Многооперационные (многоцелевые) станки с числовым программным управлением предназначены для комплексной обработки деталей с автоматической сменой инструментов. Многооперационные станки в основном используют для обработки призматических и корпусных деталей, имеющих большое число гладких, ступенчатых и резьбовых отверстий различных диаметров и расположенных с разных сторон детали. Кроме того, возможна обработка плоскостей и сложных контуров.

Таким образом, на многооперационных станках производят сверление, зенкерование, растачивание, развертывание, нарезание резьбы, подрезание торцов, фрезерование контуров и плоскостей. Известны станки, на которых кроме указанных операций возможны разметка, строгание, протягивание.

Особенности

Отличительной особенностью этих станков является максимальная концентрация операций на одной позиции, т. е. замена одним многооперационным станком нескольких станков, каждый из которых осуществлял бы свою операцию. Следовательно, назначение многооперационных станков диктует необходимость иметь значительный запас инструментов, автоматическую их смену, устройство для периодического деления, обеспечивающее обработку с нескольких сторон, и приспособление для автоматической смены заготовок.

На станках этого типа, как правило, обрабатывают дорогостоящие детали, поэтому многооперационные станки должны обладать высокой надежностью. С этой целью станки оснащают системами диагностики и контроля детали и инструмента, а в системе числового управления должна быть предусмотрена возможность ручной (с пульта) или автоматической коррекции положения и перемещения узлов станка и инструментов, а также режимов резания в соответствии с показаниями контрольно-измерительной аппаратуры.

Компановка станка

Рис. 1 Компановка многооперационного станка

Наиболее распространенные многооперационные станки имеют компоновку, сходную с компоновками станков общего назначения. На рис. 1 приведена компоновка многооперационного станка, выполненного на базе горизонтально-расточного станка. Стойка 3перемещается по горизонтальным направляющим станины в направлении, совпадающем с направлением оси шпинделя I. Стол станка состоит из двух частей: нижняя часть 10 перемещается по горизонтальным направляющим станины в направлении, перпендикулярном оси вращения шпинделя; верхняя часть II — поворотная. Шпиндель установлен в выдвижной пиноли. Шпиндельная бабка 2 перемещается по вертикальным направляющим стойки. Станок снабжен инструментальным магазином 5, выполненным в виде бесконечной цепи, звенья которой несут гнезда для размещения оправок с инструментами. Из магазина требуемый инструмент извлекает автооператор 4 и передает его в шпиндель станка. На станине 8 установлен дополнительный стол 9 с приспособлением-спутником 7, на котором закрепляют подготовленную к обработке заготовку 6.

Рис. 2 Конструкции станочных магазинов

В начале цикла обработки приспособление-спутник вместе с заготовкой перемещается по столу 9 в направлении стола 10 станка, который в этот момент установлен в положение загрузки. После передачи приспособления-спутника с заготовкой на поворотный стол II станка и закрепления его нижний стол 10 станка перемещается в зону обработки. С противоположной стороны установлен аналогичный дополнительный стол 12 с приспособлением-спутником, на котором во время обработки предыдущей заготовки закрепляют последующую. После полной обработки деталь возвращается на стол 9, и следующая заготовка со стола 12 устанавливается в зону обработки. Такой «маятниковый» способ загрузки детали позволяет совместить вспомогательное время, затрачиваемое на закрепление детали, с машинным временем обработки, что существенно повышает производительность станка. Устройства для автоматической смены инструментов, применяемые в многооперационных станках, разнообразны по конструкции и могут быть укрупненно разделены на три группы: устройства, обеспечивающие смену инструментов путем поворота револьверной головки, в которой они установлены; устройства для автоматической смены инструментов без автооператора; устройства для смены инструментов с автооператором.

Устройства первой группы по конструкции мало отличаются от устройств, применяемых в токарно-револьверных станках и автоматах. Единственным отличием является обеспечение выборочного поворота револьверной головки в любом направлении и установка ее в любой позиции.

Рис. 3 Конструкция магазинов

В устройствах второй группы предусмотрен перенос инструментов из магазина в шпиндель станка и обратно только за счет движений, сообщаемых магазину и шпинделю. Есть конструкции, в которых магазин 1 размещен соосно со шпинделем 2 (рис.2 , а), и конструкции, в которых ось магазина I параллельна оси шпинделя 2 (рис. 2, б, в).

Недостатки

Недостатком устройств этой группы является большая потеря времени на перегрузку инструментов, так как она связана с перемещениями узлов значительной массы. Кроме того, вместимость магазина относительно невелика (32-15 инструментов).

В устройствах третьей группы (рис. 3) обязательно наличие одного или двух автооператоров 1. Автооператор — приспособление малой массы, совершающее поворотное и осевое движения и перемещающее инструменты из магазина 2 в шпиндель 3 станка и обратно. Магазины этих устройств большой вместимости (до 100 инструментов) дискового или цепного типа располагают вне станка на отдельных стойках или в верхнем торце стоики станка.

Известны устройства смены инструмента, имеющие промежуточную позицию, в которой временно находится перемещаемый инструмент «позиция ожидания». В этом случае медленное вращение магазина большой вместимости, при условии кодирования гнезда магазина, совпадает со временем обработки, а подготовленный к загрузке в шпиндель или извлеченный из шпинделя инструмент находится в позиции ожидания.