Автоматическая подналадка металлорежущих станков

Автоподналадчики — устройства, которые регули­руют положение режущего инструмента по отноше­нию к обрабатываемой поверхности, когда размеры ее отклоняются от заданных. Автоподналадчик со­стоит из следующих основных элементов: датчика, контролирующего деталь в процессе обработки; блока преобразования и усиления первичного измерительного импульса; исполнительного механиз­ма, который выполняет собственно подналадку пере­мещением режущего инструмента или какого-либо механизма станка.

На рис. 72 показаны принципиальные схемы авто-подналадчиков. Наиболее простая и распространен­ная схема представлена на рис. 72,а. Размер детали 1 в процессе обработки контролируется датчиками 2. Если размер изготовляемой детали приближа­ется к заданному пределу, в датчике замыкаются контакты и подается команда исполнительному орга­ну 3, который перемещением инструмента произво­дит подналадку для восстановления точности, потерянной вследствие износа резца. Недостаток этого метода заключается в том, что при случайном пре­вышении заданного размера будет дана команда на перемещение резца, что может привести к браку. Поэтому рекомендуется в применяемых схемах автоподналадчиков устанавливать так называемый фильтр-контролер 1 (рис. 72,б), который исключает влияние случайных отклонений. Фильтр-контролер пропускает сигнал на подналадку после трехкратно­го сигнала о нарушении заданных размеров. Кроме того, в этой схеме измерительная позиция вынесена отдельно и контроль в данном случае происходит после обработки.

Рисунок 72 – Схемы автоподналадчиков

Система, показанная на рис. 72,в, отличается от предыдущих тем, что здесь может быть дана коман­да не только на подналадку, но и на останов станка после окончания обработки или же на переход с чер­новой обработки на чистовую. Деталь 1 измеряется датчиком 2 непрерывно в процессе обработки. На основании полученного задания подаются команды об изменении или прекращении процесса обработки. На станке с гидро­приводом установлен двухпредельный датчик 2, который даст сигнал гидрораспределителю 3 уменьшить подачу масла в цилиндр 4. В результате этого будет уменьшена по­дача суппорта и начнется чистовая обработка. После достижения окончательного размера будет дана ко­манда на выключение подачи и возврат суппорта в исходное положение.

Автоподналадчики различных систем применяются в токарных, расточных, шлифовальных и других станках.

На рис. 73 показана схема автоподналадчика к то­карному станку. В этом подналадчике перемещение ползушки 1 с резцом достигается поворотом на не­большой угол винта 2 относительно гайки 3. Когда деталь выйдет за пределы заданных размеров, дат­чик 6 замкнет цепь питания электромагнита 5, якорь-собачка 7 которого повернет храповое коле­со 4, жестко установленное на винте 2. При шаге винта 0,25 мм и при 50 зубьях храпового колеса поворот его на один зуб позволяет переместить резец на 0,005 мм.

Рисунок 73 – Автоподналадчик к токарному станку с храповым механизмом

Схема автоподналадчика к токарному станку показана на рис. 74. Державка 3 резца 13 пружинами 12 крепится к суппорту 2. Винтом 11 державка сопри­касается с кулачком 4, закрепленным на храпо­вом колесе 5 и насажен­ным совместно с ним на ось 6. При поступлении сигнала от размерного датчика на подналадку, когда размер у детали 1 станет равным подналадочному, срабатывает со­леноид 9, перемещающий упор 8 вниз, чтобы во время обратного хода суппорта упор 8 располо­жился против скалки 7. При этом суппорт будет дви­гаться относительно неподвижной скалки 7, и собач­ка 10 повернет храповое колесо на один зуб, а вместе с ним и кулачок 4. Кулачок переместит дер­жавку 3 на 2 мкм. При одном обороте кулачка, со­ответствующем полному износу резца, подается ко­манда на замену резца.

Рисунок 74– Автоподналадчик к токарному станку

На рис. 75 представлена схема автоподналадчика к расточному станку. Деталь 1 растачивается черно­вым 3 и чистовым 2 резцами. Автоматически подналаживается только чистовой резец, для этого каждая обработанная деталь контролируется электроконтактным датчиком 4, который после растачивания вводится в отверстие и по выходе размера за установленные границы подает команду электромагниту 5. Сердечник электромагнита поворачивает храповое колесо 6, жестко связанное с винтом 7. Винт 7 тянет тягу 8 и перемещает конус 9 для подналадки резца 2.

