2982019730

OBRABIARKI MODUŁOWE sMMsmefaLu

skim zakresie parametrów, stanowią wiec one zespoły funkcyjne o niezbyt złożonej strukturze. Powinny jednak umożliwiać osiąganie parametrów o wartościach zbliżonych do maksymalnych dla założonych potrzeb i warunków.

Podobieństwo geometryczne modułów jest niezbędne do tego, aby można było konfigurować je w dowolne układy, bez względu na producenta.

Czynniki mające wpływ na technologiczne możliwości obrabiarek

Uwarunkowania technologiczne obok czynników konstrukcyjnych w największym stopniu determinują możliwości wytwórcze obrabiarek. W przypadku obrabiarek skrawających do najistotniejszych w tej grupie zalicza się:

•    sztywność obrabiarki (układu O-U-P-N),

•    możliwość osiągania odpowiednich (najczęściej dużych) wartości parametrów technologicznych,

•    dokładność obróbki,

•    wydajność.

W przypadku obrabiarek o strukturze modułowej uwzględnić należy ponadto:

•    możliwość dostosowania obrabiarki do zmiennych po-

•    łatwość i trwałość połączeń.

Sztywność obrabiarki, która określa jej odporność na odkształcenia pod wpływem sił zewnętrznych, zależy przede wszystkim od sztywności elementów korpusu oraz podpór węzłów łożyskowych. W przypadku obrabiarek o strukturze modułowej w istotnym stopniu zależy także od liczby i rodzaju połączeń między poszczególnymi modułami.

Połączenia modułów z korpusem oraz wzajemnego - samych modułów, mają nominalnie charakter spoczynkowy - ruch elementów tworzących te połączenia nie występuje. Pod wpływem czynników zewnętrznych, takich jak np. siły dynamiczne F , powodowane drganiami wzbudzanymi miedzy innymi w styku narzędzia i obrabianego przedmiotu, siła napięcia wstępnego F_w połączenia ulega relaksacji, w wyniku czego może nastąpić zmiana skuteczności połącze-

drgania

F„	Połączenie	luz	Połączenie
" ^1	spoczynkowe	^1 1	ruchowe
	!■
Rys. 1. Mech	nizm i czynniki powod	ujące zmianę	harakteru połączenia

Drugim z wymienionych wyżej czynników technologicznych, jakie mają wpływ na możliwości wytwórcze obrabiarek, jest możliwość realizacji obróbki z dużymi parametrami. Uwzględnienie tego czynnika musi następować już w fazie projektowania i wytwarzania obrabiarki, tak więc łączy się on bezpośrednio z uwarunkowaniami konstrukcyjnymi. Podstawowym problemem w tym zakresie jest stosowanie podzespołów i elementów, które pozwalają takie parametry uzyskiwać, np. specjalnych łożysk wrzecionowych. Mają one najczęściej standardowe wymiary gabarytowe jednak ich cechy użytkowe są lepsze niż łożysk typowych [4].

Modułowe obrabiarki skrawające to przykład efektów optymalizacji struktury maszyny, polegającej m.in. na ograniczeniu struktury do elementów funkcjonalnie niezbędnych [3]. W praktyce, jest to odejście od idei wieloczynnościowych maszyn uniwersalnych. Ograniczeniu funkcji realizowanych przez obrabiarki towarzyszyć powinno zawężenie zakresu zmienności parametrów technologicznych. Połączenie tych działań prowadzi do lepszego dostosowania struktury obrabiarki i jej możliwości do określonych potrzeb. Realizowana więc jest zasada: dla każdej pracy i dla każdych warunków właściwa maszyna [3, 8]. Uproszczona struktura obrabiarek modułowych będzie jednak w pełni racjonalna, o ile obrabiarki takie charakteryzować się będą dużą elastycznością geometryczną, tzn. ich elementy dają się konfigurować w różne warianty pozwalające realizować założone zadania.

Realizacja powyższej zasady prowadzi nie tylko do uproszczenia struktury obrabiarek modułowych. Przyczynia się jednocześnie do tego, że same moduły funkcjonalne mają prostszą - w stosunku do tradycyjnych - budowę, wynikającą z ograniczenia zadań i zakresu parametrów obróbkowych. W rezultacie tego moduły mają bardziej zwartą i sztywną strukturę, dzięki czemu możliwa jest obróbka przy parametrach o większych wartościach. Moduły takie wytwarzane są przez producentów specjalizujących się w pewnym ich zakresie asortymentowym, dzięki czemu mogą one być dopracowane pod względem konstrukcyjnym oraz wykonane z najlepszą jakością. Przykładem takiego podejścia do zagadnienia mogą być wrzeciona kompaktowe [7], jednostki napędowe lub moduły ruchu liniowego [1, 6].

Kolejne czynniki wymienione na wstępie do niniejszych rozważań, a więc dokładność obróbki i jej wydajność, są bezpośrednio związane z czynnikami przedstawionymi wyżej. Zwiększenie tych wskaźników obróbki uzyskać można stosując lepsze, niekiedy specjalne odmiany elementów składowych modułów, np. wrzecionowe łożyska toczne, prowadnice toczne, śrubowe przekładnie toczne itp.

Czynniki istotne szczególnie dla obrabiarek modułowych to ich demontowalność, rozumiana jako cecha konstrukcyjna umożliwiająca łatwy i szybki demontaż poszczególnych obrabiarkowych zespołów funkcjonalnych (modułów) obrabiarki, a także późniejszy ich montaż w nowej, zmienionej konfiguracji. Wymaga to między innymi zapewnienia odpowiednich połączeń. Powinny one charakteryzować się takimi cechami jak: łatwość, trwałość, dokładność i powtarzalność. Zaspokojenie potrzeby w tym zakresie stanowi więc ostatni z wymienionych wyżej czynników determinujących technologiczne możliwości obrabiarek.

Przykłady rozwiązań konstrukcyjnych wykorzystywanych w obrabiarkach modułowych

Poniżej przedstawiono pewne przykłady rozwiązań konstrukcyjnych, możliwych do wykorzystania w budowie obrabiarek o strukturze modułowej. Są to przykłady, zdaniem autorów, reprezentatywne dla prezentowanego zagadnienia, gdyż w istotny sposób mogą zmieniać efektywność i produktywność procesu wytwórczego.

Modułem, który występuje praktycznie w każdej obrabiar-