Копировально-фрезерные станки

Категория:
Фрезерные работы


Копировально-фрезерные станки

Детали сложной конфигурации, например штампы, пресс-формы, лопатки турбин и др., в крупносерийном и массовом производстве обрабатывают на копировально-фрезерных станках концевыми фрезами. Различают контурное и объемное копировальное фрезерование.

При контурном фрезеровании фрезе или обрабатываемой заготовке необходимо сообщить одновременно движение в двух направлениях: х и у (продольном и поперечном) — по заданной программе (кривой копира). Для обеспечения точного обвода контура результирующая скорость перемещения щупа, относительно копира и режущего инструмента по заготовке детали (так называемая подача копирования) всегда должна быть направлена по касательной к контуру в данной точке.

Выполнение этого условия обеспечивается специальным устройством — синусным распределителем. Пространственно-сложные фасонные поверхности при объемном копировании обрабатываются отдельными проходами концевой фрезы с закругленными торцовыми зубьями. Во время каждого такого прохода фреза перемещается вдоль профиля обрабатываемой заготовки в данном сечении в направлении оси х (задающая подача sx). В процессе продольного перемещения фреза должна изменять свое положение в направлении оси у (следящая подача sy). Для перехода к обработке соседнего сечения необходимо периодическое смещение фрезы в направлении оси г. Такое перемещение носит название строчечной подачи sz.

Копировально-фрезерные станки имеют задающее устройство (копир, шаблон, эталонная деталь, чертеж, модель и др.), связанное через копировальное устройство (щуп, копировальный палец, копировальный ролик, фотоэлемент) с исполнительным органом, который повторяет движение копировального устройства для воспроизведения режущим инструментом формы задающего устройства.

Существуют две схемы работы копировально-фрезерных станков: без следящей системы и с ней. В первой согласование взаимного положения шупа (копировального пальца) с копиром осуществляется жесткой связью между задающим и исполнительным устройствами. Вторая система имеет следящий механизм в системе исполнения команд. В задающем устройстве образуются управляющие сигналы, которые подаются в следящий механизм.

Рис. 1. Схема копировального фрезерования пространственно-сложных фасонных поверхностей

Последний сравнивает заданную программу с выполненной и при их расхождении подает сигнал исполнительному устройству для корректирования траектории режущего инструмента. Копировальные станки со следящей системой характеризуются также наличием усилительных устройств, которых нет в станках с жесткой связью. В отличие от механических копировальных устройств, в которых сила резания воспринимается копиром (шаблоном), в следящих системах следящий орган (щуп), передвигаясь по копиру, только подает команду исполнительным органам, которые осуществляют соответствующие перемещения рабочих органов станка. Поэтому следящие копировальные устройства работают с очень малым давлением на копиры (шаблоны или модели), что дает возможность применять дешевые и простые в изготовлении копиры и производить обработку крутых и точных переходов профиля фасонной поверхности. Малые давления следящего органа (щупа) на копир обеспечивают высокую точность и класс шероховатости обработанной поверхности, позволяют производить обработку при оптимальных режимах фрезерования. Наибольшее применение получили копировально-фрезерные станки с электромеханической и гидравлической копировальными системами.

Горьковский завод фрезерных станков выпустил вертикально-фрезерный консольный станок с копировальным устройством модели 6Р12-К1. На нем кроме обычных фрезерных работ возможна обработка сложных фасонных поверхностей — штампов, пресс-форм и других деталей. Станок имеет ряд конструктивных усовершенствований по сравнению с базовым модели 6Р12К. Так, предусмотрены новая конструкция консоли с коробкой подач, механизированное крепление инструмента, тормозные муфты в приводе продольного и поперечного хода стола. Скорость быстрого хода стола увеличена до 4 м/мин. Для управления муфтами копировального устройства использованы быстродействующие полупроводниковые ключи. Возможен автоматизированный обход контура обрабатываемых заготовок как по часовой, так и против часовой стрелки.