Рисунок 75 – Автоподналадчик к расточному станку

Широкое распространение получила автоматиче­ская пояналадка на шлифовальных станках. Схема автоподналадчика к плоскошлифовальному станку показана на рис. 76. Детали 3 закреплены на маг­нитном столе 2. Если размеры деталей вследствие износа шлифовального круга станут больше задан­ных, они поднимут рычаг 4 вместе со стойкой 5, действующий на конечный выключатель 6, который подаст команду электромагнитной муфте 7, червячной паре 8 и винту 9. В результате салазки 10 вместе с шлифовальной бабкой 1 опустятся вниз. Перемеще­ние шлифовальной бабки будет продолжаться до тех пор, пока детали не примут заданные размеры.

На бесцентрово-шлифовальных станках при обра­ботке детали за один рабочий ход автоматическая подналадка производится после измерения деталей, прошедших обработку. Сигнал на подналадку пода­ется размерным датчиком после выхода размеров нескольких деталей за установленные границы. Сигнал на подналадку приводит к смещению бабки шлифо­вального круга на заранее установленную величину подналадочного перемещения (обычно в пределах долей микрометра).

Непосредственное смещение тяжелой бабки, например с помощью системы винт — гайка, невозможно, так как упругие деформации, возникающие в си­стеме, мешают надежному перемещению бабки.

Рисунок 76 – Автоподналадчик к Рисунок 77 – Схема автоматической

плоскошлифовальному станку подналадки бесцентрово-шлифовального станка

Разработаны различные системы подналадки, обеспечивающие надежное смещение бабки на ма­лую величину. На рис. 77 показана схема такой кон­струкции. Электромагнит 2, получая команду на под­наладку, поворачивает храповое колесо 4 на один зуб; вместе с колесом поворачивается кулачок 3. Ку­лачок включает электроконтактный датчик 1, при­поднимая его на величину, пропорциональную подналадочному смещению бабки. Датчик 1 замыкает цепь включения электродвигателя 7, вращающий через колесо 6 домкрат 5, который и осуществляет поворот бабки 8 относительно опоры 9. Поворот бабки продолжается до тех пор, пока упор, установленный на бабке 8, не коснется электроконтактного датчи­ка 1, чтобы выключить электродвигатель. Таким образом, перемещение бабки будет соответствовать перемещению, заданному поворотом кулачка 3 и требуемым положением шлифовальной бабки.

АВТОМАТИЧЕСКИЕ ЛИНИИ

ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ

В механических цехах машиностроительного завода каждый станок, как правило, обслуживается одним рабочим. Если даже этот станок является автоматом, рабочему приходится периодически загружать полуфабрикат в бункер, складывать обработанные детали и производить другие утомительные и нередко тяжёлые операции.

Помимо рабочих-станочников в неавтоматизированном производстве используется большое количество транспортных рабочих, на обязанности которых лежит транспортирование больших партий деталей от станка к станку, подвозка в цех заготовок, транспортирование полуфабрикатов в термические цехи, цехи покрытий и т. д.

В неавтоматизированном производстве имеется большое количество подсобных рабочих, занятых удалением стружки из цехов. Таким образом, в неавтоматизированных цехах и участках ручной труд занимает значительное место и составляет примерно 15—20% общего фонда времени. Много ручного труда затрачивается на контрольные и сборочные операции, а также на упаковку готовых деталей. Тяжелее всего работать в массовом производстве, когда рабочему изо дня в день в течение многих лет приходится выполнять одну и ту же постоянно повторяющуюся операцию. Монотонный труд с непрерывно повторяющимися ручными движениями сильно утомляет рабочего и снижает производительность.

В настоящее время постоянно идёт работа, направленная на облегчении труда рабочего – ликвидация тяжелого физического труда. Поэтому в массовом и серийном производстве следует использовать автоматические линии, т. е. группу станков-автоматов, располагаемых по ходу технологического процесса, связанных единой автоматической транспортной системой для передачи заготовок от автомата к автомату и имеющих систему управления, обеспечивающую работу линии без непосредственного участия человека. Таким образом, автоматическая линия состоит из трех элементов: станков-автоматов, автоматических транспортных устройств, устройств для автоматического управления линией. Автоматические линии обладают высокой производительностью, обеспечивают стабильно высокое качество продукции и заменяют тяжелый физический труд умственным по наблюдению и наладке линии.