Для обработки металлических заготовок используют различное оборудование. Горизонтально-расточной станок является универсальным, обеспечивающим выполнение разнообразных операций с помощью разных инструментов.
1 Горизонтально-расточное оборудование – назначение и особенности
Горизонтально-расточное станочное оборудование является подвидом группы металлорежущих многофункциональных устройств, предназначенных для обработки различным инструментом заготовок больших размеров. В эту категорию оборудования входят еще 2 типа станков – координатно-расточные, а также алмазно-расточные.
Всем этим металлорежущим промышленным оснащением можно выполнять растачивание, сверление, зенкерование, подрезку торцов, обтачивание цилиндрических заготовок, нарезание резьб (наружной, внутренней), фрезерование (торцевое и цилиндрическое). В ряде случаев на расточных станках производят окончательную обработку детали без последующей ее перестановки на какое-либо другое оборудование. Расточные станки имеют отличительную особенность – оснащены шпинделем (специальный вал регулируемой длины с зажимным механизмом), в который закрепляют инструмент :
- сверло;
- развертку;
- зенкер;
- фрезу;
- борштангу (приспособление для крепления инструмента) с резцами;
- другой.
Шпиндель совершает перемещение инструмента в заданное положение. Эти движения в расточном оборудовании обеспечиваются работой различных узлов, состав и функционирование которых зависят от назначения, размеров, компоновки станка, а также от количества, характера производимых операций. Горизонтально-расточное станочное оборудование получило наибольшее распространение, оно универсально и применяется для обработки изделий в условиях промышленного как серийного, так и единичного производства. Эти горизонтальным шпинделем, установленном в бабке, перемещаемой по передней стойке вверх и вниз.
Именно шпиндельный узел обеспечивает широкую универсальность оборудования. Он состоит из следующих узлов:
- полого шпинделя, оснащенного планшайбой (шайбовый механизм, преобразующий движение вращение в возвратно-поступательное), обеспечивающей позиционирование закрепленного инструмента;
- расточного внутреннего шпинделя, перемещающегося горизонтально в осевом направлении, выполняя движение подачи.
У внутреннего шпинделя и планшайбы, имеющей радиальный суппорт, приводы раздельные. Эта конструктивная особенность и применение различных приспособлений существенно расширяют функционально-технологические возможности горизонтально-расточного оборудования (совмещение переходов, например). В оборудовании малых размеров стол имеет салазки и сани, обеспечивающие перемещения в поперечном и продольном направлениях. Механизмы, обеспечивающие смену положения стола, позволяют сообщать ему как медленное (со скоростью подачи при обработке) движение, так и установочное быстрое, а также ручное перемещение.
Для поворотного стола есть 4 фиксированные позиции, расположенные через 90°. Устройство вращения предусматривает ручной, а также механический разворот стола с последующей фиксацией и закреплением его. Промежуточные нефиксированные положения выставляются по круговой шкале. В тяжелых станках столы перемещаются в 1 направлении по направляющим непосредственно самой станины посредством червячно-реечных передач. Привод передвижения столов приводится в действие регулируемыми электрическими двигателями постоянного тока.
Задняя стойка станков литая, имеет коробчатую форму. По вертикальным направляющим, расположенным на ней, может передвигаться люнет, который поддерживает борштангу с инструментами.
2 Основные виды универсальных станков
Существует три основных типа горизонтально-расточного универсального оборудования:
- Для обработки средних и мелких заготовок – имеют шпиндель, диаметр которого до 125 мм. Основные узлы конструкции: станина; неподвижная передняя стойка; задняя стойка, оснащенная люнетом; шпиндельная бабка; стол, перемещающийся в 2 перпендикулярных относительно друг друга направлениях.
- Для крупных и средних изделий – шпиндель 100–200 мм. Основные узлы такие же, как у оборудования малых размеров. Стойки и стол перемещаются в 1 направлении взаимно перпендикулярно (поперечно или продольно).
- Для особо крупных заготовок – шпиндель 125–320 мм. Колонка (передняя стойка) передвигается в 1 или 2 направлениях. Тяжелые станки не имеют стола. Крепление заготовки осуществляют непосредственно на станине.
