Polskie obrabiarki specjalne; cz. 2

Zasady projektowania i budowy obrabiarek zespołowych nie zmieniły się i podlegają takiej samej procedurze niezależnie czy projektowane są na desce konstrukcyjnej, czy przy pomocy komputera z udziałem nowoczesnych programów. Podobnie układy i typy obrabiarek zespołowych są podobne jak wiele lat wstecz.

Aleksander Łukomski

Poniżej podano podstawowy podział obrabiarek zespołowych na typy i ich charakterystykę.

Obrabiarki zespołowe dzieli się na:

Stacjonarne (oznaczane LS); Detal mocowany jest tu na jednym stanowisku i bez przemieszczania na kolejne stanowiska, na tym samym jest obrabiany, niekiedy z kilku stron jednocześnie. Są to obrabiarki o najprostszym układzie, pozwalające na wykonanie jednego zabiegu, najczęściej bez przezbrajania narzędzi (Rys. 1).

Rys. 1  Obrabiarka zespołowa stacjonarna LS

Wzdłużne (oznaczane LW); Detal mocowany jest na pierwszym stanowisku, a obrabiany na kolejnych, na które przesuwany jest automatycznie za pomocą stołu podziałowego wzdłużnego. Na każdym stanowisku dokonywana jest obróbka, możliwa nawet z trzech kierunków: dwóch poziomych i pionowego. Po przejściu przez wszystkie stanowiska, detal wraca na stanowisko mocowania, gdzie jest odmocowany. Takt pracy obrabiarki jest sumą czasów obróbki, przemieszczania stołu i jego powrotu, i czasu mocowania i odmocowania detalu obrabianego (Rys. 2).

Karuzelowe (oznaczane LK), gdzie na stanowisku mocowania detal jest wkładany do przyrządu i mocowany, po czym stół obrotowy, na którym zamontowano tyle przyrządów ile stanowisk ma stół podziałowy (4, 6, 8,12) obraca się o jeden podział. Na każdym stanowisku (podziale) jest wykonywana jakaś obróbka, niekiedy z wielu stron, nawet jednocześnie, lub pomiar, jednocześnie na wszystkich detalach, na wszystkich stanowiskach. Po wykonaniu pełnego obrotu stołu detal jest całkowicie obrobiony. Takt pracy wynosi tyle ile czas trwania najdłuższego zabiegu plus czas obrotu stołu. Zakładanie i zdejmowanie detalu odbywa się podczas trwania obróbki na innych stanowiskach obrabiarki (Rys. 3).

Linie (oznaczane LL), gdzie detal jest przesuwany na kolejne stanowiska, najczęściej na palecie z zamontowanym na niej przyrządem. Po przejściu przez wszystkie stanowiska obróbcze paleta wraca na stanowisko mocowania specjalnym transportem, dolnym, górnym lub bocznym. Mechanizmy przesuwu palet mogą mieć różne rozwiązania. Linia uzasadniona jest w przypadku produkcji wielkoseryjnej lub masowej i to przy małej liczbie typów detali obrabianych, gdyż każde przezbrajanie linii zmniejsza tzw. współczynnik ciągłości pracy linii (Rys. 4).

Występują jeszcze inne typy obrabiarek zespołowych, które są pewnymi modyfikacjami wymienionych powyżej podstawowych typów np. bębnowe (oznaczane LB). Również w ramach typów występują różne układy konstrukcyjne. Do oznaczenia dodawano literę związaną z miejscowością producenta. Przykładowo symbole LSP, LKP itd. oznaczały, że obrabiarka wykonana została w Poznaniu, a LSW, LKW, itd., że w Warce.

