Технологическая оснастка токарных станков

Розвиток функціонально-технологічних можливостей сучасного металорізального обладнання для обробки тіл обертання

Однією з основних умов виготовлення конкурентоздатної продукціє є використання високоефективного технологічного обладнання, в першу чергу металорізальних верстатів. Найбільшими виробниками металорізальних верстатів у світу є Німеччина, Японія, Тайвань, Італія, Швейцарія, США, Південна Корея, а також Китай, Росія та ін.

Актуальними тенденціями у металообробці є: впровадження високошвидкісної обробки; обробка без змащувально-охолоджуючої рідини або з мінімальним її використанням; тверда обробка загартованих сталей та інших матеріалів підвищеної твердості; комплексна обробка сполученням різних способів обробки на одному верстаті.

Продуктивність металорізальних верстатів багато в чому залежить від концентрації технологічних переходів і операцій. У відповідності до цього, розвиток функціонально-технологічних можливостей металорізальних верстатів для обробки тіл обертання відбувається від простих одноінструментних до багатоінструментних і багатопозиційних.

Одноінструментна обробка одним різальним інструментом (РІ) відбувається здебільшого на універсальних верстатах (токарно-гвинторізні, вертикально-фрезерні та ін.), що не забезпечують високої продуктивності. Більшу продуктивність забезпечує багатоінструментна обробка з використанням однотипного або різнотипного РІ, яка проводиться на спеціалізованих та спеціальних верстатах, а також на багатоцільових верстатах з використанням спеціалізованої технологічної оснастки (рис.1.8).

Найбільша продуктивність досягається на багатопозиційних верстатах при одночасній обробці на одному верстані кількох заготовок. Ці верстаті мають поворотні столи та шпиндельні блоки, які повертаються при переміщенні заготовки з однієї позиції на іншу і на кожній позиції такого верстата здебільшого здійснюється багатоінструментна обробка.

Концентрація технологічних операцій і переходів на одному верстаті за рахунок багатоінструментної і, тим більше, багатопозиційної обробки призводить до створення більш складних, але більш ефективних верстатів.

Основними напрямками розвитку функціонально-технологічних можливостей сучасних металорізальних верстатів для обробки тіл обертання є підвищення продуктивності, точності, гнучкості та надійності. Багато сучасних токарних верстатів з ЧПК оснащуються додатковими револьверними головками та супортами, механізмами завантаження, конвеєрами для видалення стружки і вимірювальними пристроями. Токарні багатоцільові верстати можуть оснащуватися однією, двома, трьома та чотирма револьверними головками з

Рис. 1.8. Обробка деталі одночасно кількома інструментами на токарному багатоцільовому верстаті

приводними інструментами і можливістю переміщення по осі Y (рис. 1.9), а також фрезерним супортом, що дозволяє виконувати на них велику кількість технологічних переходів включаючи зубо-, шліце- та різьбофрезерування (рис. 1.10 та 1.11).

Наявність контршпинделя (вісь С) дозволяє позиціонувати шпиндель з точністю 0,001 градуса при обробці обертовим інструментом. Суміщення обертання деталі та її переміщення дозволяє виконувати обробку з лінійним та круговим інтерполюванням, фрезерувати гвинтові канавки та інші поверхні складної форми (рис. 1.14 та 1.15).

На токарних обробних центрах HYUNDAI-KIA (Південна Корея) передбачене встановлення гідравлічних індексованих патронів. Патрони даного типу мають додаткову вісь повороту (позиціонування деталі) на 120°, 90°, 60°, 45° тобто можлива обробка деталей з розподілом її на 8, 6, 4 і 3 грані відповідно. Застосування патронів дозволяє виконувати високопродуктивну обробку деталей типу корпуса, клапанів, патрубків, хрестовин з високою точністю позиціонування.

Рис. 1.9. Токарний верстат, оснащений трьома револьверними головками
Рис. 1.10. Фрезерування зубчастої поверхні на токарно-фрезерному верстаті	Рис. 1.11. Фрезерування гвинтової канавки з використанням фрезерного супорта та осі С
Рис.1.14. Обробка деталі на токарному верстаті з контршпинделем і трьома револьверними головками
Рис.1.15. Обробка деталі на токарно-фрезерному верстаті

На токарних обробних центрах HYUNDAI-KIA (Південна Корея) передбачене встановлення гідравлічних індексованих патронів (рис.1.23).

Рис. 1.23. Індексований токарний патрон з встановленою деталлю

Патрони даного типу мають додаткову вісь повороту (позиціонування деталі) на 120°, 90°, 60°, 45° тобто можлива обробка деталей з розподілом на 8, 6, 4 і 3 грані відповідно. Застосування патронів дозволяє виконувати високопродуктивну обробку деталей типу корпуса, клапанів, патрубків, хрестовин з високою точністю позиціонування. Конструктивно патрон складається з корпуса з вбудованим силовим гідроциліндром та затискних кулачків.

Компанія SPINNER (Німеччина) розробила високопрецизійні токарні верстати для фінішної обробки і обробки деталей з високою твердістю (твердість вище HRC 60), що відповідають найвищім вимогам по точності розмірів, геометричної форми та чистоти поверхонь. Шорсткість поверхонь після обробки складає Ra = 0,02 мкм, відхилення від круглості до 0,2 мкм, точність позиціонування робочих органів 0,4 мкм. Верстати оснащуються високо прецизійними шпинделями, жорсткими направляючими кочення, планетарними гвинтовими передачами, контршпинделем та лінійними вимірювальними системами для точного позиціонування, а також можуть комплектуватися інструментальної системи різного виконання. Лінійна та лінійно-касетна системи (рис. 1.24 а, б) дозволяють встановлювати інструмент в лінію (лінійний револьвер), що дозволяє: скоротити час зміни інструмента; забезпечує можливість подачі ЗОР через центр необертового осьового РІ, яка особливо важлива при обробці загартованих матеріалів; спростити конструкцію та зменшити її вартість.

а)	б)
в)	г)
Рис. 1. 24. Виконання інструментальних систем токарних верстатів: а – лінійна; б – лінійно-касетна; в – револьверна; г – револьверно-лінійна