Обработка типовых поверхностей деталей на многоцелевых токарно-фрезерных станках с ЧПУ

В настоящее время наиболее широко применяются токарно-фрезерные станки следующих компоновок:

1. слева расположен привод главного движения для токарной обработки, вертикальный поворотный фрезерный шпиндель, револьверная головка с приводным инструментом, задняя бабка, подвижный и неподвижный люнеты, поддерживающие устройства для неподвижных деталей, магазин для автоматической замены инструмента во фрезерном шпинделе, на суппорте револьверной головки могут быть расположены подвижный и неподвижный люнеты (рис. 1);
2. слева и справа расположены привода главного движения для токарной обработки, вертикальный поворотный фрезерный шпиндель, револьверная головка с двусторонним расположением инструмента, в том числе и приводного, задняя бабка, подвижный и неподвижный люнеты, магазин для автоматической замены инструмента во фрезерном шпинделе, на суппорте револьверной головки могут быть расположены подвижный и неподвижный люнеты (рис. 2).

Рис. 1.   Токарно-фрезерный станок с одним токарным приводом

Рис. 2. Токарно-фрезерный станок с двумя токарными приводами

В ряде случаев станки могут быть укомплектованы двумя фрезерными головками.

Все это расширяет технологические возможности данного класса станков. Наряду с переходами, приведенными в параграфе 4, появилась возможность выполнять следующие операции.

1. Долбление наружных и внутренних эвольвентных зубьев и шлицев, в том числе и треугольных (рис. 3).
2. Фрезерование зубьев червячными фрезами по методу обката (рис. 4). Для повышения точности обработки возможно поджатие центром оправки.
3. Обработка колес с торцовым зубом (рис. 5).
4. Глубокое сверление как по оси шпинделя (рис. 6), так и под любым углом наклона (рис. 7).
5. Фрезерование неподвижного торца вала торцовой фрезой в поддерживающем люнете, что обеспечивает повышение производительности по сравнению с точением (рис. 8).
6. Обработка центрового гнезда в неподвижной детали (рис. 9).
7. Поджим детали задним центром, установленным в пиноли задней бабки, задняя бабка перемещается по программе (рис. 10).

Рис. 3. Обработка зубьев колеса внутреннего зацепления долбяком по методу обката

Рис. 4. Фрезерование зубьев червячными фрезами по методу обката

Рис. 5. Фрезерование торцовых зубьев

Рис. 6. Глубокое сверление отверстия с осью, совпадающей с осью вращения шпинделя

Рис. 7. Глубокое сверление отверстия под углом к оси вращения шпинделя

Рис. 8. Фрезерование неподвижного торца вала в поддерживающем люнете

Рис. 9. Обработка центрового гнезда в неподвижной детали, поддерживаемой люнетом

Рис. 10. Поджим обрабатываемой детали задним центром

При обработке длинных валов при их установке или выполнении переходов, не требующих вращения детали, предусмотрено применение поддерживающих устройств (рис. 11).

Рис. 11. Поддерживающие устройств для нежестких деталей

Последующая токарная обработка особенностей не имеет. Исключение составляет обработка цилиндрических участков, расположенных между рычагами, их обработка выполняется резцами, установленными во фрезерной головке. Шпиндель фиксирует положение вершины резца по оси детали и при необходимости фрезерная головка поворачивается по программе по оси С для исключения столкновения с рычагом. Для выдерживания диаметральных размеров одновременно с поворотом резец (борштанга) выдвигается по оси фрезерного шпинделя (рис. 12).

1. Фрезерование резьбы с произвольным угловым расположением приведено на рисунке 13.
2. Силовое фрезерование пазов ротора (рис. 14).
3. Силовое фрезерование винтовой поверхности переменного шага (рис. 15).
4. Фрезерование эксцентричных шеек коленчатых валов (рис. 16).
5. Фрезерование наружного контура рычага (рис. 17).
6. Фрезерование карманов рычага (рис. 18).

Рис. 12. Обработка цилиндрического участка, доступ к которому закрыт рычагом

Рис. 13. Фрезерование резьбы, расположенной под углом к оси шпинделя

Рис. 14. Фрезерование пазов ротора

Рис. 15. Фрезерование винтовой поверхности переменного шага

Рис. 16. Фрезерование эксцентричных шеек коленчатых валов

Рис. 17. Фрезерование наружного контура рычага

Рис. 18. Фрезерование карманов рычага

Заслуживает внимания то, что ориентация деталей с рычагами для их фрезерования выполняется по результатам измерения углового расположения рычагов измерительными датчиками (рис. 19).

Рис. 19. Ориентация детали по поверхности рычага

Это позволяет отказаться от изготовления специальной оснастки для ориентации деталей при закреплении, что сокращает сроки подготовки производства. Применение измерительных датчиков стало возможным вследствие большой емкости инструментальных магазинов. Более того, на фрезерно-токарных станках возможна обработка: растачивание точных отверстий в рычагах с подрезкой закрытых торцов специальным инструментом (рис. 18).

Рис. 18. Подрезка торцов специальным инструментом

Дополнительно необходимо отметить, что на станках данной группы с основным шпинделем и контршпинделем возможна обработка лопаток газовых и паровых турбин (рис. 19), контроль их геометрических параметров по электронной модели (КЭМ) (рис. 20) и упрочнение специальной оснасткой (рис. 21).

Рис. 19. Обработка лопатки турбины

Рис. 20. Контроль теоретического контура лопатки по КЭМ

Рис. 21. Упрочнение лопатки специальной оснасткой

Дополнительно следует отметить, что кинематика токарно-фрезерных обрабатывающих центров позволяет выполнять упрочнение сферических поверхностей различного вида опор (рис. 22).

Рис. 22. Упрочнение сферической части опоры специальной оснасткой

Технологические возможности станков токарно-фрезерной группы на приведенных примерах не исчерпываются. Заслуживает изучения возможности обработки:

• объемных деталей с двусторонним оребрением при условии их закреплении в специальной оснастке рамочного типа, закрепленной цапфами в патронах основного и контршпинделя;
• конических зубчатых колес с круговыми и гипойдными зубьями коническими червячными фрезами по методу обката;
• конических зубчатых колес с прямым зубом долбяками по методу обката;
• конических зубчатых колес с круговыми и гипойдными зубьями коническими червячными фрезами по методу обката;
• деталей типа импеллеров.