вторник, 30 января 2018 г.

Система охлаждения станка

http://www.ce-studbaza.ru/werk.php?id=9305

Система охлаждения станка
Используются следующие типы систем охлаждения:
- Программируемое сопло для подачи СОЖ;
- Подача СОЖ через шпиндель;
- Автоматический пневмопистолет;
- Масляным туманом


Рисунок – Программируемое сопло для подачи СОЖ.
Программируемое сопло для подачи СОЖ (рис. ) управляется автоматически через программу обработки детали, направляя СОЖ точно в зону обработки и избавляя тем самым оператора от необходимости постоянно регулировать подачу. Положение сопел задаются во время настройки вместе с параметрами коррекции инструмента, и вызывая из памяти автоматически в ходе выполнения программы. Работу сопла можно также отрегулировать вручную с клавиатуры во время выполнения программы.

Рисунок – Подача СОЖ через шпиндель.
Автоматический пневмопистолет (рис. ) в данной системе сопло обеспечивает постоянный обдув сжатым воздухом режущего инструмента для очистки его от стружки в процессе сухой обработки.

Рисунок – Автоматический пневмопистолет.
Подача СОЖ через шпиндель (рис. ) подаётся с давлением 21 и 69 Бар. СОЖ подаётся через шпиндель и иструмент непостредственно на режущую кромку. Это увеличивает ресурс инструмента и скорость обработки, а также позволяет удалять стружку при сверлении глубоких отверстий и фрезерование карманов. В этой системе предусмотрены два варианта системы: 1 вариант обеспечивает подачу СОЖ под давлением до 20,7 Бар; 2 вариант до 69 Бар. В состав системы с давлением 69 Бар входит дополнительный фильтр (Рис. ), который позволяет удалять грязь и мелкие частицы из смазочно-охлаждающей жидкости до того, как они смогут попасть в контур рециркуляции СОЖ, подаваемой насосом.

Рисунок – Дополнительный фильтр.

Рисунок – Система охлаждения масляным туманом.
Система охлаждения масляным туманом (рис. ) заключается в подаче точно дозированного потока масла непосредственно на вращающийся инструмент. Масло покрывает режущий инструмент и зону непосредственной обработки, обеспечивая надлежащее смазывание инструмента и материала для поддержания оптимальных условий резания. Таким образом, система охлаждения масляным туманом при обработке обеспечивает подачу масла непосредственно на режущий инструмент, а на деталях и стружке масла практически не остаётся. Эту систему можно также запрограммировать на подачу дозированного количества масла на метчик перед нарезанием резьбы. Это делается для того, чтобы предотвратить поломку инструмента.

Рисунок – Выкатывающий бак для СОЖ
В горизонтально-обрабатывающих центрах HAAS используются легкодоступные выкатные баки для СОЖ (рис. ). Они оборудованы колёсами, позволяющими легко перемещать баки, что облегчает их очистку. Отдельная корзина для стружки и подъёмный экран предотращает попадание стружки в насос, а все электрические разъёмы и соединения шлангов на баке можно отсоединить рукой.

Рисунок – Выкатывающий бак для СОЖ с тыльной стороны станка.
Выкатывающие баки для СОЖ с тыльной стороны станка (рис. ) используются у вертикально-обрабатывающих центрах HAAS. Они оснащены откатными баками для СОЖ с тыльной стороны станка, с отдельной корзиной стружки. Корзина большой вместимости предотвращает попадание стружки в бак для СОЖ. Все электрические разъёмы и соединения шлангов на баке можно отсоединить, а крышку и насос поднять, не отсоединяя какие-либо крепления.
Для контроля уровня СОЖ в баке используется датчик уровня, который можно контролировать на экране системы управления.

Управление движением станочным оборудованиям

http://www.ce-studbaza.ru/werk.php?id=9304

Рисунок 2.18 – Направляющие с рециркулирующими шариками
Все станки оснащаются направляющими с рециркулирующими шариками. Эти направляющие предварительно нагружаются для обеспечения нулевого зазора и обладают полной несущей способностью во всех направлениях. Они потребляют меньше энергии, не требуют регулировки и превосходят по точности и скорости коробчатые направляющие скольжения. Кроме того, эти направляющие имеют очень малый коэффициент трения, что позволяет повысить скорость перемещения станка, не ухудшая повторяемость и точность. Для обеспечения длительного срока службы каждая направляющая имеет автоматическую систему смазывания. Это сокращает расходы, связанные с техническим обслуживанием станка.

