Mașini - Unelte

Capitolul 1. Studiu bibliografic privind maşini – unelte similare celei studiate

1.1 Tipuri de maşini – unelte similare

Centrele de prelucrare sunt maşini-unelte ce derivă din: maşini de alezat şi frezat, maşini de frezat, strunguri şi maşini de găurit, comandate numeric, cărora li se adaugă magazia de scule şi mecanismul de schimbare şi transfer a sculei. Prelucrarea pieselor pe centrele de prelucrare se realizează fără desprinderea pieselor de pe masa maşinii prin utilizarea mai multor scule de tipuri şi dimensiuni diferite, dispuse în magazin. În acest mod se măreşte foarte mult timpul efectiv de aşchiere, ajungând până la circa 70% faţă de circa 45%, la maşinile unelte convenţionale.

Se micşorează, de asemenea, timpul de staţionare în special prin eliminarea timpului de schimbare a sculelor şi a celui de măsurare a piesei prelucrate. Unele centre de prelucrare au mese rotative indexate pentru prelucrarea piesei pe diferite suprafeţe sau mese suplimentare, pe care se fixează o nouă piesă, în timp ce maşina execută prelucrarea altei piese.

Magazinele de scule, au frecvent capacitatea de 30-32 scule, însă pot depăşi în multe cazuri 100. Schimbarea sculelor din magazin în arborele principal şi invers se face într-un timp foarte scurt, folosindu-se mecanisme speciale. Deoarece sunt maşini complicate, care conţin multe mecanisme, ce se comandă numeric cu instalaţii electronice complexe, timpii de deservire tehnică şi de întreţinere sunt mai mari ca la maşinile-unelte convenţionale. Centrele de prelucrare permit creşterea productivităţii la prelucrarea pieselor complicate în serie mică sau unicate. Aceste avantaje au dus la dezvoltarea şi diversificarea construcţiei centrelor de prelucrare.

Clasificarea centrelor de prelucrare se poate face având în vedere criteriile:

Tipul maşinii-unelte din care provin:

- centre de prelucrare prin strunjire

- centre de prelucrare prin găurire

- centre de prelucrare prin alezare şi frezare

- centre de prelucrare combinate

Poziţia arborelui principal:

- orizontală

- verticală

Forma şi tipul magazinului de scule:

- magazin disc

- magazin cu lanţ

Modul de identificare a sculei:

- cu codificarea sculei

- cu codificarea locaşului din magazin

Tipul unităţii de transfer a sculei:

- cu mână mecanică simplă sau dublă

- fără unitate de transfer

- cu mâini mecanice şi mecanisme de transfer

Aceste centre de prelucrare sunt cele mai numeroase, diversitatea de soluţii este foarte mare. Magazinele de tip disc sau transportor cu lanţ, aşezate în plan orizontal, sunt dispuse, de regulă, la partea superioară a montantului, în timp ce pentru capacităţi mari de înmagazinare, pentru scule grele, se foloseşte magazinul de tip transportor cu lanţ, situat în plan vertical, fixat pe montantul maşinii sau pe un suport propriu. În acest caz drumul de la locaşul de schimb din magazin la arborele principal devine lung, mâna mecanică dublă nu-l poate străbate singură, fiind necesare şi alte elemente pentru deplasarea sculei scoasă din magazin, apar în acest fel puncte intermediare, puncte în care se face transferul sculei de la un manipulator la altul.

Suportul magazinului ca şi al mecanismului de transfer, poate fi fix sau deplasabil. Distanţa dintre arborele principal şi punctul de schimb din magazin poate fi constantă sau variabilă. Poziţia punctului de schimb a arborelui principal poate fi obligatorie sau indiferentă.

Dacă suportul mecanismului de transfer este fix, arborele principal trebuie să se deplaseze în gol până în punctul de acces la mecanismul de transfer, ceea ce face ca timpul de schimb să crească. Mărimea acestor curse în gol este variabilă, dependentă de poziţia arborelui principal în zona de lucru, în timpul prelucrării.

Dacă magazinul de scule şi mecanismul de transfer sunt plasate pe păpuşa mobilă, sau se deplasează pe ghidaje proprii sincron cu păpuşa mobilă, poziţia relativă dintre punctul de schimb; mecanismul de transfer şi arborele principal rămâne invariabilă. Schimbul se poate face în orice poziţie a arborelui principal în acre traiectoriile elementelor în mişcare nu intersectează piesa prelucrată.

Centre de prelucrare prin alezare şi frezare cu magazin de scule tip disc (Fig.1.1)

Pentru magazinele de scule de capacitate medie şi greutate mare o soluţie clasică este aceea de a plasa magazinul cu axa orizontală, pe un suport propriu Sculele au axa paralelă cu axa arborelui principal, mecanismul de transfer fiind o mână mecanică cu braţ dublu, braţele fiind acţionate independent.

Mâna mecanică se poate deplasa axial, paralel cu arborele principal, pentru introducerea şi extragerea sculelor, şi se poate roti cu 180o, pentru inversarea poziţiei. Magazinul de scule se poate deplasa şi el, pe ghidaje proprii, pe direcţie paralelă arborelui principal, pentru a decala planul de rotire a sculelor faţă de planul frontal care conţine mâna mecanică.

Fig.1.1

În figura 1.1 este reprezentată vederea generală a centrului de prelucrare RAPID1 cu magazin disc.

Păpuşa mobilă PM susţine mecanismele lanţului cinematic principal şi are mişcare verticală în direcţia săgeţii B. Acţionarea lanţului cinematic principal se realizează cu ajutorul unui motor asincron având o singură turaţie. Cele 18 turaţii ale arborelui principal se obţin cu ajutorul unei cutii de viteze cu cuplaje electromagnetice (fig. 1.1).

Arborele principal este aşezat pe lagăre hidrostatice, care elimina uzura, asigurând o durată de funcţionare practic nelimitată, măresc rigiditatea sistemului şi elimină căldura produsă prin utilizarea unui sistem de răcire a uleiului. Pe arborele principal este montat un sistem special ce permite orientareaacestuia într-o poziţie bine determinată, atât la schimbarea sculei cît şi la scoaterea acesteia din piesă, pentru a nu lăsa urme pe suprafaţa prelucrată.

Centrul de prelucrare are două sănii (fig. 1.1) aşezate una deasupra celeilalte. Sania inferioară S1 se deplasează transversal (mişcarea C), pe ghidaje aşezate pe batiu, iar sania superioară S2, se deplasează longitudinal (mişcarea D) pe sania inferioară.