Сверлильно-фрезерный координатно-расточной станок с повышением частоты вращения привода главного движения
Основное предназначение станков для обработки корпусных деталей с высокой точностью, их характеристика и расчет параметров. Влияние динамической точности на обработку. Методы увеличения количества номенклатуры обрабатываемых изделий и скорости обработки.
Рубрика | Производство и технологии |
Вид | дипломная работа |
Язык | русский |
Дата добавления | 05.09.2014 |
Размер файла | 904,4 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Введение
Станки координатно-расточной группы предназначены для обработки корпусных деталей с высокой точностью. Получение высокой точности зависит от многих параметров. Динамическая точность станка оказывает существенное влияние на точность обработки. Современный рынок требует от производителя станков увеличения количества номенклатуры обрабатываемых изделий на станке, повышения скорости обработки, а так же повышения числа одновременно управляемых координат от ЧПУ станка в процессе обработки изделий.
В данной работе разработан сверлильно - фрезерный координатно расточной станок с повышением частоты вращения привода главного движения, а также повышением одновременно управляемых координат от ЧПУ станка.
1. Технологическое обоснование проекта
В современном машиностроении, для достижения высокого уровня качества производства, перед производителем стоит ряд вопросов, по решению которых он сталкивается с рядом проблем. Выбор номенклатуры изделий, способы получения заготовок, выбор оптимального технологического процесса, станочного оборудования, выбор средств контроля готовых изделий, решение по вопросу реализации изделий, ряд вопросов с вязанных с экологией и многих других. Безусловно, не должна оказаться без внимания и экономическая сторона на всех стадиях производства.
При выборе станочного оборудования, в первую очередь, должна оцениваться степень загруженности того или иного станка в цехе в целом. Для чего производиться анализ всех возможных вариантов обработки того или иного изделия. В данном дипломном проекте производиться обработка корпусной детали основание люнета из материала Сч 20 ГОСТ1412-85, в которой обрабатываются два отверстия мм и два отверстия мм, расположенных под углом 12030'.[1]
Обработка данной детали имеет определенного рода сложность по достижению точного угла между осями обрабатываемых отверстий и точности самой обработки. Обработка на универсальном оборудовании внесла бы не мало хлопот по решению данного вопроса с последующим экономическим оттенком. Скорее всего, потребовалось бы проектирование специального приспособления, что неотразимо бы внесло свою лекту в экономическую часть, а так же наличие необходимого типа станков на предприятии, с достаточной степенью точности.
Существенно облегчило бы задачу наличие станка с ЧПУ и встроенным поворотным столом с числовой индикацией, что несказанно бы отразилось на времени и точности позиционирования детали в процессе обработки. На сегодняшний момент промышленность хорошо оснащена станками данного типа, с возможностью четырех координатной обработки и даже более, с достаточной степенью точности начинаю от класса В и вплоть до С. Без условно производство таких станков обходиться не дешево, гораздо легче и дешевле осуществить модернизацию уже имеющегося оборудования, за счет внедрения новых технологий, современных устройств, систем и т.д..
В данном дипломном проекте обработка детали производиться на координатном сверлильно-фрезерном расточном станке с числовым программным управлением модели 2А459АФ4 , который в свою очередь обладает всем рядом возможностей для достижения всех требований по обработке детали представителя. Станок обладает наличием поворотного стола с ценой деления 0,001 градусов и достаточным рядом чисел оборотов шпинделя для обработки деталей данного типа, массы и размера. Другие технические характеристики станка представлены ниже в разделе обзора и анализа конструкций станков аналогичного назначения.
Заготовка должна иметь минимальные деформации от действия сил резания, зажима и собственного веса. При обработке отверстия по седьмому квалитету точности первым технологическим переходом является черновое растачивание, а за ним следует чистовое растачивание.[1].
точность обрабатываемый динамический корпусный
.(1.1)
При черновом растачивании отверстий 45 и 52 мм:
.
При чистовом растачивании отверстий 45 и 52 мм:
,
где Cv - коэффициент; Тm - стойкость резца; t - глубина резания; S - подача; К - поправочный коэффициент.