1. obrabiarki zespołowe - obrabiarki specjalne, zbudowane systemem składanym z zespołów znormalizowanych i uzupełnione, zależnie od przeznaczenia, zespołami specjalnymi (głównie uchwyty, przyrządy obróbkowe i oprawki narzędziowe) przeznaczone do obróbki przedmiotów o określonym kształcie lub technologicznie podobnych; obrabiarki zespołowe umożliwiają wykonywanie zabiegów obróbkowych przy nieruchomym przedmiocie teoretycznie z pięciu stron; ruch główny i posuwowy wykonują narzędzia; stosowane w produkcji wielkoseryjnej i masowej; mogą być ustawione w kolejności wynikającej z przebiegu procesu obróbki i powiązane przenośnikami przedmiotów obrobionych tworząc linię obrabiarek np. linię obróbki korpusów

Obrabiarki specjalne są przeznaczone do ściśle określonych operacji obróbkowych, np. nakiełczarki (frezarko-nakiełczarki) do frezowania czół i nawiercania nakiełków; do tego rodzaju obrabiarek należą też obrabiarki zespołowe do obróbki (wiercenia, wytaczania, gwintowania, frezowania) jednakowych przedmiotów w produkcji wielkoseryjnej i masowej. Obrabiarki ustawione w kolejności określonej procesem technol. stanowią linię obrabiarkową (obróbkową), która w produkcji wielkoseryjnej i masowej jest zautomatyzowana.

Obrabiarka może być sterowana ręcznie, półautomatycznie i automatycznie. Przy sterowaniu automatycznym wszystkie czynności gł. i pomocnicze związane z obróbką, włącznie z zamocowaniem i zdejmowaniem przedmiotu obrabianego, są wykonywane samoczynnie (bez udziału człowieka) i cyklicznie. Obrabiarka półautomatyczna lub automatyczna może być sterowana programowo sekwencyjnie lub numerycznie (cyfrowo). Przy sterowaniu sekwencyjnym, oprócz wprowadzenia programu do obrabiarki, jest konieczne nastawienie tzw. zderzaków ograniczających krańcowe położenie narzędzi względem obrabianego przedmiotu; przy sterowaniu numerycznym wszystkie dane dotyczące czynności wykonywanych przez obrabiarkę są zawarte w programie zapisanym na taśmie magnetycznej (dawniej dziurkowanej). Obrabiarka skrawająca wielooperacyjna, sterowana numerycznie, z automatyczną zmianą narzędzi umieszczonych wcześniej w specjalnym magazynku, jest nazywana centrum obróbkowym; taka obrabiarka umożliwia obróbkę przedmiotów o skomplikowanych kształtach bez zmiany zamocowania.

Ważniejsze zespoły i elementy obrabiarek skrawających to: korpus — element stanowiący konstrukcję nośną obrabiarki, w skład obrabiarki wchodzi zwykle kilka korpusów, wśród nich korpus gł. (np. łoże, stojak lub słup); wspornik — korpus wchodzący w skład konstrukcji nośnej obrabiarki, zamocowany z jednej strony na stole lub przesuwnie na pionowych prowadnicach stojaka; wrzeciennik — zespół obrabiarki, w którym są umieszczone wrzecionowe elementy robocze, wykonujące gł. ruch obrotowy; skrzynka prędkości — skrzynka przekładniowa umożliwiająca uzyskanie różnych prędkości obrotowych wrzeciona; skrzynka posuwów — skrzynka przekładniowa umożliwiająca uzyskanie różnych prędkości posuwu narzędzia; suport — zespół obrabiarki wykonujący ruch posuwowy, na suporcie są zamocowane narzędzia skrawające (przeważnie noże); sanie — element w kształcie płyty, stanowiący podstawę zespołów (imaków nożowych, wrzecienników itp.), rozróżnia się sanie wzdłużne i poprzeczne; imak nożowy — zespół obrabiarki do mocowania narzędzi skrawających, przeważnie noży; stół — element (np. stół frezarki) lub zespół (np. stół obrabiarki zespołowej) w kształcie płyty, do zamocowania przedmiotów obrabianych (bezpośrednio lub w uchwytach); głowica rewolwerowa — zespół obrabiarki (np. tokarki rewolwerowej) do osadzania narzędzi wprowadzanych do pracy w określonej kolejności; suwak — element lub zespół obrabiarki wykonujący wraz z narzędziem główny ruch prostoliniowy, najczęściej posuwisto-zwrotny, w strugarkach, dłutownicach, przeciągarkach; konik — zespół obrabiarki kłowej (przeważnie tokarki, szlifierki), służący do podparcia za pomocą kła obrabianych przedmiotów w kształcie wałków. W zależności od stopnia mechanizacji, automatyzacji i rodzaju sterowania obrabiarką rozróżnia się: obrabiarki z posuwem ręcznym, w których zespół posuwowy (suport, stół, wrzeciono itp.) jest napędzany podczas obróbki siłą mięśni człowieka; obrabiarki z posuwem mech., w których zespół posuwowy jest napędzany silnikiem elektr. za pośrednictwem przekładni mech.; oraz obrabiarki z posuwem hydraulicznym lub pneumatycznym.