Рисунок – Шариковая винтовая пара
Фирма HAAS использует шариковые винтовые пары от ведущих мировых производителей. Шариковые винтовые пары крепятся с двух концов и проверяются на параллельность относительно направляющих оси.
При работе шариковых винтовых пар происходит их нагрев, что может привести к их расширению. В условиях выполнения циклов обработки в тяжелом режиме тепловое расширение шариковой винтовой пары может стать причиной ошибки обработки. Чтобы это устранить, используется алгоритм электронной тепловой компенсации (ETC), который точно имитирует этот эффект нагревания и обеспечивается, тем самым, компенсация положения винтов шариковой винтовой пары.

Смена инструмента (револьверная головка станка)

http://www.ce-studbaza.ru/werk.php?id=9303

Рисунок 2.11 – Устройство смены иструмента бокового исполнения.
Устройство смены иструмента бокового исполнения (рис. ) является одно из последних разработок фирмы HAAS. Управление этим устройством осуществляется при помощи высокоточного кулачкового механизма, который изготавливается на специальных 5-осевых станках HAAS. В этой конструкции используется специальная червячная передача HAAS и электронная система пуска-останова для длительной службы и функционирования без обслуживания


Рисунок 2.12 – Электронное устройство смены инструмента.
Электронное устройство смены инструмента (Рис. ) с конусом ISO 40 является одним из самых дешёвых устройств. Движущаяся по синусоидальной траектории ручка ускоряет и замедляет узел с возвратно-поступательным движением для плавной работы. Каждок гнездо имеет сдвигающуюся крышу, которая препятствует попаданию стружки в устройство смены инструмента и прилипанию к инструментальному конусу. Устройство имеет простую конструкцию и минимальное число движущихся частей, что гарантирует длительный срок службы и надёжность в экспуатации.

Поворотные столы станка

http://www.ce-studbaza.ru/werk.php?id=9302

Поворотные столы станка
Рисунок 2.13 - Конструкция поворотных столов.

1 – Основной корпус; 2 – Поворотная планшайба; 3 – Подшипник; 4 - Червячное колесо; 5 –Червяк; 6 – Тормозные диски; 7 – Корпус двигателя.

Для изготовления корпуса используют железо класса 30. Оно гасит вибрации и устраняет воздействие механической силы. Поворотную планшайбу изготавливают из легированной стали, закалённой до твёрдости 60 HRC. В этой конструкции используется два предварительно нагруженных радиально-упорных подшипника, поддерживая червячную передачу с обоих концов червячного колеса. Данные подшипники способные выдерживать нагрузку до 14 тонн. Для изготовления червячного колеса используют бронзоалюминиевый сплав. Имеет большой диаметр, обрабатывается на зубофрезерном станке с ЧПУ и проверяется на зубоизмерительном центре Wenzel WGT500. Червяк изготавливается из стали, закаленной до твёрдости 60 HRC. Он также обрабатывается на станке с ЧПУ и проверены для соответствия погрешности максимум 2 мкм на зубоизмерительном центре Wenzel WGT500.

Тормозные диски изготавливаются из легированной стали, содержащей добавки хрома и молибдена и закалённый до твёрдости 30-35 HRC.

Корпус двигателя изготовлен из никелированной стали большой толщины со специальными прокладками из пенопласта с закрытыми порами для обеспечения водонепроницаемости

Рисунок 2.14 – Устройство системы поворота паллет

В горизонтально-обрабатывающих центрах используется конструкция системы поворота паллет (рис. 2.14). Преимущество данной конструкции в высокой точности, на протяжении долгого времени работы

Рисунок 2.15 – Магазин паллет станка EC-400

В станке EC-400 применяется магазин паллет (рис. 2.15), где имеется до 6 паллет. Они программируются с помощью универсального планировщика. Оператор может задать программу для каждой паллеты, составить график выполнения заданий и определить приоритеты. Для перемещения паллет в станцию загрузки и из неё достаточно выбрать номер паллеты на экране управления станка.