—-

Копировально-фрезерные станки с пантографом. Эти станки предназначены для выполнения копировальных работ на плоскости и по объему с использованием соответствующих копиоов и объемных моделей. На них можно производить гравирование различных фасонных профилей, орнаментов, узоров, надписей и т. п. Копирование осуществляется вручную перемещением ощупывающего пальца (трейсера) по контуру копира. Кроме того, станки могут быть использованы для легких фрезерных работ при неподвижном пантографе; подача в таких случаях осуществляется перемещением рабочего стола станка.

Рис. 2. Копировально-фрезерный станок с пантографом

Рис. 3. Шпиндель пантографа

Копировально-фрезерный станок с пантографом выполнен в виде одноколонной конструкции с вертикальной осью шпинделя и горизонтальным расположением рабочей поверхности стола. На верхней части колонны крепится пантограф, с помощью которого осуществляется копирование модели. Плечи пантографа соединяют ощупывающий палец (трейсер) и шпиндель станка. По вертикальным и горизонтальным направляющим станины перемещается рабочил стол, который имеет движение в трех взаимно перпендикулярных направлениях. Обрабатываемая деталь закрепляется на рабочем столе, модель — на специальном копирном столе, расположенном на одном уровне с рабочим столом, что обеспечивает удобное для работы положение детали и копира. Привод вращения шпинделя осуществляется от отдельного электродвигателя, смонтированного снаружи колонны. Установка плеч пантографа при настройке необходима при изготовлении уменьшенных или увеличенных копий (в нужных масштабах) и производится путем совмещения соответствующих штриховых отметок на движках и плечах пантографа.

Шпиндель пантографа смонтирован на шарикоподшипниках, благодаря которым обеспечивается плавное вращение резца-фрезы без люфта как при самой низкой, так и при самой высокой частоте вращения. Правильная установка (соосность) резца-фрезы и шпинделя обеспечивается специальными разрезными конусными цангами, в которых резец удерживается гайкой. Перемещение резца-фрезы в вертикальном направлении производится путем опускания или подъема рычага шпинделя. Кроме того, вращением рычага шпинделя в горизонтальной плоскости можно дополнительно опускать или поднимать резец-фрезу, а глубину гравирования фиксировать специальным кольцом. Шпиндель пантографа допускает применение резцов-фрез диаметром до 8 мм.

Трехразмерный пантограф является основной особенностью конструкции станка. Он свободно подвешен на шарнире и позволяет производить различные объемные граверные работы. При объемных (рельефных) работах глубина гравирования после установки резца регулируется движением ощупывающего пальца по копиру. При работах же в одной плоскости (гравирование всевозможных шрифтов) глубина гравирования регулируется путем комбинированной грубой и точной перестановки резца-фрезы в шпинделе, к чему в случае надобности добавляется еще и вертикальное перемещение рабочего стола. Сначала путем опускания рычага шпинделя резец подводится к поверхности обрабатываемой детали, а затем врезается в материал и посредством последующего горизонтального перемещения продолжает резание. Нониус установки глубины имеет цену деления 0,1 мм.

Установка пантографа как при уменьшении, так и при увеличении размеров копирования осуществляется перемещением и закреплением направляющих по отметкам, выгравированным на стальных призмах.

Для получения определенного уменьшения или увеличения размеров копии с передаточным отношением, выраженным в целых числах, следует установить оба движка на плечах с пантографа и движок b — на поперечине е на соответствующих изменению масштаба рисках. Движки устанавливают так, чтобы штрих (марка) движка совпадал со штрихом плеча или поперечины.

Рис. 4. Схема пантографа: а — положение плеч пантографа при уменьшении изображения 1:2; б — положение плеч пантографа о обозначениями, необходимыми для производства расчета дробных значений масштаба и изображения

Например, для изменения масштаба в 3,5 раза нужно передвинуть движки от штриха на расстояние 75 мм. При установке необходимо обращать внимание на то, чтобы отсчет производился в нужную сторону от штриха.