2. Обзор и анализ конструкций станков аналогичного назначения
Координатно-расточные станки предназначены для обработки отверстий с высокой точностью относительно базовых поверхностей в корпусных деталях, кондукторных плитах, штампах в единичном и мелкосерийном производстве. На них производятся практически все операции, выполняемые на расточных станках. Кроме того, на них можно производить разметочные операции. Для точного измерения координатных перемещений станки снабжены различными механическими, оптико-механическими, индуктивными и электронными устройствами отсчета.
По компоновке станки выполняются одностоечными и двух стоечными. Главным движением является вращение шпинделя, а движением подачи вертикальное перемещение шпинделя, продольное и поперечное перемещение стола или стойки (поперечное). Установочные движения в одностоечных станках - продольное и поперечное перемещение стола на заданные координаты и вертикальное перемещение шпиндельной бабки в зависимости от высоты детали; в двух стоечных станках - продольное перемещение стола, поперечное перемещение шпиндельной бабки по траверсе и вертикальное перемещение траверсы со шпиндельной бабкой.
Точность линейных перемещений 2 - 8 мкм, а угловых - до 5'. Станки необходимо устанавливать на специальных виброизолирующих фундаментах в термоконстантных помещениях с температурой воздуха 20 + 0,2 ° С. Для достижения высокой точности обработки к основным элементам станков предъявляют высокие требования к конструкции станка, качеству изготовления, монтажу и сборке, точности систем отсчета координат.
Анализ обработки корпусных деталей, наиболее трудоемких по характеру выполнения технологического процесса, показал, что на сверление отверстий и нарезание резьб затрачивается 70% времени обработки, на фрезерование - 20% и на растачивание - 10%. Поэтому одним из важнейших путей повышения производительности обработки на станках сверлильно-расточной группы является сокращение времени установки заготовки в рабочую позицию, смены и крепления инструмента, введение комплексной обработки различными инструментами. Это может быть достигнуто применением устройств предварительного набора координат, систем знаковой индикации, ЧПУ, предварительной размерной настройки инструмента вне станка, автоматической сменой инструмента, расширением возможностей станков за счет изменения конструкции станков с револьверными инструментальными головками или инструментальными магазинами с быстрой заменой инструмента. Производительность многооперационных станков в 3 - 8 раз выше по сравнению с универсальными станками
Ниже представлен обзор станков аналогичного назначения, включая модернизируемые станок модели 2А459АФ4.
2.1 Станок модели TXK160 Fanuc
Горизонтально-расточной станок марки TXK160 с ЧПУ Fanuc (обеспечивает контроль по 4-м осям). На станках производится сверление, зенкерование, развертывание отверстий, растачивание отверстий консольными и двухопорными оправками, фрезерование плоскостей (в том числе по прямоугольному контуру), нарезание резьб, обтачивание торцов и цилиндрических поверхностей с помощью радиального суппорта планшайбы.
Увеличена площадь рабочего стола и горизонтальное перемещение.
На осях X/Y/Z используются прямолинейные направляющие, что обеспечивает высокую точность позиционирования.
2.1.1 Основные технические данные
Размер рабочего стола, мм1300 Х 600
Ширина Т образного паза, мм / количество пазов 18/5
Перемещение по оси X, мм1050
Перемещение по оси Y, мм800
Перемещение по оси Z, мм500
Конус шпинделя ВТ50
Максимальная скорость вращения шпинделя, об/мин 3000
Мощность электродвигателя основного вала,кВт5.5/ 7.5
Скорость подачи X,Y,Z, мм/мин1-3000
Ускорение свободного перемещения X,Y,Z, мм/мин18000
Точность позиционирования по осям X,Y,Z, мм± 0.015
Система управления Е60,М64AS, ANUC
Суммарная мощность кВт 20
Габариты 2550Х3000Х2500
Масса , кг6000
2.2 Станок модели TK611C/IV
TK611C/IV является горизонтально-расточным станком с системой ЧПУ. Произвольный контроль осей X, Y, Z и одновременный контроль всех трех осей, с ЧПУ Fanuc/Siemens. Станок может быть укомплектован четвертой осью. Благодаря вращающемуся столу можно производить обработку сложных и больших фигурных деталей и штампов.
