Обрабатываемая на данном станке деталь достаточно технологична:

Режимы резания (2 переход)

3 переход: черновое растачивание отверстия до 215 мм.

Исходные данные:

Обрабатываемый материал: Сталь 30ХГСА.

Вид обработки: растачивание отверстия.

Материал режущей части: Т15К6.

Стойкость инструмента: Т=90 мин.

Режимы резания (4 переход)

5 переход: черновое нарезание резьбы.

Исходные данные:

Обрабатываемый материал: Сталь 30ХГСА.

Вид обработки: нарезание резьбы.

Материал режущей части: Т15К6.

Стойкость инструмента: Т=90 мин.

Таблица 4

2. Конструкторская часть

2.1 Назначение и область применения, технологические возможности проектируемого оборудования

Специальный токарный станок с ЧПУ, спроектированный на базе станка модели РТ735Ф3 предназначен для обработки деталей трубных соединений, муфт, ниппелей, переходников и переводников. Он может быть использован в серийном производстве в цехах машиностроительных заводов и других отраслях промышленности.

На станке возможны следующие виды обработки: наружное точение, расточка, торцовка, нарезка конической резьбы внутренней и наружной по ГОСТ 631-63; 632-64; 633-63. На станке можно обрабатывать заготовки из проката и штамповки.

Марка материала инструмента Т15К6 (станок предназначен для обработки инструментом фирмы «Coramant»), виды инструмента: пластины, гребенки.

Таблица 6

2.2 Описание, назначение и принцип действия основных узлов и механизмов станка

Вращение изделия

От электродвигателя постоянного тока, расположенного с задней стороны бабки изделия, через клиновые ремни и приводной шкив, передающий движение первому валу бабки изделия шпиндель получает вращение.

Станина

Станина станка изготовлена из двух частей. Каждая часть имеет продольные и поперечные ребра, обеспечивающие станине необходимую жесткость.

Верхняя часть крепится к нижней болтами и фиксируется штифтами.

Станина имеет две плоские накладные направляющие прямоугольной формы, между которыми расположен ходовой винт, осуществляющий подачи каретки.

Накладные направляющие изготовлены стальными и закалены.

В нижнем корпусе станины имеется внутренняя емкость, служащая резервуаром для сбора и размещения СОЖ.

С правого торца станины установлен выдвижной транспортер стружки и смонтирована станция подачи охлаждающей жидкости.

Электродвигатель главного привода с подмоторной плитой установлен на фундамент с задней стороны станины. Натяжение ремней осуществляется с помощью специального винта.

Ограждение

Зона обработки защищена двумя подвижными кожухами, в которых имеются специальные окна для наблюдения за процессом обработки и освещения зоны резания.

На правом подвижном щитке расположен пульт управления, а также имеется специальное окно для механизма загрузки.

Пара винтовая продольных подач

Пара винтовая продольных подач предназначена для продольного перемещения каретки станка и включает в себя шариковую винтовую пару и две опоры. Обе подобны по конструкции и включают в себя корпус, два упорных подшипника, радиальный подшипник, комплект тарельчатых пружин и устройства регулировки натяга тарельчатых пружин.

Применение упорных подшипников в сочетании с устройством предварительной их затяжки обеспечивает получение высокой жесткости опор и винтовой пары в целом.

Левая пара используется для крепления привода продольной передачи.

Конструкция гайки винтовой пары позволяет производить регулировку зазора.

Бабка передняя

Механизм бабки передней предназначен для передачи вращения от двигателя к шпинделю, а также для крепления изделия в патроне.

Корпус бабки установлен на левой головной части станины.

Поворот корпуса осуществляется при помощи установочных распорных винтов, которые установлены в кронштейне, закрепленном на левом торце станины станка.

Выбор необходимых оборотов шпинделя осуществляется автоматически по программе.

Смазка механизмов бабки передней осуществляется от централизованной системы смазки. Масло по трубопроводу поступает к маслораспределителю в корпусе бабки, и далее к точкам смазки и маслоуказателю.

Упоры управления

Упоры управления предназначены для подачи сигналов по пути от подвижных органов станка - каретки и ползушки по координатам Z и X.

В комплект упоров по каждой координате входит планка с пазами, упоры и электропереключатели. По координате Z на станине установлена метрическая линейка, а на каретке - указатель.

По координате X планка с пазами крепится к ползушке, электроконтактный переключатель установлен неподвижно на каретке.

По координате Z линейка с пазами закреплена к станине неподвижно, электороконтактный переключатель перемещается вместе с кареткой.

Для определения положения каретки относительно нулевой точки на планке по координате Z установлен флажок, который замыкает бесконтактный выключатель при переходе нулевой точки вправо. Замкнутый конечный выключатель блокирует кнопку возврата каретки в нулевую точку по оси Z. Для возврата каретки в нулевую точку по оси Z необходимо возвратить ее в ручном режиме в левую зону от упора нулевого положения. После этого можно нажатием кнопки переместить каретку в нулевую точку по оси Z.

Привод поперечных подач

Пара винтовая поперечных подач

Верхняя опора включает в себя два упорных подшипника, игольчатый подшипник, тарельчатую пружину и устройство регулировки натяга тарельчатой пружины.