По приведенной формуле можно рассчитать таблицы промежуточных положений движков для звеньев пантографов любой системы.

Площадь гравирования, охватываемая с одной установки пантографа, зависит от настройки передаточного отношения его плеч. Конфигурация рабочей площади изображена на рис. 76. Чтобы показать, какие площади изделий можно охватить гравированием, на этом рисунке в рабочую площадь вписаны прямоугольник, круг и эллипс, размеры которых, как было сказано выше, зависят от настройки плеч пантографа. Из рисунка видны размеры остающегося свободного пространства.

Рабочий и копирный столы расположены один против другого на равной высоте. Крепежные Т-образные пазы в этих столах точно параллельны друг другу. Стол для копиров вертикально перемещается маховиком и предохранен от самопроизвольного вращения шпоночным направляющим пазом, но при ослаблении крепежного болта может вращаться вокруг своей оси. Этот стол имеет возвратно-поступательное движение в горизонтальном направлении: к рабочему столу и от него. Рабочий стол может перемещаться вертикально при помощи маховика с микрометрическим нониусом и вдоль и поперек станины, причем его консоль снабжена литыми призматическими направляющими. На столе для копиров установлены также съемный стол с пазами, имеющими форму ласточкина хвоста, для набора вставных цифровых или буквенных шаблонов.

Рис. 5. Конфигурация рабочей площади

Рис. 6. Внешний вид станка с пантографом

Другой копировально-фрезерный станок с пантографом предназначен для выполнения копировальных работ на плоскости по шаблону. На станке можно производить гравирование различных профилей. Передвижение резца-фрезы осуществляется при перемещении копировального (ощупывающего) пальца по контуру копира. Копирование может быть в масштабах от 1 : 1 до 1 : 50. Для расширения эксплуатационных возможностей станок снабжается круглым столом с непосредственным делением окружности на 24 части. Наиболее рентабельным следует считать применение этой модели для простых граверных работ при серийном производстве, а также для легких фрезерных.

Копирующее движение на станке осуществляется шарнирно соединенными плечами пантографа и креплением его с помощью шарнирной оси к стойке, которая может устанавливаться в различных положениях на верхних направляющих станины. Изменение масштабов копирования производится смещением передвижных шарниров плеч пантографа. К станине прикреплен кронштейн, несущий рычаг и корпус шпинделя. Последний шарнирно связан с передним плечом пантографа и может перемещаться по направляющим в виде ласточкина хвоста.

На заднем удлиненном звене пантографа имеются два отверстия для установки корпуса ощупывающего пальца: одно из этих отверстий служит для копирования в масштабах от 1 : 1 до 1 : 1,9, а другое — для копирования в масштабах от 1 : 2 до 1 : 50. Прижим ощупывающего пальца к шаблону осуществляется пружиной. Шаблон или копир устанавливается и закрепляется на столе для копиров. На передней стенке станины расположены вертикальные направляющие, по которым перемещается рабочий стол пантографа. На левой стенке станины размещен электродвигатель, служащий для вращения шпинделя с двухступенчатым шкивом. Соосно с электродвигателем на станине установлен качающийся рычаг, на котором укреплен четырехступенчатый промежуточный шкив. Смена ступеней шкивов позволяет получить четыре различные частоты вращения шпинделя. Для пуска станка необходимо повернуть ручку выключателя в сторону надписи «Пуск», при необходимости остановить электропривод — повернуть ручку в сторону надписи «Стоп». На задней стенке колонны станка для местного освещения смонтирован отдельный выключатель.

Если копировальный станок с пантографом новый и еще не был в употреблении, то его необходимо запустить на холостом ходу на 2—3 ч. Это делают для приработки всех его трущихся частей.