2.2.1 Основные технические данные
Диаметр шпинделя, мм110
Размер рабочего стола, мм1320X1010
Количество Т-образных пазов/ширина, мм7/22
Расстояние между двумя отверстиями, мм125
Максимальный вес загрузки стола, кг5000
Расстояние от центра шпинделя до крышки стола, мм5-1205
Продольный и поперечный ход стола, мм 1800X1300
Вертикальный ход шпиндельной бабки, мм1200
Продольный ход шпинделя, мм550
Максимальный диаметр растачивания, мм240
Максимальный диаметр рассверливания, мм50
Внутренний конус шпинделяBT50
Максимально допустимый вращающий момент на шпинделе, Нм1100
Максимально допустимый вращающий момент на подрезной головке, мм1100
Радиальный ход державки подрезной головки, мм160
Максимальный рабочий диаметр державки подрезной головки, мм630
Максимально допустимая сила продольной подачи на шпинделе, Н13000
Увеличение скорости шпинделя Бесступенчатое
Увеличение скорости подрезной головки Бесступенчатое
Диапазон скоростей шпинделя, об/мин 12-1100
Диапазон скоростей подрезной головки, об/мин4-130
Мощность основного двигателя , кВТ11/15
Общие габариты (ДxШxВ), мм5347X3420X3190
Вес брутто/нетто станка, кг14500/16000
Быстрый ход осей X, Y, W, мм/мин5000
Быстрый ход шпинделя, мм/мин3600
Точность позиционирования (x, y, z) X: 0.04, Y: 0.05 Z: 0.06 мм
Точность пошагового позиционирования (x, y, z) X: 0.015 мм
Номинальный диапазон цифровых показаний, мм0.001
Точность индексации вращения рабочего стола ±6''(на90°)
2.3 Станок модели 2А622Ф4
2А622Ф4 - горизонтально-расточной с ЧПУ предназначен для обработки крупных деталей в условиях индивидуального и серийного производства, которым трудно сообщить вращательное главное движение. Обрабатываемую деталь закрепляют на столе станка или на плите. Возможно осуществлять черновое и чистовое растачивание отверстий, фрезерование плоскостей, сверление, зенкерование, развертывание отверстий, нарезание наружной и внутренней резьбы и другие технологические операции.
Горизонтально - расточной станок работает следующим образом: на станке осуществляется вращение шпинделя при выполнении всех основных видов работ и вращение планшайбы при обтачивании торцов радиальным суппортом. При сверлении, зенкеровании, развертывании и растачивании выдвижному шпинделю подачи (или столу) сообщают движение в продольном направлении. При растачивании отверстия резец устанавливают в борштанге, один конец которой закреплен в шпинделе, а другой вращается в подшипнике люнета стойки. При фрезеровании плоскостей осуществляют подачу выдвижного шпинделя, несущего фрезу, или стол получает перемещение в поперечном направлении. Станок даёт возможность осуществлять точные повороты стола на 900 и 1800.
Горизонтально - расточной станок имеет неподвижную переднюю стойку, прикрепленную к станине. По вертикальным направляющим стойки перемещается шпиндельная бабка, в которую вмонтирован выдвижной шпиндель, имеющий кроме вращательного движения и перемещение вдоль собственной оси. Поворотный стол станка с неподвижной передней стойкой имеет продольное и поперечное перемещения.
Предназначен для токарной обработки по программе цилиндрических,
торцовых, конических, ступенчатых и криволинейных поверхностей деталей из черных и цветных металлов и сплавов, а также для сверления и растачивания центральных отверстий, нарезания наружных резьб.
2.3.1 Основные технические данные
Размеры рабочей поверхности поворотного стола, мм 250х1250
Наибольшая масса обрабатываемого изделия, кг5000
Наибольшее продольное перемещение
выдвижного шпинделя, мм710
Наибольшее продольное перемещение
поворотного стола, мм1000
Наибольшее верхнее перемещение
выдвижного шпинделя, мм1000
Номинальная суммарная потребляемая мощность
при полной нагрузке одновременно работающих
электродвигателей, кВт40,6
Масса станка, кг20500
2.4 Станок модели ИР500ПМФ4
Горизонтальный сверлильно-фрезерно-расточной станок модели ИР500ПМФ4 с системой программного управления, автоматической сменой инструмента и столов-спутников предназначен для высокопроизводительной обработки корпусных деталей из различных материалов. Широкие диапазоны частоты вращения шпинделя и скоростей подач, наличие поворотного стола, высокая степень автоматизации вспомогательных работ расширяют технологические возможности станков и позволяют использовать их в составе гибких производительных систем.