Главное движение малого размера – вращение шпинделя. Перемещение подачи передается либо заготовке, либо инструменту, что зависит от вида обработки изделия. Первый вариант подачи осуществляется благодаря движению стола в одном из направлений. Второй – за счет вертикального перемещения бабки или осевого движения шпинделя, либо радиального смещения резца по планшайбе.
Вспомогательные движения малых станков – установочная смена положения стола по 2 координатам, шпиндельной бабки вверх или вниз, задней стойки или люнета на ней, переключение скоростей осуществления подач и так далее. В средней и тяжелой серии станков движения и перемещения исполнительных механизмов такие же, как и у оборудования малых размеров, и определяются их компоновкой.
В наиболее универсальных тяжелых станках передняя стойка передвигается поперечно по направляющим станины, а продольно – по промежуточным саням с направляющими. Перемещение стойки производится со скоростью установочных движений, а также рабочих подач (как при фрезеровании). Задняя стойка меняет положение только в поперечном направлении.
В приводах подачи и шпинделя используются электродвигатели постоянного или переменного тока, установленные на шпиндельной бабке. В оборудовании малых размеров для смены положения шпиндельной бабки, стола, задней стойки предусмотрены отдельные электродвигатель и коробка передач.
3 Горизонтально-расточное оборудование с ЧПУ
Горизонтально-расточной станок с ЧПУ, в отличие от обычного универсального такого же оборудования, оснащен позиционной замкнутой системой программируемого управления, которая обеспечивает точность и последовательность всех необходимых операций по обработке заготовки. Значения задаваемых и текущих перемещений по осям отображаются с помощью цифровой индикации. В качестве датчиков, осуществляющих обратную связь между исполнительными узлами и устройством ЧПУ, применены сельсины.
Количество управляемых координатных осей равно 5/2 (всего/одновременно). Дискретность (точность) отсчета (перемещения) по осям – 0,01 мм. Помимо этого, возможно введение корректировки положения и длины инструмента. Станок с ЧПУ имеет выдвижной шпиндель, поворотный поперечно-подвижный стол, продольно-подвижную переднюю стойку. Шпиндель осуществляет вращательное (главное) движение и перемещение по оси (подача).
Салазки перемещаются редуктором подачи по направляющим станины, расположенным горизонтально. Стол перемещается в поперечном направлении посредством редуктора подачи и имеет запрограммированный поворот. Шпиндельная бабка меняет положение, передвигаясь по направляющим вертикальной стойки. Шпиндель получает главное движение от электрического двигателя постоянного тока, передаваемое через модули зубчатых колес и передачу. Блоки и муфта переключаются электрогидравлическим устройством. При механическом переключении ступеней подача выключается, а при электрическом управлении не отключается.
Поворот стола производится от вала двигателя через червячную или иную передачу. Чтобы поворотный стол устанавливался через 90°, на его салазках смонтирован индуктивный датчик, а сам стол оснащен 4 магнитоприводами, имеющими конструкцию, позволяющую регулировать в небольших пределах угол поворота. При подходе магнитопровода к датчику стол перемещается на заданной маленькой скорости.
Подвижные механизмы расточного станка зажимаются индивидуальными наборами тарельчатых пружин, а разжимаются гидравликой. Станочная гидросистема осуществляет отжим подвижных устройств, инструмента, закрепленного в шпинделе, а также переключение ступеней основного привода.
4 Горизонтальный координатно-расточной станок – высокая точность обработки
Такой станок – оборудование, предназначенное для обработки различных пазов, отверстий, плоскостей, взаимное расположение которых относительно базовых точек, поверхностей детали должно иметь особо высокую точность. На таких станках выполняют почти все операции, предусмотренные для расточного оборудования. Помимо этого, на них можно производить разметочные работы.
Для обеспечения точности координатных передвижений узлов станки оснащены различными механическими, индуктивными, электронными и оптико-механическими устройствами отсчета, позволяющими измерять перемещения всех подвижных модулей с очень высокой точностью. Поворотные столы на таком оборудовании установлены универсальные, обеспечивающие возможность обработки наклонных отверстий и выполнения операций в полярной системе координат.