Чтобы ощупывающий палец при изменении масштаба копирования не вышел за пределы стола, последний может быть повернут вокруг своей оси. На столе для копиров устанавливают и закрепляют копир. Во втулку вставляют ощупывающий палец, а в шпиндель — резец-фрезу. Правильное копирование может быть выполнено только в том случае, если копируемое место на заготовке установлено относительно копира в соответствии с расстоянием между осью копира и осью режущего инструмента. Режимы обработки (скорость резания, частота вращения, подача) в каждом отдельном случае зависят от обрабатываемого материала, а также от материала, из которого изготовлен режущий инструмент (резец-фреза).

Установку заготовки под режущим инструментом осуществляют горизонтальными перемещениями рабочего стола станка. Грубую установку заготовки по высоте также производят перемещением рабочего стола, но уже в вертикальном направлении. Точную настройку глубины гравирования осуществляют при помощи рычага шпинделя.

При отклонении масштаба копирования и искажений правильной формы обработанной фигуры следует произвести смещение установочных рисок на плечах пантографа, что изменит натяг элементов качения в шарнирах плеч пантографа.

Необходимыми инструментами и приспособлениями для работы на станке с пантографом являются резцы-фрезы различной формы, прижимные планки, служащие для закрепления заготовок на рабочем столе и копиров на столе для копиров, наборы цифровых и буквенных шаблонов, стойка, предназначенная для закрепления ощупывающего пальца при обыкновенном фрезеровании,

И различный вспомогательный инструмент для обслуживания станка (набор гаечных и специальных ключей, отвертки и т. п.).

Настольный станок. Он представляет собой сравнительно легкую модель настольного типа, предназначенную для выполнения плоскостных исключительно граверных работ по копиру. На станке, например, можно производить гравировку всевозможных шильдиков, панелей, плат, цифровых и буквенных обозначений и многое другое.

На рис. 6 показан общий вид станка. Копирование осуществляется передвижением ощупывающего пальца по копиру вручную посредством пантографа, несущего на своем боковом звене шпиндель с резцом-фрезой. Гравирование на этом станке может производиться с изменением натуры в масштабе от 1 : 2 до 1 : 10.

Корпус станка выполнен в виде плоской литой станины, в средней части которой помещен рабочий стол. Для крепления деталей в столе выфрезерованы пять Т-образных пазов под винты с прижимами. С левой стороны рабочего стола, в станине, на конце ходового винта закреплен накатной маховик с нониусом, при вращении которого осуществляется перемещение стола в правую или левую сторону. На станине станка установлен вертикальный вал, в верхней его части закреплен при помощи винта специальный хомут с маховиком и длинным вертикальным винтом, предназначенным для вертикального перемещения пантографа со шпинделем. Такое устройство позволяет производить граверные работы на деталях, имеющих высоту до 800 мм, и в полной мере компенсирует отсутствие вертикального перемещения рабочего стола

В нижней части вала расположен второй хомут (связанный с вертикальным винтом), являющийся опорой пантографа и точкой качения его звеньев, несущих на себе шпиндель с вертикальной осью. Непосредственно на звеньях пантографа установлен малогабаритный электродвигатель, вращающий привод шпинделя. Оригинальная конструкция крепления мотора значительно повышает маневренность пантографа, как бы компенсируя массу его звеньев.

В передней части станины расположен стол для закрепления копиров или буквенных шаблонов. Этот стол можно перемещать вертикально вверх и вниз, в поперечном направлении, вращать вокруг своей оси.

Рис. 6. Внешний вид настольного станка с пантографом

Копирующее движение на этом станке, как и других аналогичных моделей, осуществляется с помощью шарнирного четы-рехзвенника — пантографа, укрепленного шарнирной осью на вертикальном валу станка. Изменение масштаба гравирования производят смещением шарниров плеч пантографа, т. е. изменением их передаточного отношения.

Рабочий стол имеет горизонтальное перемещение с общей длиной хода 100 мм; в передней его части установлены два стопорных винта для фиксирования при настройке в определенном положении. Движение стола осуществляется по направляющим, имеющим в сечении вид ласточкина хвоста. Компенсация износа направляющих поверхностей и регулировка зазоров производится поджимом клиньев винтами.