Рисунок 2.16 – Зажим паллет

Для зажима паллет (рис. 2.16) используется конструкция, которая сочетает в себе механическую и пневматическую силу для обеспечения силы зажима 7 тонн. Паллету устанавливают на приемник, используя шесть установочных пазов, расположенных на максимально возможном расстоянии друг от друга в основании палеты. Затем пластина закрепляет палету непосредственно в установочных пазах, используя сочетание сверхпрочных пружин Бельвиля и давление воздуха. Так как для усиления силы зажима и раскрытия зажима используется пневматическая сила, потеря давления воздуха приведет к открытию зажима. Станки EC-300 обладает силой зажима только 4,5 тонн и использует только пневматический зажим.

Станки, предназначенные для обработки крупногабаритных деталей, использует систему гидравлического зажима. Это обеспечивает точную фиксацию и сокращает время загрузки и выгрузку детали.

Кроме этого, на этих станках имеется высокоточный поворотный аппарат с плоской планшайбой (рис. 2.17) для паллет для индексирования на 1-5 градусов (в зависимости от конкретной модели станка).

Рисунок 2.17 – Поворотный аппарат с плоской планшайбой

При силовой обработке для фиксации планшайбы применена конструкция гидравлического тормоза. Гидравлическая жидкость закачивается под давлением 69 Бар в закрытую полость между двумя дисками. Поскольку камера герметичная, жидкость давит на внешний диск, прижимая его к внутренней поверхности привода. При сборке оставляется минимальный зазор между диском и стенкой привода, и для приложения тормозного усилия необходимо всего в нескольких сотых милиметра. Отсутствие в системе движущихся частей обеспечивает долговечность и простота в эксплуатации.

В вертикально-обрабатывающих центрах используется универсальный 4- или 5-осевой обрабатывающий центр, обеспечивающий одновременное движение по 4-м или 5-ти осям при обработке сложных деталей, а также позволяет позиционировать деталь практически под любыми углами для обработки с несколько сторон.

Обрабатывающий центр приводится в действие высокоэффективной поворотной системой, которая использует серводвигатель с высоким крутящим моментом для привода глобоидно-кулачкового зацепления с опорными роликами, расположенными на равном расстоянии по диаметру шестеренки. Игольчатые подшипники в опорных роликах обеспечивают равномерный контакт с кулачком, а высокоточный профиль кулачка гарантирует точную скорость и движение. Ввиду того, что роликовая передача предварительно нагружается в процессе сборки, система обеспечивает высокую жесткость, высокий крутящий момент и высокие скорости при низких показателях износа и снижении требований к обслуживанию.

Некоторые модели оснащаются двухосевым поворотным столом, устанавливаемым непосредственно на несущие опоры вместо стандартного стола с Т-образными пазами. Такие станки имеют в конфигурации с конусом ISO 40 и ISO 50.

Система ЧПУ

http://www.ce-studbaza.ru/werk.php?id=9301

Рисунок 2.9 –Координатная система

На (рис. 2.9 ) показаны три перемещения на вертикально-обрабатывающем центре. Первая числовая ось определяет продольное перемещение стола, это ось называется осью «X». Вторая ось – поперечное перемещение стола, это ось называется осью «Y». Третья ось – вертикальное перемещение шпинедьной бабки, это ось «Z». Диапазон перемещения по осям станка определяется в зависимости от его модели.

Перемещения станка по осям X, Y, Z производится относительно «нуля» станка. Ноль детали определяется наладчиком станка.

Как и многие другие станки с ЧПУ, станки фирмы HAAS также работают в абсолютной и относительной системе отсчета. При абсолютной системе отсчёта все координаты задаются по отношению к началу координат, фиксированной нулевой точке, являющейся нулём детали.

При относительной системе отсчёта положение задаётся по отношению к предыдущей позиции иструмента. Новые координаты вводятся в единицах расстояния и направления относительно последней позиции, а не нуля станка. Это означает, что перемещение задаётся относительно позиции инструмента, а не нулевой точки. Знаки «+» и «-» определяют направление перемещения, а не местоположение координаты относительно нуля. .

Программа обработки детали состоит из определения перемещения инструмента, изменение скорости обработки и частоты вращения шпинделя. Она также состоит из вспомогательных командных функций, такие как смена инструмента, включение или выключение охлаждения и команд внешних М-функций. Перемещение инструмента состоит из команд ускоренного позиционирования, команд движения по прямой или окружности с контролем скорости вращения.