Нижняя опора включает один радиальный шарикоподшипник.

Конструкция гайки позволяет производить регулировку зазора в винтовой паре.

На нижнем конце винта имеется квадрат под ключ для вращения винта вручную.

Смазка винтовой пары и ее опор централизованная от станции смазки.

Центратор

Центратор предназначен для центрирования заготовки относительно оси шпинделя и подачи ее в патрон. По окончании обработки центратор захватывает деталь в патроне и подает ее в разгрузочный лоток механизма загрузки.

Центратор содержит корпус, в котором расположен механизм центрирования заготовки.

Центрирование (зажим) производится по внутреннему диаметру заготовки перемещением плунжеров от тарельчатых пружин. Разжим заготовки осуществляется пневмоцилиндром.

Центратор расположен на резцовой головке и работает в автоматическом цикле.

Головка резцовая

Головка содержит корпус, выполненный в виде полого стакана и промежуточного основания, на котором крепятся и устанавливаются сменные инструментальные оправки, центратор, фиксирующее устройство, механизм поворота и зажимы резцов головки, командоаппарат, электрически связанный с системой управления. Для гашения ударов при повороте и фиксации в головке предусмотрено демпфирующее устройство.

Фиксирующее устройство резцовой головки содержит две полумуфты с круговым зубом.

Одна из полумуфт жестко закреплена на основании, а другая прикреплена к корпусу.

Для предварительной фиксации головка снабжена шестью упорами одностороннего действия.

Механизм поворота смонтирован на центральном валу, жестко связанном со стаканом и основанием. Поворот резцовой головки осуществляется от встроенного электродвигателя через дифференциальный механизм. Зажим головки осуществляется через трапециидальный 3-х заходный винт.

Камандоаппарат головки содержит семь микропереключателей, из которых шесть служат для подачи команды электродвигателю на реверс, а седьмой для контроля зажима головки в необходимый позиции.

Поворот головки из исходного положения в заданное осуществляется посредством включения электродвигателя по программе или переключателем на пульте управления (при настройке).

Движение от электродвигателя через дифференциальный механизм и промежуточные передачи передается винтовой паре механизма зажима. При вращении винтовой пары корпус головки поднимается и расцепляется с полумуфтой сцепления, закрепленной на основании. После расцепления головка поворачивается до заданного положения, контролируемого одним из шести микропереключателей. При срабатывании одного из микропереключателей дается команда на реверс электродвигателя и соответственно корпуса резцовой головки.

Корпус головки поворачивается до жесткого упора и затем зажимается в заданном положении, что контролируется микропереключателем.

Конструкция резцовой головки предусматривает производить настройку, поворот и зажим ее вручную. Для этого на валу дифференциального механизма предусмотрен квадрат под ключ.

В основании головки подается СОЖ, которая через каналы корпус подается в инструментальные блоки и далее на резец в зону резания.

Смазка трущихся поверхностей головки осуществляется консистентной смазкой.

Блоки инструментальные

В комплект инструментальных блоков входят оправки трех наименований:

1. оправки расточные;

2. оправки резьбовые;

3. оправки торцовые.

Оправки расточные и резьбовые рассчитаны для обработки изделий трех типоразмеров.

Приспособление для выставки инструмента

Приспособление для выставки инструмента выполнено на базе прибора БВ-2010 и предназначено для размерной настройки вне станка режущего инструмента в оправках по заданным размерам в двух горизонтальных координатах.

Выставка режущей кромки инструмента по вертикали осуществляется за счет смещения объектива до резного изображения в приборе.

Приспособление поставляется с подставками для крепления и выставки режущего инструмента.

Каретка

Каретка предназначена для обеспечения перемещения режущего инструмента в продольном и поперечном направлениях. Устанавливается на направляющих станины. Удерживается каретка относительно направляющих планками, прикрепленными к плоскости корпуса каретки.

На верхней части плоскости каретки выполнены две вертикальные направляющие качения под верхний суппорт, которые выполнены в виде накладных стальных закаленных пластинок, жестко прикрепленных к корпусу каретки.

В качестве элементов качения приняты танкетки, две из которых жестко прикреплены к верхнему суппорту, а две другие выполнены подпружинными. Верхний суппорт относительно направляющих удерживается привертными планками.

Защита от попадания стружки и охлаждающей жидкости на направляющие верхнего суппорта обеспечивается щитками, прикрепленными к верхнему торцу верхнего суппорта. Дополнительно на торцах верхнего суппорта установлены войлочные и резиновые уплотнения.

Защита направляющих станины под каретку осуществляется посредством скребков, войлочных и резиновых уплотнений.

Для защиты винта продольной подачи к торцам корпуса каретки прикреплены щитки. Левый щиток заходит под шпиндельную бабку и закрывает винт на всей длине хода каретки.

Смазка направляющих станины под каретку, направляющих под верхний суппорт осуществляется от станции централизованной дозаторной смазки. Для этой цели в корпусе каретки и верхнем суппорте выполнены маслопроводы, соединенные между собой и станцией централизованной смазки гибкими шлангами через дозаторы.

Каретка является несущим узлом для ряда узлов и деталей.

На верхней части каретки смонтированы: коробка конечных переключателей, направляющие под верхний суппорт, винт поперечной подачи, верхний суппорт. На верхнем торце корпуса каретки прикреплен кронштейн электропроводки, механизм поперечной подачи и др.

Нижняя плоскость корпуса каретки слева используется для крепления гайки винта продольной подачи.

Для монтажа электропроводки в корпусе каретки предусмотрены отверстия, пазы и выемки.

На верхнем суппорте смонтированы резцовая головка и поперечные упоры, а так же трубопровод подачи охлаждающей жидкости, смазки, подвод электрики и пневматики.

Привод продольных подач

Привод продольных подач располагается с левого торца станины и крепится к передней опоре винта продольной подачи. Привод включает в себя переходный фланец, соединительную предохранительную муфту и электродвигатель.

Соединительная предохранительная муфта включает в себя две втулки, жестко соединенные соответственно с валом электродвигателя и концом винта, направляющую втулку, два стянутых болтами диска и срезной штифт. Наличие фрикционной связи в сочетании со срезным штифтом, обеспечивает беззазорное сочленение втулок при работе с номинальными нагрузками и отключение привода при больших нагрузках.

Охлаждение

Охлаждение предназначено для подачи охлаждающей жидкости на режущий инструмент в зоне резания и включает в себя гидробак с насосом, механизм подводки к верхнему суппорту каретки и подвижную систему трубопроводов на верхнем суппорте.

Гидробак с насосом располагаются с правого торца станины. Подводка охлаждающей жидкости к каретке и верхнему суппорту осуществляется посредством гибких шлангов, расположенных в защитных кожухах. Подача СОЖ производится к шестипозиционной резцовой головке, и через распределитель в шпиндель передней бабки.

Патрон поворотный

По своей конструкции патрон представляет собой стальной цилиндрический корпус с ребрами жесткости и окнами, в котором смонтирована поворотная часть с клиновым механизмом зажима.

Поворотная часть от гидравлических цилиндров при помощи реечного зацепления поворачивается на 180^о.

Механизм зажима заготовки выполнен двухрядным с шестью кулачками в каждом ряду с гидравлическим приводом.

Для зажима заготовок различных диаметров в кулачки патрона устанавливаются сменные вставки.

Работа патрона осуществляется как в автоматическом цикле по заданной программе, так и в ручном с пульта управления.

Электротрубомонтаж

Пульт ЧПУ устанавливается спереди станка в левой стороне и соединяется со станком гибкими связями, что позволяет устанавливать пульт ЧПУ в зависимости от конкретных условий.

2.3 Техническая характеристика гидрооборудования и системы смазки

Таблица 7

Устройство числового программного управления 2Р22 предназначено для управления металлообрабатывающими станками.

По защищенности от воздействия окружающей среды, устройство предназначено для работы в механических цехах машиностроительных заводов в стационарных условиях.

Технические данные

По виду обработки геометрической информации устройство является контурно-позиционным с жёстким заданием алгоритмов управления на базе микро-ЭВМ «Электроника МС 1201.02».

Устройство обеспечивает одновременное управление с круговой и линейной интерполяцией по двум координатам,

Устройство обеспечивает одновременное управление по трём координатам (тип формообразования определяется программным обеспечением).

Устройство обеспечивает нарезание резьбы на конических и цилиндрических поверхностях.

Устройство обеспечивает задание следующих режимов работы с клавиатуры пульта управления:

- автоматический ввод;

- покадровый ввод;

- ввод констант;

- ввод внешних носителей информации;

- поиск кадра;

- ручное управление;

- фиксированное положение;

- выход в исходное положение;

- вывод на внешний носитель информации.

Устройство обеспечивает ввод информации:

- с пульта устройства управления;

- с фотосчитывающего устройства;

- с кассетного накопителя на магнитной ленте «Искра 005-33» (в дальнейшем КНМЛ);

- с ЭВМ высшего ранга.

Устройство обеспечивает вывод информации:

- на блок отображения символьной информации (БОСИ);

- на перфоратор ПЛ-150М;

- на КНМЛ «Искра 005-33»;

- на ЭВМ высшего ранга.

Устройство обеспечивает выдачу сигналов аналоговых напряжений 10 вольт постоянного тока для управления приводами подачи.

Параметры ЦАП:

- диапазон преобразований - 10000;

- погрешности преобразования в диапазоне от 0 до 1 мВ не более 50%;

- погрешности преобразования в диапазоне от 1 до 5 мВ не более 10%;

- погрешности преобразования в диапазоне от 5 до 10 мВ не более 3%.

Устройство в зависимости от ПО обеспечивает приём аналоговых сигналов напряжением 10 В постоянного тока для цепи адаптивного управления.

Параметры АЦП:

- диапазон преобразования 1024;

- погрешности преобразования в диапазоне от 0 до 78 мВ не более 2%;

- погрешности преобразования в диапазоне от 78мВ до 10В не более %;

Устройство обеспечивает хранение пр...