Шпиндель установлен на одном из звеньев пантографа на шарикоподшипниках и приводится во вращение от электродвигателя бесконечным пятимиллиметровым ремнем. Натяг ремня достигается изменением расстояния между центрами шпинделя и электродвигателя с последующей их фиксацией. Шпиндель оснащен шестимиллиметровой цангой, закрепляющей резец-фрезу и зажимающей резец ввинчиванием затяжного винта, расположенного в верхней части шпинделя.

Грубая настройка глубины гравирования производится с помощью вертикального винта, опускающего при надобности весь пантограф и установленный на нем шпиндель. Точная настройка достигается путем опускания рукоятки шпинделя, а вместе с ней и резца-фрезы. Конструкция шпинделя предусматривает быстрый отвод режущего инструмента от изделия.

На поверхности стола для копиров расположены четыре паза-формы ласточкина хвоста для набора и установки цифровых или буквенных шаблонов, необходимых при гравировании какого-либо текста непосредственно с набора.

Резцы-фрезы применяются цилиндрической формы различного профиля, заточки и конструкции, однако диаметр их остается постоянным — 6 мм.

Станок приводится в движение асинхронным трехфазным электродвигателем. Электрооборудование станка состоит из электродвигателя, пускателя и выключателя местного освещения.

Приступая к гравированию на станке, необходимо заранее подсчитать и установить масштаб копирования. Для этого нужно отжать винты крепления ползушек пантографа, установить их индексные риски так, чтобы они совпали с заданными рисками шкалы масштаба переднего, заднего и шпиндельного звеньев плеч пантографа, после чего вновь зажать винты. При отклонениях масштаба копирования и искажениях правильной формы копировальной фигуры следует сместить установочные риски на плечах пантографа и произвести натяг элементов качения в шарнирах его звеньев.

В процессе испытания станка для проверки правильности геометрического построения воспроизводимых на станке гравируемых фигур наиболее показательными являются квадрат и круг. Если пантограф отрегулирован плохо, то воспроизведение указанных фигур не получится, т. е. вместо квадрата может появиться прямоугольник или ромб, а вместо круга — овал. Нормально отрегулированный пантограф дает абсолютно правильные геометрическую форму и линейные размеры вышеупомянутых фигур относительно оригинала, т. е. копира. Станок весьма удобен и прост в эксплуатации, так как деталь, закрепленная на рабочем столе, и стол для копиров находятся почти на одном уровне, удобном для обозрения и работы.

Настольный станок устанавливают на одноместном деревянном прочном столе, который рекомендуется покрыть линолеумом. Края стола должны быть ограждены специальным бортиком, чтобы исключить возможность падения инструмента на пол. Вспомогательный инструмент, как то: ключи, запасные бесконечные ремни, наборные цифровые и буквенные шаблоны и т. п. должен храниться в ящике, изготовленном для этой цели в столе, на котором установлен и закреплен станок.

При установке и подключении к электросети станок должен быть надежно заземлен и соединен с общей системой заземления механического граверного участка. В процессе эксплуатации необходимо регулярно производить осмотр электрооборудования и очистку его от пыли и грязи, а также периодически смазывать подшипники электродвигателя, предварительно промывая их в бензине.

Поверхность рабочего стола пантографа должна быть проверена по уровню, который следует расположить в средней части верхней плоскости рабочего стола. Для этой операции предусмотрены регулировочные винты. Выверка считается правильной, если уровень, поставленный в продольном и поперечном направлениях, дает нулевые показания. В порядке профилактической проверки правильности установки станка его также выверяют в двух направлениях посредством уровня, и, если требуется, дополнительно регулируют винтами.


Читать далее:



Статьи по теме:


Реклама:




Главная → Справочник → Статьи → БлогФорум