Оборудование подразделяют на одностоечное и двухстоечное. Движения, производимые координатно-расточным оборудованием:
- главное – вращение шпинделя;
- подачи – вертикальное перемещение шпиндельного узла;
- установочные:
- в одностоечных станках – поперечное и продольное перемещение подвижного стола на заданные осевые координаты и вертикальное позиционирование шпиндельной бабки в соответствии с высотой детали;
- в двухстоечных – стол перемещается продольно, шпиндельная бабка поперечно позиционируется на траверсе, которая может передвигаться вертикально.
На данных станках режущий инструмент и изделие взаимно перемещаются (с линейной точностью до 2 мкм) по осям прямоугольных координат. Конструкция оборудования выполнена особо жесткой, с очень плавными передачами всех движений и тщательно сбалансированными быстровращающимися деталями (чтобы уменьшить вибрацию).
На расточных станках для обработки поверхностей используют различные инструменты: резцы, сверла, зенкеры, развертки, метчики, фрезы.
Рис. 1. Инструменты для расточных станков
Расточные резцы по форме поперечного сечения корпуса подразделяют на квадратные , прямоугольные (рис. 1, а) и круглые (рис. 1, б).В зависимости от вида обработки используют различные типы расточных резцов: проходные
, подрезные
, канавочные
и резьбовые
. Широко применяют
пластинчатые резцы - основной инструмент для растачивания отверстий диаметром более 20 мм. Пластинчатые резцы делят на одно- и
двухлезвийные (рис. 1, в).
Двухлезвийные пластинчатые резцы выполняют по размеру растачиваемого отверстия.
Расточные блоки (рис. 1, г) представляют собой сборную конструкцию, состоящую из корпуса 1 и вставных регулируемых резцов 2, закрепленных винтами 3 и 4. Резцы регулируют по диаметру растачиваемого отверстия.
Расточные головки применяют для обработки отверстий большого диаметра. На рис. 1, д показана разъемная расточная головка для обработки отверстий диаметром 130 - 225 мм. Подрезные резцы головки предварительно устанавливают по диаметру и торцу на заданный размер, что позволяет обрабатывать ряд соосных отверстий как по диаметру, так и по торцам.
Специальные
развертки с нерегулируемыми и регулируемыми ножами применяют для окончательной обработки отверстий после предварительного растачивания
их резцами. Регулируемая плавающая развертка (рис. 1, е) имеет два ножа 5, взаимно перемещающихся по шпонке 7 и скрепленных винтами 6 при упоре в винт 8, положение которого регулируется в зависимости от заданного размера обрабатываемого отверстия. Развертка оснащена
пластинками из твердого сплава.
Приспособления для обработки заготовок на расточных станках
Заготовки на столе расточного станка закрепляют с помощью различных универсальных приспособлений: прижимных планок, станочных болтов, угольников, призм (см. рис. 2).Рис. 2. Приспособления для закрепления заготовок на станках
При обработке отверстий и плоскостей, расположенных под углом к основанию заготовки или друг к другу, применяют угольники. Заготовки с опорными поверхностями цилиндрической формы устанавливают на призмы.
Корпусные детали отличаются большим многообразием форм и размеров обрабатываемых поверхностей и точностью их обработки. В зависимости от этого используют различные конструкции расточных кондукторов для закрепления корпусных заготовок и обеспечения правильного положения инструмента относительно обрабатываемой поверхности.
Режущий инструмент на расточных станках закрепляют с помощью вспомогательного инструмента: консольных оправок, двухопорных оправок и патронов. Использование вспомогательного инструмента обусловлено тем, что резец нельзя непосредственно закреплять в расточном шпинделе или радиальном суппорте. Расточные оправки имеют прямоугольные, квадратные или круглые окна для установки резцов, расположенные под углом 45 или 90° к оси вращения оправки. Короткие консольные оправки предназначены для закрепления одного или двух резцов при растачивании глухих и сквозных отверстий небольшой длины.
Рис. 3. Оправки для закрепления режущего инструмента
Для растачивания отверстий, находящихся на большом расстоянии от торца планшайбы станка, или нескольких соосных отверстий используют удлиненные консольные оправки
(рис. 3, а). Применяют консольные оправки также для пластинчатых
плавающих разверток (рис. 3, б).