Obrabiarki skrawające do drewna zwykle mają budowę zbliżoną do obrabiarek do metali o tych samych nazwach; ważną rolę wsród obrabiarek do drewna odgrywają pilarki.

Za pierwowzór obrabiarki uważa się suport mech., który zastąpił podtrzymywane ręką narzędzia (A.K. Nartow 1718, H. Maudslay 1797); ulepszanie konstrukcji przyspieszyła rewolucja przem., a następnie zastosowanie napędu elektr.; w końcu XIX w. skonstruowano automaty tokarskie. Wynalezienie nowych materiałów narzędziowych — stali szybkotnących, a następnie węglików spiekanych w pocz. XX w. — znacznie przyspieszyło rozwój obrabiarek; rozwój produkcji wielkoseryjnej i masowej przed II wojną świat. doprowadził do budowy wysoko wydajnych obrabiarek zespołowych i automatycznych linii obrabiarkowych; w poł. lat 50., kiedy wynaleziono pierwszą uniwersalną obrabiarkę sterowaną numerycznie, a następnie sterowane numerycznie automaty, centra obróbkowe i linie automatyczne, nastąpił znaczny postęp automatyzacji w przemyśle maszyn.; szybki rozwój elektroniki przyczynił się do budowy obrabiarek sterowanych przez komputery oraz łączenia ich w systemy produkcyjne sterowane. Dalsze etapy i kierunki rozwoju wyraźnie zmierzają do tworzenia zautomatyzowanych bezzałogowych systemów produkcyjnych (elastyczne systemy produkcyjne) złożonych z różnego rodzaju obrabiarek i in. maszyn technologicznych.

Obrabiarki

wielooperacyjne

Wśród obrabiarek wielooperacyjnych wyróŜnia się:

 obrabiarki zespołowe

 centra obróbkowe

Obrabiarki zespołowe to obrabiarki specjalne, zbudowane systemem

składanym z zespołów znormalizowanych i uzupełnione, zaleŜnie od

przeznaczenia, zespołami specjalnymi (do których naleŜą głównie

uchwyty, przyrządy obróbkowe i oprawki narzędziowe). Przeznaczone

są do obróbki przedmiotów o określonym kształcie lub technologicznie

podobnych. Obrabiarki zespołowe umoŜliwiają wykonywanie zabiegów

obróbkowych, przy nieruchomym przedmiocie, teoretycznie z pięciu

stron. Ruch główny i posuwowy wykonują narzędzia. Stosuje się je

w produkcji wielkoseryjnej i masowej. Mogą być ustawione w kolejności

wynikającej z przebiegu procesu obróbki i powiązane przenośnikami

przedmiotów obrobionych, tworząc linię obrabiarek np. linię obróbki

korpusów.

Centra obróbkowe to obrabiarki wielooperacyjne ogólnego przeznaczenia,

umoŜliwiające obróbkę przedmiotów w jednym zamocowaniu, róŜnymi

narzędziami pobieranymi z magazynu narzędzi i wprowadzanymi

do pracy w kolejności ustalanej programem obróbki. Stosowane są głównie

w produkcji jednostkowej i małoseryjnej przedmiotów o złoŜonych

OBRABIARKI

Strona 103

kształtach, których obróbka wymaga wykonania wielu róŜnorodnych

zabiegów. W zasadzie kaŜda obrabiarka sterowana numerycznie moŜe

być konstrukcyjnie przystosowana do automatycznej zmiany narzędzi

i moŜe pracować, po wyposaŜeniu jej w magazyn narzędzi, jako centrum

obróbkowe (rysunek 5.14).