В станках фирмы HAAS также используется графическое программирование Visual Quick Code. Визуальное программирование Visual Quick Code представляет собой систему диалогового программирования с использованием графического интерфейса, значительно упрощающего создание программ с G-кодом. Оператор выбирает требуемую операцию из списка на экране. После выбора операции отображается группа графических шаблонов деталей вместе с текстовым описанием операции для каждого шаблона. Выбирается наиболее подходящий шаблон, после чего система Visual Quick Code выдаст запрос на ввод размеров детали, скоростей шпинделя и подачи и т.д. Используя введённую информацию, система Visual Quick Code генерирует соответствующую программу в G-кодах для выполнения данной операции. Программировать обработку сложных элементов детали по частям, используя отдельные шаблоны для генерирования G-кода по каждому элементу детали, а затем вставить этот набор G-кода в одну новую или существующую программу. Благодаря тому, что программное обеспечение Visual Quick Code хранится непосредственно в памяти системы управления HAAS, а не встроена в неё на аппаратном уровне, оператор может изменять имеющиеся шаблоны или даже создавать собственные, предназначенные для часто повторяющихся операций или однотипных деталей.

Visual Quick Code включает также стандартный режим Quick Code (быстрое кодирование), позволяющий оператору использовать для создания программы в G-кодах многооконный режим. Оператор выбирает в меню описательные команды (например «Вращать шпиндель»), и соответсвующий код (в данном случае М03) вставляется в программу. Режим Quick Code распознаёт его как цикл ступеньчатого сверления.

Панель системы управления

Рисунок 2.10 – Пульт управления

На (рис. 2.10) представлена панель системы управления в станках фирмы HAAS. 1- Кнопки включения и выключения станка; 2 – Индикатор, отображающий нагрузку на шпиндель; 3 – Кнопка аварийного выключения; 4 – Многофункциональный маховичок управления; 5 – Кнопки начала цикла обработки; 6 – Кнопка «Стоп подача»; 7 – Клавиатура; 8 – ЖК-дисплей; 9 – Сигнальная лампа состояния.

Многофункциональный маховичок управления служит не только для перемещениям по осям, но и для перемещения курсора по программе, с целью её быстрого редактирования, ручной коррекции скорости шпинделя и скорости подачи или поиска смещений, параметров и т.д.

ЖК-дисплей нужен для отображения различных операций на станке и имеет цветной экран. Он разработан для применения в производственных условиях механических цехов. Имеет широкий угол обзора. ЖК панель устанавливается за бликоподавляющий экран из закалённого стекла, который обеспечивает защиту и удобство обзора

Сигнальная лампа состояния использует две линии сверхярких светодиодов – 12 зелёных и 12 красных, свет которых хорошо видно из любого места в цехе. Светодиоды практически не нагреваются, а их ресурс превышает 10 лет.

Клавиатура имеет более 130 клавиш. Все общие функции, включая полную буквенно-цифровую клавиатуру, четко обозначены для удобства оператора. Для простоты системы управления имеются клавиши быстрого вызова функции. Это позволяет вызвать различные функции одним нажатием клавиши.

Лицевая панель выполнена из нержавеющей толстостенной листовой стали Т304 со шлифованной отделкой. Она легко очищается, устойчива к износу и не ржавеет.

Для сохранения программных файлов станка или выполнения программ, объём которых превышает возможности памяти станка, имеется встроенный жёсткий диск. Встроенный интерфейс Ethernet позволяет подключать систему HAAS к компьютерной сети или к ПК. По Ethernet можно сохранять, записывать в память и считывать из памяти или с жёсткого диска данные, а доступ к большим файлам можно получить сразу с нескольких станков. Высокая скорость передачи данных позволяет передавать большие файлы DNC со скоростью до 1000 блоков в секунду, а поддержка USB-накопителей на флэш-памяти. Связь легко настраивается с экрана системы управления. Также на боковой стороне пульта управления расположен дисковод для гибких магнитных дисков 1,44 мб/3,5 дюйма.

Регулирование теплового режима шпиндельного узла

http://www.ce-studbaza.ru/werk.php?id=9300

Для того чтобы обеспечить нормальное охлаждение шпиндельной бабки (рис. 2.7), в отливке корпуса шпинделя имеется отдельная охлаждающая рубашка, окружающая шпиндель. СОЖ циркулирует по этой рубашке, обеспечивая отвод тепла, выделяемого шпинделем и тем самым сводя к минимуму температурную деформацию корпуса. В связи с тем, что СОЖ контактирует со всеми частями зоны обработки, соответственно снижается температура станка в целом.
В целях дополнительного улучшения температурной стабильности корпус шпинделя изолируется и увеличивается прохождение воздушного потока через данный узел. Холодный воздух поступает в станок с задней стороны, обтекает шпиндель и выходит вверху, по направлению от шпиндельной головки.
При сухой обработке, для поддержания постоянной температуры шпинделя для моделей серии VF-1 – VF-11 с конусом ISO 40 дополнительно устанавливают внешний холодильник.