Пластинку 3 вставляют в гнездо оправки и винтом 1 удерживают от выпадения. В то же время
благодаря наличию небольшого зазора (0,1 - 0,15 мм) между пазом 2 пластинки 3 и винтом 1 развертка может самоустанавливаться («плавать»).
Двухопорная расточная оправка (рис. 3, в) представляет собой длинный вал с коническим хвостовиком на одном конце для установки его в шпинделе станка. Другой конец оправки закрепляют в люнете задней стойки станка. По длине оправки расположены окна для установки стержневых и пластинчатых резцов.
Обработка заготовок на горизонтально-расточных станках
Горизонтально-расточные станки относятся к числу наиболее распространенных, на их базе выполнены конструкции других универсальных и специальных расточных станков.На расточных станках обрабатывают отверстия, наружный цилиндрические и плоские поверхности, уступы, канавки, реже конические отверстия и нарезают внутреннюю и наружную резьбы резцами. Наиболее распространенный вид обработки на расточных станках - растачивание отверстий.
Растачивание цилиндрических отверстий выполняют резцами, установленными на консольной или двухопорной оправке. Использование консольной оправки целесообразно в тех случаях, когда длина обрабатываемого отверстия l < 5D , так как с увеличением длины оправки снижается ее жесткость.
Рис. 4. Схемы обработки заготовок на горизонтально-расточных станках.
На рис. 4, а показана схема растачивания отверстия небольшой длины двухлезвийным пластинчатым резцом, закрепленным в консольной оправке. Заготовке сообщают продольную подачу. При небольшой длине отверстия, когда возможна работа с короткой жесткой оправкой, растачивают при осевой подаче расточного шпинделя. Растачиванием с продольной подачей заготовки получают более правильное отверстие вследствие постоянного вылета шпинделя.
Отверстия с отношением l/D > 5 и соосные отверстия растачивают резцами, закрепленными в двухопорной оправке.
На рис. 4, б показано одновременное растачивание двух соосных отверстий. Оправка с резцами получает главное вращательное движение,
а заготовка - продольную подачу в направлении от задней стойки к шпиндельной бабке.
Отверстия большого диаметра, но малой длины, растачивают резцом, закрепленным в радиальном суппорте планшайбы (рис. 4, в). Планшайбе с резцом сообщают главное вращательное движение, а столу с заготовкой - продольную подачу. Отверстия диаметром более 130 мм обрабатывают расточными блоками и головками.Растачивание параллельных и взаимно перпендикулярных отверстий выполняют с одной установки заготовки. После растачивания первого
отверстия перемещают стол в поперечном направлении или шпиндельную бабку в вертикальном направлении на величину, равную
межцентровому расстоянию, затем растачивают второе и другие отверстия. Если требуется расточить взаимно перпендикулярные отверстия,
то после растачивания первого отверстия стол поворачивают на 90° и растачивают второе отверстие.
Растачивание
конических отверстий осуществляют расточными головками, закрепленными в расточном шпинделе, которому сообщают осевую подачу. Конические отверстия диаметром более 80 мм растачивают резцом с использованием универсального приспособления, смонтированного на радиальном суппорте планшайбы (рис. 4, г).
Сверление, зенкерование, развертывание, цекование, зенкование и нарезание резьбы метчиками выполняют на расточных станках так же, как и на вертикально-сверлильных. Инструмент закрепляют в расточном шпинделе и сообщают ему главное вращательное движение и осевую подачу. Заготовка, установленная на столе станка, остается неподвижной.
Расточные станки предназначаются для обработки деталей в условиях единичного и серийного производств. Это широкоуниверсальные станки, на которых можно производить черновое и чистовое растачивание отверстий, обтачивание наружных цилиндрических поверхностей, торцев отверстий, сверление, зенкерование, развертывание, фрезерование плоскостей, нарезание резьбы и другие операции. Большое разнообразие различных видов обработки, производимых на расточных станках, позволяет в ряде случаев проводить полную обработку детали без перестановки ее на другие станки.