2.4.1 Основные технические данные
Размеры рабочей поверхности стола, мм 630х630;500х500
Количество крепежных отверстий на поверхности стола25 Расстояние между крепежными отверстиями, мм100 Диаметр крепежных отверстий, ммМ20 Наибольшие программируемые перемещения
по координатной оси Х, мм800 Наибольшие программируемые перемещения
по координатной оси Y, мм500 Наибольшие программируемые перемещения
по координатной оси Z, мм500 Конус для крепления инструмента в шпинделе50 Частота вращения шпинделя, мин-1 20-4500 Пределы подач по осям X, Y, Z, мм/мин1-3600 Мощность главного привода, кВт18 Скорость быстрых установочных перемещений
по осям X, Y, Z, м/мин 10000-15000 Количество инструментов в магазине 30; 60 Наибольший диаметр смежных инструментов, мм125 Наибольший диаметр используемого инструмента, мм160 Число позиций устройства смены столов-спутников2 Габариты станка, мм 4450х4635х3205 Масса станка, кг12785
2.5 Станок модели 2254ВМФ4
Сверлильно-фрезерно-расточный станок с ЧПУ модели 2254ВМФ4 предназначен для выполнения сверлильных, фрезерных и расточных операций при обработке плоских сторон деталей средних размеров. На станке могут быть обработаны изделия из чугуна, стали, легких сплавов, цветных металлов, пластмасс и др.
Станок производит черновое и чистовое фрезерование плоскостей и криволинейных поверхностей, а также сверление, растачивание, зенкерование и развертывание точных отверстий, нарезание резьб метчиками и резцами.
2.5.1 Основные технические данные
Размеры рабочей поверхности стола, мм 500x630 Конус шпинделя с конусностью 7:24 N50AT5 Максимальные координатные перемещения
по осям X, Y, Z, мм500 Пределы частот вращения шпинделя, 1/мин 2-3150 Регулирование скоростей шпинделя Бесступенчатое Регулирование продольных, поперечных и
вертикальных подач Бесступенчатое Пределы продольных, поперечных и вертикальных
подач, мм/мин 0,1-10000 Емкость инструментального магазина, шт 30 Мощность двигателя привода главного движения, кВт 10 Точность позиционирования (линейного), мм0,016 Тип системы ЧПУCNC Габариты станка, мм 4610x4510x3235 Вес станка, кг7000
2.6 Станок модели 2А620Ф1-1
Станок горизонтально-расточной модели 2А620Ф1-1 предназначен выполнения следующих технологических операций:
- фрезерование плоскостей, пазов, уступов;
- сверление, рассверливание, центрование и зенкерование отверстий;
- растачивание и развертывание отверстий;
- нарезание резьбы метчиками;
Станок оснащен устройством цифровой идентификации с преднабором по осям X,Y,Z, и B с применением высокоточных датчиков, обеспечивающих точное координатное перемещение подвижных узлов.
2.6.1 Основные технические данные
Поворотный стол:
размеры рабочей поверхности, мм1 120х1 250
грузоподъемность, кг4 000
Расточный шпиндель:
диаметр, мм90
конус шпинделя ISO45;40
диаметр планшайбы, мм630
Наибольшие перемещения
стола поперечно, X, мм1 250
шпиндельной бабки вертикально, Y, мм1 000
стойки продольно, Z, мм1 000
шпинделя, W, мм710
поворот стола, B, град неограниченно
Скорость вращения:
шпинделя, об/мин 10 - 1 600
планшайбы, об/мин 6.3-160
Пределы рабочих подач:
X, Y, Z, мм/мин 1,25 - 1 250
W, мм/мин2 - 200
U, мм/мин 0,8-800
Установочные габаритные размеры:
длина, ширина, высота, мм7 600х3 730х3 220
Мощность главного привода, кВт11
Масса, кг17 000
2.7 Станок модели 2А459АФ4
Станок координатный сверлильно-фрезерный с числовым программным управлением модели 2А459АФ4 предназначен для выполнения в корпусных деталях станков, машин, штампов и приспособлений различных операций по обработке поверхностей и отверстий, к размерам, геометрической форме и положению которых предъявляются требования высокой точности: расточка, сверление, развертывание, подрезка торцов, фрезерование, нарезание резьбы, точная разметка и измерение в условиях индивидуального, мелкосерийного и крупносерийного производства.
