Модернизация универсальных фрезерных станков: применение делительных приспособлений и приспособлений, расширяющих технологические возможности оборудования

22 Января 2013

Рассматриваются вопросы модернизации универсальных фрезерных станков за счет установки на них делительных приспособлений для фрезерования шпоночных пазов и лысок, кулачков, зубчатых муфт, квадратов и шестигранников.
Приведены сведения о дополнительных приспособлениях, расширяющих технологические возможности этого вида оборудования (выполнение сверлильных, шлифовальных, долбежных и других операций).

При модернизации универсальных фрезерных станков, состоящей в применении делительных приспособлений*, используют следующие технические решения: механизированный привод зажимных и поворотных элементов, автоматизированный подвод и отвод зажимных элементов, и ручной поворот зажимных элементов. Также широко используют многоместные приспособления, обеспечивающие при выполнении обработок сокращение основного (машинного) времени за счет уменьшения перебегов инструмента и вспомогательного времени в результате управления двигателями (цилиндрами) привода одним устройством (краном или золотником), а также многопозиционные приспособления, сокращающие основное время благодаря уменьшению числа переходов. Находят дальнейшее применение также автоматизированные приспособления с автоматической загрузкой заготовок посредством магазинных и бункерных загрузочных устройств.
На вертикально-фрезерных и других станках с поворотным столом применяют автоматизированные приспособления для непрерывного фрезерования, обеспечивающие перекрытие времени, затрачиваемого на смену заготовок, машинным временем.
Делительное приспособление применяют при фрезеровании шпоночных пазов и лысок на валах, а также кулачков, зубчатых муфт, квадратов и шестигранников, обработка которых связана с поворотом детали на определенный угол.В качестве делительных приспособлений при фрезеровании используют делительные столы и делительные головки. Делительные столы подразделяют на круглые неповоротные и поворотные. Столы бывают с ручным, пневматическим, гидравлическим и электрическим приводом.
На рис. 1, а показан общий вид неповоротного стола с мембранным пневмоприводом, который встроен в основание 1 стола (рис. 1, 6). Мембрана 2 связана со штоком 3. В шток ввинчивают сменные тяги или толкатели, которые зажимают заготовку при подаче воздуха через поворотный кран 4 в полость пневмокамеры.
Поворотный стол может быть выполнен с ручным, гидравлическим или мембранным пневмоприводом. Поворот стола 6 (рис. 1, в) осуществляют вручную штурвалом 5 через червячную пару, вмонтированную в основание 1 стола. Пневмокран 7 служит для управления операциями зажима и разжима заготовки.
Поворотные столы позволяют обрабатывать фасонные поверхности заготовок, а также применять метод непрерывного фрезерования, когда во время обработки одной заготовки обработанные детали снимаются, а на их место устанавливаются новые заготовки. При этом столу может сообщаться непрерывное вращение от отдельного привода или от привода станка. Иногда столы имеют встроенный зажимной механизм с пневматическим или гидравлическим приводом.
На рис. 2 представлен круглый поворотный стол с приводом от механизма подачи фрезерного станка. Движение вращения круглый стол 1 получает от ходового винта 6 при перемещении продольного стола 3 консольно-фрезерного станка во время подачи через сменные зубчатые колеса 5 в корпусе 4 и карданный вал 2.

Конструкция круглого стола, позволяющая выполнять только периодическое деление, показана на рис. 3, а. Стол состоит из основания 3, планшайбы 4, сменного делительного диска 7 и фиксатора 6. Для поворота заготовки фиксатор выводят рукояткой 2 из впадины делительного диска и поворачивают планшайбу вместе с заготовкой ручкой 5 на требуемое число впадин, после чего рукоятку 2 отпускают. Под действием пружины фиксатор 6 заскакивает во впадину. Для жесткого и надежного закрепления планшайбы служит стопорный механизм 8 (в виде западающего фиксатора), приводимый в действие рукояткой 1. В столах такого типа операция деления может быть механизирована. Например, на рис. 3, б показана схема стола с поворотом планшайбы 16 от пневмоцилиндра 15. В этом случае дополнительно устанавливают храповое колесо 12, связанное с делительным диском 11, и кольцо 13 с собачкой 9 и фиксатором 10, перемещаемое штоком 14.