В зависимости от характера выполняемых операций, назначения и конструктивных особенностей расточные станки подразделяют на универсальные и специализированные. В свою очередь, универсальные станки разделяются на горизонтально-расточные, координатно-расточные и алмазно-расточные (отделочно-расточные). Для всех типов станков наиболее существенным параметром, определяющим все основные размеры станка, является диаметр расточного шпинделя. Характерной особенностью расточных станков является наличие горизонтального шпинделя, который совершает движение осевой подачи. В шпинделе крепится режущий инструмент: борштанга с резцами, сверло, зенкер, фреза, метчик и др.
Формообразующими движениями в расточных станках являются вращение шпинделя и движение подачи. Подача сообщается либо инструменту, либо заготовке в зависимости от условий обработки. Вспомогательными движениями являются установочные перемещения шпиндельной бабки в вертикальном направлении, перемещение стола в продольном и поперечном направлениях, перемещение задней стойки с люнетом, перемещение люнета по стойке и т.д.
На рис.39 показан общий вид горизонтально-расточного станка. На станине 1 установлена стойка 2 , на вертикальных направляющих которой смонтирована шпиндельная бабка 3. В ее корпусе расположены механизмы, осуществляющие главное движение и подачу. Шпиндель коробки скоростей полый, на нем закреплена планшайба 4. В радиальных направляющих последней установлен суппорт 5 , несущий резец. Внутри полого шпинделя смонтирован расточной шпиндель 6. При необходимости в коническое отверстие последнего вставляется конец борштанги, левый конец которой удерживается в люнете 7 задней стойки 8. Люнет расположен соосно со шпинделем и может перемещаться в вертикальном направлении синхронно со шпиндельной бабкой.
Для установки и закрепления заготовок служит стол, состоящий из трех элементов: салазок 10, перемещающихся вдоль станины 1 , каретки 11 , имеющей подачу в поперечном направлении и поворотного рабочего стола 9 .
Главным движением является вращение планшайбы или расточного шпинделя. Движение подачи в зависимости от характера обработки получает деталь (стол) или инструмент (суппорт) 5 , расточной шпиндель или шпиндельная бабка.
Координатно-расточной станок предназначен не только для обработки отверстий с высокой точностью, но и для получения точных межцентровых расстояний. На станке можно измерить линейные размеры и межцентровые расстояния. Шпиндель и стол станка имеют самостоятельные приводы. Привод шпинделя осуществляется от регулируемого электродвигателя постоянного тока.
Рис.39. Общий вид универсального горизонтально-расточного станка
На рис.40 показан алмазно-расточный вертикальный станок, предназначенный для тонкого растачивания отверстий цилиндров блока автомобильного или тракторного двигателя алмазным инструментом или резцами из твердого сплава. Этот станок имеет массивную жесткую конструкцию, что уменьшает вибрации, возникающие от быстровращающихся механизмов.
Рис.40. Алмазно-расточный станок
На фундаментной плите 1 монтируется тумба 2 , а на ней – вертикальная станина 3. На передней части плиты имеются Т-образные пазы для закрепления стола 4. На плите внутри тумбы 2 установлен электродвигатель для привода главного движения. Внутри тумбы установлены насосы для охлаждающей жидкости и смазки, а также электроаппаратура. Внутри станины 3 размещены коробки скоростей и подач, а спереди, на наружной верхней ее части, закреплена шпиндельная головка 5 . По двум прямолинейным направляющим 6 вертикальной станины может перемещаться кронштейн 7 со шпинделем 8.
От электродвигателя через клиноременную передачу, коробку скоростей и плоскоременную передачу шпиндель станка с борштангой получает шесть различных значений частот. Настройка шпинделя с борштангой на различную частоту вращения производится при помощи сменных зубчатых колес коробки скоростей.
Коробка подач также является самостоятельным узлом, вмонтированным внутри станины в верхней ее части. Кроме механизма переключения рабочих подач шпинделя с борштангой в коробке подач находятся механизмы ускоренной подачи и автоматического переключения шпинделя с ускоренного подвода на рабочую подачу, а также на ускоренный возврат в исходное вертикальное положение.