Станок особо пригоден для обработки отверстий, расположенных на одной оси, параллельных, перпендикулярных или расположенных под произвольными углами параллельных зеркалу стола осях с высокой точностью, как по геометрии, так и по их взаимному расположению.
Характерной особенностью станка является наличие встроенного поворотного стола, что делает возможной обработку соосных отверстий в крупногабаритных деталях (используя точный поворот стола на 180) с высокой точностью. Кроме того. На станке можно производить обработку криволинейных контуров. Контурную обработку круглых отверстий фрезой.
Станок климатического исполнения УХЛ категории 4.1 по ГОСТ 15150-69. Но для работы при температуре 20±1С.
Класс точности станка - А (особо точные) по ГОСТ 8-82.
2.7.1 Основные технические данные
Основные технические данные приведены в таблице 2.1. Основные размеры по ОСТ 2Н62-1-80.
Таблица 2.1 - Основные технические данные
Наименование параметров |
Данные |
|
Размеры рабочей поверхности стола по ОСТ 2Н62-1-78, мм ширина длина |
1000h14 1000h14 |
|
Количество Т-образных пазов |
7 |
|
Расстояние между пазами по ГОСТ 6569-75, мм |
125±0,4 |
|
Ширина пазов по ГОСТ 6569-75, мм Направляющего остальных |
22Н8 22Н12 |
|
Наибольшая масса заготовки, устанавливаемой на столе, кг |
2000 |
|
Наибольшее программируемое рабочее перемещение по координате: X, мм Y, мм Z, мм B, градусов |
1250 1000*№ 800*І 360+1/1000 |
|
Наименьшее расстояние от оси шпинделя до рабочей поверхности стола, при установке стойки на координату 330мм, мм |
30 |
|
Пределы частот вращения шпинделя, об/мин |
20…3150±10% |
|
Количество частот вращения шпинделя: в автоматическом режиме в ручном режиме |
бесступенчатое с дискретой 1 об/мин |
|
Наибольший крутящий момент на шпинделе, Нм |
441 |
|
Диапазон регулирования частоты вращения шпинделя: с постоянной мощностью с постоянным моментом |
80…3150 20…80 |
|
Внутренний конус шпинделя |
Конус 40 АТ4 ГОСТ19860-74 |
|
Наибольший конус в переходной втулке |
Морзе 4 |
|
Наибольший диаметр обрабатываемого отверстия без интерполяции (резцом), мм |
500 |
|
Наибольший диаметр сверления по стали, мм |
50 |
|
Наибольший диаметр торцовой фрезы, мм |
200 |
|
Пределы подач по координате: X; Y; Z, мм/мин B, град/мин |
2…2500±10% 0,72…1000±10% |
|
Количество ступеней подач в автоматическом режимев режиме ручного ввода данных |
бесступенчатое с дискретой 1мм/мин |
|
Скорость быстрого перемещения в автомат. режиме/ в режиме ручного ввода:X; Y; Z, мм/мин B град/мин |
8000±10%/5000±10% 2000±10%/1000±10% |
|
Максимальное усилие подачи при резании по координате Z, H |
10000 |
|
Габаритные размеры станка без приставного оборудования не более, мм длина ширина высота |
4415 4265 3800 |
|
Габаритные размеры станка с приставным оборудованием не более, мм длина ширина высота |
5870 5350 3800 |
|
Площадь занимаемая станком с приставным оборудованием, мІ |
34,4 |
|
Масса станка без приставного оборудования не более, кг |
14600 |
|
Масса станка с приставным оборудованием не более, кг |
17900 |
|
Максимальный момент, удерживаемый зажимами от проворота стола, Нм |
3000 |
|
Тип системы числового программного управления |
2С42 (Фанук) |
|
Число одновременно управляемых координат: при линейной интерполяции при круговой интерполяции |
4 2+1 |
|
