Электромонтаж Ремонт и отделка Укладка напольных покрытий, теплые полы Тепловодоснабжение

Копировально-фрезерные станки

02.11.2018

Копировально-фрезерные станки служат для обработки деталей с криволинейными контурами или сложными объемными фасонными поверхностями. Они имеют задающее и копировальное устройства. Задающее устройство (копир, шаблон или эталонная деталь) связано через копировальное устройство с режущим инструментом. Последний повторяет все движения копировального устройства и воспроизводит на поверхности заготовки форму и размеры поверхности, которую имеет задающее устройство.

Существуют две принципиальные схемы работы копировальнофрезерных станков: без следящей системы и со следящей системой.

В первом случае согласование взаимного положения щупа с режущим инструментом осуществляется с помощью жесткой связи между ними, а во втором — через механизм, сравнивающий заданную программу с выполняемой. Если имеется расхождение, то механизм подает сигнал исполнительному устройству для корректирования траектории режущего инструмента.

На рис. 179 показана схема обработки криволинейного контура на копировально-фрезерном станке без следящей системы. На столе станка 1 закреплены заготовка 2 и копир б, а в шпинделях копировальной головки 4 — фреза 3 и копировальный палец 5.
Копировально-фрезерные станки

Если перемещать стол в продольном и поперечном направлениях так, чтобы копировальный палец постоянно соприкасался с контуром копира, то фреза на заготовке воспроизведет профиль, точно соответствующий профилю копира.

Копировально-фрезерные станки без следящей системы просты по устройству и надежны в работе, однако из-за быстрого износа копира, щупа в результате больших давлений, действующих на них в момент фрезерования, точность обработки невелика и, как правило, находится в пределах десятых долей миллиметра. По этим причинам копировально-фрезерные станки без следящей системы не нашли широкого применения при фрезеровании криволинейных контуров.

Копировально-фрезерные станки со следящей системой имеют следящий элемент в виде щупа, который, передвигаясь по копиру, подает команду исполнительным органам для изменения траектории перемещения режущего инструмента. Копировальный шпиндель крепится шарнирно в копировальной головке. В такой шпиндель устанавливается щуп, который во время работы станка скользит по поверхности копира, непрерывно следя за изменением его контура. На криволинейных участках копира щуп отклоняется от нейтрального положения и с помощью электрических или гидравлических устройств подает сигналы исполнительным органам станка на выключение и необходимые перемещения частей станка. В результате этого фреза, закрепленная в шпиндельной бабке, воспроизводит на заготовке криволинейный контур, соответствующий профилю копира. Копировальное устройство при помощи щупа ощупывает копир и измеряет рассогласование между положением щупа и режущего инструмента, преобразует его в командный сигнал для управления механизмами соответствующих подач. Рассматриваемые станки имеют усилительное устройство, которое предназначено для усиления и преобразования командного сигнала, получаемого от щупа.

По типу копировального устройства следящие системы копировально-фрезерных станков разделяются на электрические, гидравлические, фотоэлектрические, электрогидравлические и пневматические.

Наиболее широкое распространение получили станки с электрическими следящими системами, которые могут иметь две системы управления: прерывистую с электроконтактным датчиком и электромагнитными муфтами в приводе подач; непрерывную с индуктивным датчиком и приводом подач от регулируемых двигателей постоянного тока.

Рассмотрим принцип работы копировально-фрезерных станков с электрическими следящими системами. На столе 12 станка с электроконтактным датчиком (рис. 180) закреплены обрабатываемая заготовка 13 и копир 9. К шпиндельной головке 14 при помощи кронштейна 1 прикреплена копировальная головка 2 с электрическим датчиком 6. Датчик имеет контакты 5 и 7 с усилительным устройством 10 для выключения перемещений стола в продольном и вертикальном направлениях от электромагнитных муфт M1, М2 и М3.

Заготовку и копир устанавливают на столе так, чтобы они оказались соответственно под фрезой и щупом 8. Когда щуп еще не касается копира, то под действием пружины 4 он опущен вниз, а рычаг 3 электроконтактного датчика 6 повернут, контакт 5 замкнут. При включении электродвигателя 11 коробки подач от электромагнитной муфты М2 стол поднимается вверх и после соприкосновения щупа с копиром растягивает пружину 4, поворачивает рычаг 3 и размыкает контакт 5. После этого выключается вертикальная подача стола от электромагнитной муфты М3 и автоматически включается электромагнитная муфта Ml продольной подачи стола. Стол получает перемещение в продольном направлении до тех пор, пока, например, при его движении от восходящего участия копира щуп не поднимется и не замкнется контакт 7. При замыкании этого контакта прекращается продольная подача стола, включается электромагнитная муфта М3 и стол получает вертикальное перемещение вниз до тех пор, пока произойдет размыкание контакта. Затем снова включается продольная подача и т. д.