Применяя поставляемые со станком поворотные столы и другие принадлежности, можно также обрабатывать отверстия, заданные в полярной системе координат, наклонные и взаимно перпендикулярные отверстия и протачивать торцовые поверхности.
Координатно-расточной станок оборудован оптическими устройствами, позволяющими отсчитывать целую и дробную части координатного размера. Станок может использоваться как в инструментальных, так и в производственных цехах для точной обработки деталей без специальной оснастки. В условиях нормальной эксплуатации станок обеспечивает точность установки межцентровых расстояний в прямоугольной системе координат 0,004 мм и в полярной системе – пять угловых секунд.
Главным движением при растачивании является вращение инструмента. Движение подачи может совершать заготовка или инструмент. На расточных станках обрабатывают отверстия чаще всего в заготовках корпусных деталей.
Рис. 66. Основные типы расточных станков
Расточные станки изготовляют трех типов: координатно-расточные, горизонтально-расточные и алмазно-расточные. Координатно-расточные станки бывают одностоечные (рис. 66, а ) и двухстоечные. Они предназначены для обработки отверстий с высокой точностью формы, размера и взаимного расположения. Станки снабжают специальными устройствами, которые позволяют с точностью в несколько мкм осуществлять координатные перемещения заготовок со столом или салазками относительно инструмента. Обработку на станках производят в специальных помещениях, в которых поддерживается температура 20±1 0 С.
Горизонтально-расточные станки (рис. 66, б ) предназначены для обработки, как правило, заготовок корпусных деталей. Координатно- и горизонтально-расточные станки применяют в мелкосерийном производстве.
Координатно- и горизонтально-расточные станки выпускают с различными системами ЧПУ. На одних станках программируется и автоматически выполняется установка инструмента по заданным координатам заготовки и фиксация перед обработкой подвижных частей станка, на других – осуществляется программное управление всем циклом обработки после установки заготовки, на третьих, оснащенных дополнительно инструментальными магазинами, что обеспечивает программное управление всем циклом обработки заготовок с большим числом разнообразных поверхностей, включая автоматическую смену инструмента.
На алмазно-расточных станках (рис. 66, в ) обрабатывают с высокой точностью цилиндрические отверстия в корпусных заготовках небольших размеров. Обработка ведется по автоматическому циклу. Эти станки применяют в крупносерийном и массовом производстве.
Наиболее широкое распространение получили горизонтально-расточные станки. На станине 1 таких станков (см. рис. 66, б ) неподвижно закреплена передняя стойка 7. По ее вертикальным направляющим перемещается шпиндельная бабка 6 со шпинделем 5 . Стол 4 перемещается по продольным направляющим станины. В его поперечных направляющих смонтированы салазки 3 , на которых установлен поворотный стол 2 . Вращательное главное движение совершает инструмент, установленный в шпинделе.
Движение подачи может совершать как инструмент – осевое перемещение шпинделя, вертикальное перемещение шпиндельной бабки, так и заготовка – продольное перемещение стола или поперечное перемещение салазок. Наличие поворотного стола дает возможность обрабатывать заготовку с разных сторон без переустановки ее на столе.
13.2.1. Режущий инструмент и схемы обработки на расточных станках
На расточных станках применяют расточные резцы, сверла, зенкеры, развертки, метчики, фрезы. Наиболее широко используют расточные резцы. Обработку проводят проходными, подрезными, канавочными и резьбовыми расточными резцами.
Наибольшее распространение имеет расточный инструмент, выполненный в виде консольной расточной оправки 1 с закрепленным в ней стержневым резцом 2 (рис. 67, а ). Установку резца на заданный диаметр обрабатываемой поверхности осуществляют регулированием его вылета. Точная настройка инструмента облегчается при использовании расточных резцов-вставок с микрометрическим регулированием размера (рис. 67, б ). Расточные оправки, у которых резцы установлены в диаметрально противоположных сторонах, обеспечивают большую точность обработки. Это объясняется тем, что радиальные силы, действующие на резцы, взаимно уравновешиваются. Благодаря этому уменьшаются упругие деформации оправки. Такие инструменты называют расточными головками (рис. 67, в , г ).
Для подрезки применяют резцы, режущая часть которых сделана с главным углом в плане 90 0 (рис. 67, г ).
