Фрезерные станки с ЧПУ

Такие станки эффективнее традиционных с ручным управлением ввиду повышенной производительности (более чем в 3 раза) и возможности обработки без специальной дорогостоящей оснастки (шаблонов, фасонных фрез и т.п.). Фрезерные станки оснащают прямоугольными, контурными и универсальными УЧПУ. Первые применяют для обработки уступов, пазов и других плоскостей на разных уровнях. Контурное управление используют для обработки внутренних или наружных поверхностей сложной конфигурации, например, дисковых кулачков. Важной характеристикой является число управляемых координат (от двух до пяти, но чаще 3), в том числе одновременно управляемых (обычно 2-3). Помимо прямолинейных перемещений может программироваться поворот головки с заготовкой или наклон оси фрезерного шпинделя. Дискретность задания перемещения по осям координат обычно 0,01 мм. Программу вводят с перфолентой или через пульт (оперативная система).

Наиболее распространены следующие компоновки фрезерных станков с ЧПУ: вертикальные с крестовым столом, продольные с подвижной (а иногда неподвижной) поперечиной, широкоуниверсальные инструментальные.

Рис. 87. Кинематическая схема станка с ЧПУ.

Бесконсольный (другое название – с крестовым столом) вертикально-фрезерный станок с ЧПУ (рис. 87) предназначен для выполнения универсальных фрезерных работ в условиях единичного и мелко­серийного производства, может выполнять операции сверления и раста­чивания, обеспечивает высокую жесткость и точность благодаря отсут­ствию консоли под столом и подвижной гильзы у шпинделя. Любые вертикальные перемещения выполняет шпиндельная бабка.

По ГОСТ 9726–89 для такого станка по классу П установлены следующие допуски (мкм): на точность линейного одностороннего позиционирования при длине перемещения свыше 400 до 1000 мм – 25; на круглость отверстия, обработанного фрезой при контурном ПУ, – 12; на прямолинейность наклонных граней – 20.

Устройство ЧПУ– универсальное, типа ЗС150, с линейно-круговым интерполятором, с блоком для расчета эквидистанты. Система ЧПУ фазово-импульсная, со следящим электроприводом. Количество управляемых (в том числе одновременно) осей координат – 3. Дискретность задания перемещения, мкм – 1.

Привод главного движения содержит двигатель M1 и устройство для переключения диапазонов регулирования, в котором передвижное колесо Z = 31 сопряжено с колесом Z = 73 либо входит во внутреннее зацепление с полумуфтой на косозубом колесе Z = 106.

Приводы подач и установочных перемещений от высокомоментных двигателей М2, МЗ, М4 постоянного тока со встроенным тахогенератором, тормозом и револьвером унифицированы. Двигатель М2 сблокирован с гидроцилиндром (не показан) зажима шпиндельной бабки. Гидравлический цилиндр Ц уравновешивает бабку.

Особенности конструкции базовых элементов: плоские замкнутые направляющие станка армированы лентой из фторопласта; боковые направляющие шпиндельной бабки имеют роликовые опоры. В опорах шпинделя использованы радиально-упорные подшипники. Для разжима инструмента применен гидроцилиндр.

Рис. 88 Шпиндельная бабка с ползуном вертикально-фрезерного станка с ЧПУ.

Шпиндельная бабка (рис. 88) вертикально-фрезерного станка с ЧПУ обеспечивает вращение шпинделя 15 и его программируемое осевое перемещение вместе с ползуном 1. Для вращения служат опоры качения с двухрядным роликовым 14 и упорными шариковыми подшипниками 13 снизу, парой радиально-упорных шарикоподшипников 10 сверху, а также зубчатые колеса 3, 4, 5, 6, 7; крутящий момент со шлицевой втулки 8 передается на хвостовик шпинделя. Предварительный натяг в подшипнике 14 зависит от длины кольца 16, в подшипниках 13 – от регулировки гайки 12 (через технологическое отверстие, закрытое пробкой 11), в подшипниках 10 – от разности длин распорных колец. Ползун 1 характерен для вертикальных станков с ЧПУ (вместо гильзы на станках без ЧПУ). Он перемещается по прямоугольным направляющим (не показаны) с помощью шарикового ходового винта 17 и гайки 9, винт получает вращение через редуктор (не показан). Зажим инструмента в шпинделе – электромеханический, с использованием стандартного устройства, закрепленного на ползуне сверху. Благодаря центрирующему пояску, сопрягающему корпус 2 бабки со стойкой, можно регулировать наклон оси шпинделя.