Рисунок 2.7 – Охлаждение шпиндельной бабки

Конструктивные особенности сверлильно-фрезерных станков

http://www.ce-studbaza.ru/werk.php?id=9299

Шпиндельный узел

Компания Haas в своих станках использует следующие типы шпинделей:

- Векторный шпиндель;

- Картриджный шпиндель;

- Шпиндель с прямым приводом;

- Привод через ременную передачу

- Привод с редуктором

Рисунок 2.1 – Векторный шпиндель

Векторный шпиндель (рис. 2.1) используется технология цифрового сервопривода с обратной связью. Это обеспечивает высокоточное регулирование скорости и максимальную производительность при нагруженных режимах резания. В данном случае шпиндель соединён с двигателем главного движения через муфту. Смазка подшипников производится автоматически. Подшипник имеет керамические шарики, что позволяет работать длительное время на высоких оборотах под нагрузкой. Этот шпиндель позволяет развивать мощность шпинделя до 150% от не непрерывной номинальной мощности двигателя в течение 15 минут и до 200% в течении 3 минут.

Рисунок 2.2 – Картриджный шпидель

Картриджный шпиндель (рис. 2.2) обеспечивает высокую нагрузочную способность к восприятию осевых нагрузок и минимальное тепловыделение. Отверстия с передней и задней стороны шпинделя и его наружный диаметр обрабатывается за одну установку. Это гарантирует соосность между отверстиями и наружными диаметрами, сокращая тем самым тепловыделение в подшипниках. Применяются предварительно нагруженные радиально-упорные подшипники. Два передних подшипника разделены вставкой для увеличения радиальной устойчивости и обеспечения работы в тяжёлых режимах резания. Для обеспечения длительного срока службы в шпинделе создается избыточное давление воздуха для предотвращения попадания СОЖ, а впрыскивание воздушно-масляной смеси производится автоматически с заданной периодичностью, тем самым обеспечивается долговечность работы подшипников. Основное преимущество данного шпинделя - это упрощенное обслуживание. Позволяет производить быструю смену шпинделя в сборе.

Рисунок 2.3 – Прямой привод

Прямой привод (рис. 2.3) соединён напрямую с двигателем. Это обеспечивает плавную работу, высокое качество чистовой обработки, сокращает тепловыделение. Этот шпиндель приводится в действие высокоэффективным электродвигателем HAAS мощностью 20 л.с. (14,9 кВт).

В этом шпинделе предусмотрена опциональная возможность оснащения конусом ISO 40 шпинделем с прямым приводом 12 000 об/мин и мощностью 30 л.с. (22,4 кВт).

Рисунок 2.4 – Привод через ременную передачу

Привод через ременную передачу (рис. 2.4) является стандартной конфигурацией многих вертикальных обрабатывающих центров компании Haas с размеров конуса ISO 40. Данная конструкция обеспечивает оптимальное сочетание крутящего момента и скорости вращения для различных операций механической обработки. Преимущество такого привода – это его небольшая стоимость.



Рисунок 2.5 – Привод с редуктором

Привод с редуктором (рис. 2.5) оснащён зубчатым приводом, обеспечивающий повышенный низкоскоростной крутящий момент для тяжелых режимов резания и в то же время сохраняет способность работать с частотой вращения 10 000 об./мин при высокоскоростной обработке. Шпиндель мощностью 30 л.с. (22,4 кВт) с конусом ISO 50 входит в стандартную комплектацию крупногабаритных горизонтальных обрабатывающих центров Haas, обеспечивая момент 600 H*м, 500 об/мин при интенсивном съёме материала.

Рисунок 2.6 – Виброизолированный редуктор

Зубчатые колеса Haas изготавливаются из легированной стали, обработка и зубофрезерование выполняются на станках с ЧПУ после чего колеса подвергаются термообработке до твердости 60 HRC и прецизионному шлифованию до класса качества 13 по AGMA. Система смазки с сухим масляным картером обеспечивает подачу масла во все необходимые места в редукторе, а полиуретановые опоры исключают вибрации, возникающие при чистовой обработке.