Рис.67. Инструменты для обработки на расточных станках
В качестве рабочей части расточного инструмента в настоящее время обычно используют многогранные повторно не затачиваемые пластинки из твердого сплава или композита, закрепляют их механически. Тип пластины и ее расположение определяется формой обрабатываемой поверхности и схемой ее обработки.
На расточных станках с ЧПУ, как правило, применяют сборный расточной инструмент. Это позволяет значительно уменьшить его номенклатуру. Он включает в себя унифицированный хвостовик (рис. 67, д ), удлинительный элемент 2 и головку 3 . Хвостовики расточного инструмента для станков с магазином имеют специальные элементы, за которые схват автооператора удерживает его при транспортировании к шпинделю из магазина и обратно.
Скорость резания, подачу и глубину резания при растачивании определяют, как и для точения. На горизонтально-расточных станках обрабатывают внутренние (цилиндрические, торцовые и резьбовые), наружные (торцовые и цилиндрические) поверхности вращения, а также плоские поверхности.
Растачивание цилиндрических поверхностей производят расточными проходными резцами (рис. 67, а ). Подрезание торцов небольших размеров делают инструментом для подрезных работ (рис. 66, б ).
Рис. 67. Схемы обработки поверхностей на расточных станках
Некоторые горизонтально-расточные станки имеют планшайбу с радиальным суппортом.
Внутренние цилиндрические поверхности очень большого диаметра растачивают расточным резцом, установленным на планшайбе станка в оправке (рис.67, в ). Главное движение совершает инструмент, вращающийся вместе с планшайбой. Аналогичным образом обрабатывают короткие наружные цилиндрические поверхности (рис. 67, г ).
Наружные торцовые поверхности, внутренние канавки и другие аналогичные элементы деталей обрабатывают соответствующими резцами, закрепленными в радиальном суппорте. Резец, вращаясь, перемещается с радиальным движением подачи (рис. 67, д, е ).
На горизонтально-расточных станках, не имеющих планшайбы и радиального суппорта, внутренние цилиндрические поверхности большого диаметра и наружные цилиндрические поверхности обрабатывают фрезерованием. В этом случае система ЧПУ обеспечивает одновременные поперечное движение подачи заготовки и вертикальное движение подачи инструмента. Вертикальную плоскость можно фрезеровать торцовой насадной фрезой. Пазы фрезеруют соответствующими концевыми фрезами, причем движение подачи совершает или заготовка при горизонтальном положении паза, или инструмент, если паз ориентирован вертикально. При использовании специальных приспособлений и устройств на горизонтально-расточном станке расточными резцами можно обрабатывать конические и фасонные поверхности. Нарезание резьбы производят резьбовыми резцами и метчиками.
Поверхности со сложным контуром обрабатывают фрезерованием. На горизонтально-расточных станках производят также обработку заготовок сверлами, зенкерами и развертками.
Обработка заготовок на координатно- и алмазно-расточных станках имеет свои особенности. Основным видом работ на координатно-расточных станках является растачивание цилиндрических отверстий консольными оправками. На этих станках можно обрабатывать каждое отверстие с очень высокой точностью и обеспечивать точное расстояние между отверстиями. Необходимый для этого точный отсчет перемещений заготовки относительно инструмента осуществляют с помощью специальных оптических устройств. Они позволяют совместить ось обрабатываемого отверстия с осью шпинделя с погрешностью не более 0,001 мм. Перед началом растачивания стол, салазки и шпиндельную бабку фиксируют, благодаря чему достигают высокой точности растачивания. В инструментальном производстве координатно-расточные станки используют также для контроля линейных размеров и разметки высокоточных заготовок.
Алмазно-расточные станки имеют высокие точность и жесткость. Для них характерна обработка с высокими скоростями резания (100÷1000 м/мин), малыми подачами (0,01÷0,15 мм/об) и небольшими глубинами резания (0,05÷0,3 мм). В качестве инструмента используют расточные резцы, закрепленные в консольных оправках. Режущую часть инструмента делают из твердых сплавов, керамических материалов и алмаза. На алмазно-расточных станках обрабатывают с высокими точностью и производительностью внутренние цилиндрические и торцовые поверхности. Заготовку устанавливают на стол станка, вертикальное движение подачи совершает инструмент. Растачивание на таких станках обеспечивает высокое качество поверхности.