Следовательно, криволинейный контур образуется в результате попеременного периодического включения вертикальной и продольной подач стола.

После каждого прохода необходимо сместить стол с заготовкой в поперечном направлении на величину строчной подачи в пределах до 3 мм. Вследствие того что перемещение стола происходит неравномерно (прерывисто), профиль, образованный на заготовке, имеет ступенчатую форму. Высота каждой ступени зависит от частоты переключения подач и скорости срабатывания электромагнитных муфт. Поэтому криволинейные поверхности после их обработки на копировально-фрезерных станках подвергаются дополнительной обработке абразивными или слесарными инструментами.

В настоящее время на базе универсально-фрезерных станков изготавливаются копировально-фрезерные станки с электроконтактными датчиками. Они широко используются в инструментальных цехах машиностроительных заводов при изготовлении штампов, пресс-форм и других изделий, имеющих криволинейный контур.

В станках с непрерывной системой управления применяют индуктивные датчики, принцип действия которых заключается в изменении индуктивного сопротивления катушки при изменении воздушного зазора между сердечником и якорем в результате отклонения щупа.

В копировально-фрезерном станке модели 6441Б с индуктивным датчиком (рис. 181) по направляющим станины 1 в продольном направлении может перемещаться стол 2 с рабочей поверхностью 630х1200 мм. На столе закреплен угольник 3, на верхней части которого имеется копир 5, а на нижней — обрабатываемая заготовка 4. К станине прикреплена стойка 7, по направляющим которой перемещается траверса 9 со шпиндельной бабкой 8 и шпинделем 10, ось которого перпендикулярна поверхности угольника. Копировальная головка 6 со щупом при помощи кронштейна закреплена на шпиндельной бабке. Перемещением копировального шпинделя в пазах кронштейна можно регулировать расстояние между копировальным и фрезерным шпинделями в вертикальной плоскости, а в осевом направлении — за счет перемещения фрезерного шпинделя вдоль его оси.

Следящий привод копировальной головки станка 6441Б с индуктивным датчиком (рис. 182) имеет копировальную головку. Она состоит из двух индуктивных катушек 3 и 4, якоря 2, закрепленного на плоской пружине 1 и размещенного между катушками. Якорь связан со щупом 5, который обходит копир 6. В результате усилий, действующих на щуп со стороны копира, происходит отклонение копировального шпинделя и якоря 2. Между сердечниками катушек и якорем изменяется величина воздушного зазора а и b, а это приводит к изменению величины индуктивного сопротивления катушек, а также индуктивного тока, питающего двигатели постоянного тока подач, увеличивая или уменьшая их частоту вращения. В результате этого величина следящей подачи плавно изменяется, фреза меняет свое положение относительно поверхности обработки, точно воспроизводя движение щупа.

Обработка объемных поверхностей производится горизонтальными или вертикальными строчками. Для этой цели на станке предусмотрена периодическая подача стола или шпиндельной бабки в плоскости, перпендикулярной к оси шпинделя.

При обработке горизонтальными строчками столу сообщается непрерывная подача. После прохождения щупом пути, равного длине копира, когда фреза обрабатывает одну строчку, шпиндельная бабка с фрезой и щупом автоматически перемещаются в вертикальном направлении на ширину строчки. Затем столу автоматически сообщается подача в обратном направлении для обработки второй строчки и так далее до тех пор, пока щуп не обойдет всю поверхность копира, а фреза не воспроизведет по строчкам весь рельеф копира на поверхности детали.

При обработке вертикальными строчками (рис. 183) непрерывная вертикальная подача сообщается шпиндельной бабке, фрезерование строчек происходит в вертикальном направлении. По окончании каждого прохода периодическая подача на ширину строчки сообщается столу.

Вертикальное перемещение шпиндельной бабки принято называть следящей подачей, ее поперечное перемещение — задающей подачей, а перемещение стола на величину строчки — периодической подачей.

При фрезеровании горизонтальными строчками задающая подача осуществляется за счет продольного перемещения стола, следящая — за счет поперечного перемещения шпиндельной бабки, а периодическая — перемещением шпиндельной бабки по направляющим стойки на величину строчки.

Копировально-фрезерные станки со следящей системой находят самое широкое применение в инструментальных цехах при изготовлении деталей с объемными фасонными поверхностями (штампов, копиров, плоских кулачков и т. д.). Такие станки имеют ряд качественных преимуществ: более высокую точность обработки (благодаря автоматической системе переключения передач) и производительность; отсутствие жесткой связи между копиром и щупом, малое давление щупа на копир (копиры можно изготавливать из мягких недорогих материалов, включая дерево или гипс), что обеспечивает пониженную шероховатость обработанных поверхностей; управление станком автоматизировано, что облегчает труд фрезеровщика.
Имя:*
E-Mail:
Комментарий: