатные станки чаще всего работают в полуавтомати­ческом цикле. Если они снабжены загрузочными и разгрузочны­ми устройствами или ПР, то они работают как автоматы и мо­гут встраиваться в автоматические линии.

Силовые головки Силовая головка это узел агрегатного станка, который несет инструментальную насадку и выполняет все движения инструмента: главное вращательное движение, движение подач ускоренный подвод и ускоренный отвод. Силовые головки, шпиндель которых совершает одновременно главное движение и движение подачи, называются самодействующими. Если шпиндель совершает только главное движение, а дви­ жение подачи осуществляется другими механизмами, то сило­ вые головки называютсянесамодействующими. Применение несамодействуюших головок увеличивает площадь, занимаемую станком, но упрощает обслуживание и ремонт. По роду привода силовые головки подразделяются на элект­ ромеханические, гидравлические и пневмогидравлические.

Силовые столы Силовые столы применяют для прямолинейных установоч­ных перемещений и рабочей подачи режущего инструмента. Они предназначены для установки на них не само действующих силовых головок (фрезерных, сверлильных бабок и др.) с само­стоятельным приводом вращения. Рабочий цикл стола: быстрый подвод рабочая подача быстрый отвод. Привод подач у силовых столов может быть электромеханическим и гидравли­ ческим. Столы выпускают нормальной и повышенной точнос­ти с максимальной тяговой силой подачи кН и мощнос­тью к Вт.

Поворотные делительные столы Для периодического перемещения заготовок с одной пози­ции на другую с точной фиксацией на каждой позиции приме­няются поворотные делительные столы. Конструкции поворот­ных столов делятся на горизонтальные и вертикальные в зависимости от плоскости поворота в пространстве.

Компоновка станков Осн овные определения. Задачи компоновочного проектирования станков Определяющую роль при размерной обработке заготовок играют траектории движений формообразования, от которых зависит самый важный показатель качества станка – его точность. Заданные траектории формообразующих движений и их расположение в пространстве обеспечиваются исполнительными звеньями и несущей системой станка. Совокупность исполнительных звеньев и деталей несущей системы, которая характеризуется их количеством, типом, пространственным расположением и пропорциями, называется компоновкой станка. Сами исполнительные звенья станка, узлы и детали его несущей системы (включая стыки) будем называть далее элементами компоновки.

Компоновка станка, как правило, состоит из одного стационарного (постоянно неподвижного) и нескольких подвижных элементов, разделенных стыками. Стационарный элемент компоновки не обязательно соответствует станине. Он может быть образован станиной и неподвижной стойкой (как у расточного станка), станиной и шпиндельной бабкой (как у обычного токарного станка) и т.п. каждый подвижный элемент компоновки выполняет одно определенное координатное движение, перемещаясь по направляющим подвижного стыка.

Совокупность элемента компоновки и соответствующего ему подвижного стыка называется подвижным блоком. Ряд подвижных блоков от исполнительного звена до стационарного элемента компоновки образует ветвь компоновки. Ветви составляют компоновку станка. Она представляет собой конструкционную структуру, строение станка, но без детализации отдельных его элементов. Отсутствие детализации проявляется, например, в том, что элементы компоновки обычно изображают как простые геометрические тела (призмы, цилиндры и др.) или их комбинации. Для их изображения необходимо указать, кроме типа, лишь размеры, в основном определяющие габарит элементов компоновки – так называемые компоновочные параметры, которые служат как бы связующим звеном между компоновкой и непосредственно конструкций узлов станка.

Компоновке обычного токарного станка (рис) соответствует расположение неподвижной бабки с вращающимся шпинделем на станине, по направляющим которой перемещается продольный суппорт с поперечными салазками.

б – с продольным перемещением шпиндельной бабки перемещение П 2 шпиндельной бабке, оставив суппорту лишь поперечную подачу П 3, то получится иная компоновка, свойственная токарным станкам фасонно-продольного точения (рис., б). Структура обеих компоновок различна. Формообразующие свойства и кинематическая структура одинаковы. Введем понятие компоновочного фактора, назвав им возможное существенное воздействие конструктора на показатели качества станка через выбор его компоновки.

В состав компоновочных факторов входят: 1) структура компоновки как совокупность определенным образом связанных элементов (стационарного и подвижных, совершающих координатные движения); 2) пространственное расположение элементов компоновки (в частности основных плоскостей стыков); 3) габариты элементов компоновки (главным образом их размерные пропорции), от которых зависит соотношение жесткостей элементов компоновки по разным координатным осям; 4) вылеты – координатные расстояния (рис) между центрами жесткости стыков и точками приложения нагрузки (силы резания, веса элементов), сильно влияющие на перенос силовых воздействий и перемещений; 5) факторы категории сопряжений – типы подвижных стыков, отличающиеся соотношением длин подвижной и неподвижной частей. Компоновочные факторы не зависят от конструкции узлов станка. Все они имеют количественное выражение и в значительной степени влияют на основные показатели качества станка.

Классификация систем адаптивного управления. В настоящее время под системой адаптивного управления металлорежущего станка понимают комплекс технических и программных средств, обеспечивающих автоматическое управление процессом обработки в соответствии с поставленной целью. В зависимости от того, что является предметом управления (регулирования) САУ в станкостроении принято подразделять на технологические и геометрические. Технологические САУ управляют технологическими параметрами, в основном, режимами резания; геометрические – точностью обработки. Кроме того, выделяют комбинированные САУ, управляющие как технологическими, так и геометрическими параметрами. В зависимости от используемого принципа управления САУ как технологические, так и геометрические подразделяются на предельные, оптимальные и самообучающиеся (интеллектуальны е). Адаптивные системы предельного управления в свою очередь подразделяются на системы стабилизации следящие и системы программного регулирования. Системы стабилизации, как это можно заметить из названия, предназначены для поддержания какого-либо параметра на заданном уровне: мощности резания, крутящего момента, силы резания, скорости резания, координаты положения инструмента и т.д. Следящие системы предназначены для управления положением детали или инструмента с целью компенсации упругих деформаций системы СПИД, погрешности кинематических цепей и т.п.