Расточные станки - механизмы, применяемые при обработке заготовок большого диаметра в массовом и мелкосерийном производстве с использованием различных инструментов. Различают такое оборудование по особенностям конструкции и областям применения.
Назначение станков
Устройства могут применяться, когда:
- Есть необходимость в нарезке резьбы (как внутренней, так и внешней);
- Сверлят глухие и сквозные отверстия;
- Проводят зенкерование;
- Подрезают торцы заготовок;
- Нужно сделать торцевое и цилиндрическое фрезерование.
В большинстве случаев такое оборудование используют, проводя чистовую или получистовую обработку. Корпуса деталей подвергают обработке крайне редко, но иногда проводят такую манипуляцию. Ремонтируют расточные станки примерно по той же схеме, что и токарные. Это касается также условий и правил эксплуатации, ведь у машин похожая конструкция.
Как и другие многочисленные специальные виды оборудования, станок расточного типа был сконструирован на базе именно токарного.
Типы оборудования
Как правило, на производствах используется три главных типа:
- Горизонтально-расточные станки;
- Координатно-расточные;
- Алмазно-расточные.
Наиболее распространены первые два вида.
Станки горизонтально-расточного типа
Главная особенность такого оборудования - горизонтальное расположение шпинделя, что дает ему возможность выдвигаться. Таким образом, можно сделать отверстие даже в не самых доступных местах габаритных деталей (стрел, рам, металлоконструкций).
Основное движение агрегата - вращательно-поступательное, совершается посредством шпинделя. Перемещаются не только инструменты, но и сами заготовки. Если возникает необходимость, то в процессе работы можно изменить подачу и скорость. Иногда при подаче задействуется специальная подложка.
В зависимости от комплектации могу т быть и дополнительные движения вспомогательного характера:
- Шпиндельная бабка передвигается по вертикальной оси;
- Стол перемещается по ранее заданным координатам.
В некоторых моделях конструкцией предусмотрено, что может перемещаться люнет и задняя стойка. Они могут применяться для обработки изделий из чугуна либо литейной стали.
Расточные станки применяют в работе со сложными деталями, которые содержат многочисленные отверстия, пазы, уступы. По компоновке их разделяют на:
- Модели со шпинделем не более 125 мм. Предназначаются для обработки небольших заготовок. Стол подвижный по двум осям, расточные бабки перемещаются в вертикальном направлении.
- Модели со шпинделем 100−200 мм. Дают возможность работать со средними и большими деталями. Стол перемещается только по одной оси.
- Модели со шпинделем 125−320 мм. С их помощью можно обработать очень крупные детали. Стол неподвижный.
Координатно-расточные станки
Такие станки предназначены для сверления отверстий согласно определенным параметрам. Выполняют операции на различных заготовках. Высокоточная обработка получается за счет наличия специальных устройств: электронных, механических и оптических. Кроме того, поворотные столы также помогают получить нужные результаты: отверстие можно сделать, не смещая деталь. Модели не слишком габаритные, занимают немного полезного пространства.
Модели алмазно-расточного типа
Они позволяют проводить тонкое растачивание цилиндрических поверхностей. Если есть дополнительные комплектующие, то можно подвергать обработке конические поверхности и торцы с канавками вращения. Допустимо выполнять сверление пары отверстий, имеющих параллельные оси. Станки такого типа могут быть:
- Вертикальными;
- Наклонными;
- Комбинированными;
- Горизонтальными, стол - подвижный.
На что обратить внимание
Перед совершением покупки обращают внимание на ряд параметров, в частности:
Мощность двигателя - один из важных показателей, от которого будет зависеть скорость обработки деталей.
Расточные станки принадлежат к специальному и востребованному оборудованию, незаменимы во многих случаях, особенно когда нужно добиться ювелирной точности и максимальной производительности. Если предприятие остро нуждается в механизмах такого типа, то сможет найти подходящие варианты на отечественном рынке без особых усилий.