Для модернизации крупных фрезерных станков с ЧПУ одна из фирм использует типовые конструкции поворотных столов с их управлением от ЧПУ в рамках управления станком (рис. 4). На продольном столе 1 установлен накладной поворотный стол 2. Максимальный угол поворота стола 360°, точность позиционирования ± 3"; точность повторения ± 3". Увеличивается число управляемых координат.

Модернизация основана на применении высококачественных комплектующих от ведущих фирм производителей, таких как Siemens, Bosch Rexroth, Parker, Hawe, Lapp, Igus, RSF, Sauter, Flender и др.

Делительные головки применяются на консольных универсально-фрезерных станках с ручным управлением. Делительные головки служат для установки заготовки под требуемым углом относительно стола станка, ее поворота вокруг своей оси на определенные углы, сообщения заготовке непрерывного вращения при фрезеровании винтовых канавок. Конструкции делительных головок известны. Их изготавливают на специализированных фирмах. Однако имеется ряд простых вспомогательных принадлежностей, которые могут найти применение при модернизации станков с делительными головками.
В качестве примеров на рис. 5 показаны вспомогательные принадлежности к универсальным делительным головкам.

Приспособления, расширяющие технологические возможности универсальных фрезерных станков, подразделяют на две группы. Приспособления одной группы: дополнительные одно- и многошпиндельные фрезерные головки, головки для фрезерования реек, копировальные приспособления и др. — не изменяют основного назначения станка, а приспособления другой группы: долбежные, сверлильные и шлифовальные головки — в корне меняют характер выполняемых на станке технологических операций.
Дополнительная вертикально-фрезерная головка (рис. 6, а), устанавливаемая на горизонтально-фрезерном станке, делает его более универсальным. Головку 2 крепят на вертикальных направляющих 1 станины. Шпиндель 3 головки приводится во вращение от шпинделя станка через зубчатые колеса.
Приспособление для фрезерования реек (рис. 6, 6), закрепляемое на хоботе 4 горизонтально-фрезерного станка, приводится в действие от шпинделя 5 станка. Впадину рейки прорезают фрезой 6 при поперечной подаче стола, а смещение рейки на один шаг выполняется вместе со столом в продольном направлении.
Двухшпиндельная фрезерная головка (рис. 6, в), может быть использована при обработке заготовки сразу с двух сторон или при фрезеровании ступенчатых поверхностей. В последнем случае один из шпинделей имеет осевое установочное перемещение. В некоторых конструкциях двухшпиндельных фрезерных головок можно регулировать расстояние между осями шпинделей.
Сверлильная головка (рис. 6, г), установленная на станке, имеет привод шпинделя от электродвигателя 7 через коробку скоростей 8. Сверлильную головку используют при сверлении малых отверстий, когда необходима большая частота вращения инструмента.
Шлифовальную головку, показанную на рис. 6, д, устанавливают на станине консольно-фрезерного станка, ее шпиндель 11 приводится во вращение шпинделем станка через две ременные передачи, что повышает частоту его вращения.
Долбежную головку (рис. 6, е) используют на фрезерном станке при отсутствии на производстве долбежного станка. Головку устанавливают на станине горизонтально-фрезерного станка. Ползун 9 с резцом 10 получает возвратно-поступательное движение от шпинделя станка через кривошипно-шатунный механизм.
Для выполнения работ повышенной точности на универсальных станках нормального класса на стол станка (рис. 6, ж) устанавливают дополнительный крестовый стол 15.
Дальнейшее расширение технологических возможностей горизонтальных и вертикальных фрезерных станков обеспечивает установка на поворотном столе 14 (рис. 6, з) дополнительного стола 12 с пазами для продольных перемещений. Дополнительный стол перемещается с помощью рукоятки 13. На станках с СЧПУ поворот стола и продольное перемещение могут осуществляться от системы управления.

_______________

* Черпаков Б. И. Технологическая оснастка. М.: Издательский дом «Академия№, 2003. 283 с.

Б.И. Черпаков
Журнал «Ремонт, восстановление, модернизация» №12, 2004 г.