Вид числового программного управления |
комбинированное позиционное и контурное) |
|
Ввод информации |
вручную с перфоленты |
|
Код представления информации по ГОСТ13052-74 |
7-битный |
|
Способ задания размеров |
абсолютный и по приращениям |
|
Пределы смещения нуля отсчета |
на всей длине перемещения |
|
Преобразователь измерительный по координате X, Y, Z, В |
оптико - электронные растровые |
|
Цена деления отсчетных устройств перемещений по координате: X; Y; Z, мм B градусов |
0,001 0,001 |
|
Точность одностороннего позиционирования по координате: X; Y, мм Z, мм В, угловых сек.в положениях 0,90,180,270 в остальных |
0,01 0,02 4 8 |
|
Точность межосевых расстояний расточенных отверстий, мм |
0,018 |
|
Род тока питающей сети |
переменный трехфазный |
|
Частота тока, Гц |
50 |
|
Напряжение, В |
380 (+10%/-15%) |
|
Род тока электроприводов главного движения, перемещения салазок стола, стойки, шпиндельной бабки, поворота стола |
Постоянный |
|
Род тока электроприводов гидроагрегата, холодильного агрегата, насоса станции охлаждения |
Переменный |
|
Станций гидропривода с насосными установками производительность, л/мин номинальное давление, МПа |
СВ-М3А-40-3Н-1,5-3/6 УЧХЛ 3/6 6,3 |
|
Емкость бака, л |
40 |
|
Наибольшее рабочее давление в гидросистеме, МПа |
5,5 |
|
Гидроаккумулятор тип max рабочее давление, МПа емкость. л |
АГП-Б-10/200 20 10 |
|
Насос установки очистки СОЖ тип производительность, л/мин |
БХ14-44 100 |
|
Марка масла для гидросистемы и системы смазки |
ИГП-18 |
Примечание:
Допускается применение других комплектующих изделий импортного и отечественного производства, не ухудшающих технические характеристики станка.
*№ При положениях координаты Z в интервале координат от 0мм до 545мм и координаты В равной 0,90,180,270; при положениях координаты Z в интервале координат от 0мм до 395мм и координаты В равной 45,135,225,315.
*І При положениях координаты Y в интервале координат от 0мм до 925мм.
3. Обоснование технических характеристик станка
3.1 Определение габаритных размеров обрабатываемых заготовок
По заданным в задании данным:
обрабатываемому материалу - цв. сплавы, чугун, стали;
материалу РИ: быстрорежущие стали, твердые сплавы;
характеру производства - серийное.
При фрезеровании:
По заданным B и L определяются их предельные значения[2].
B - ширина стола; B = 1000 мм;
L - длина стола; L = 1000 мм.
(3.1)
(3.2)
(3.3)
(3.4)
Вычисляются средние значения максимальных и минимальных диаметров фрез.
Для торцовых фрез:
(3.5)
(3.6)
Рассчитанные диаметры фрез Dmax и Dmin сверяются с рядом предпочтительных чисел, после чего выбираются окончательно.
При сверлении:
По заданному наибольшему диаметру сверления D=50 мм определяют наименьший диаметр сверления Dmin:
(3.7)
.
При растачивании:
По заданному наибольшему диаметру растачивания D=500 мм определяют наименьший диаметр Dmin:
(3.8)
3.2 Выбор глубины резания
Для чернового фрезерования максимальная глубина резания при обработке в один проход равна [2]:
,(3.9)
гдеПmax - максимальный припуск на сторону (выбирается по таблице в зависимости от обрабатываемого материала и размеров обрабатываемой заготовки); Пчист - чистовой припуск. Для всех размеров обрабатываемых деталей равен Пчист = 0,5 мм.
Для стали: Пmax = 6 мм.
Для чугуна Пmax = 5 мм.
Для меди Пmax = 3 мм.
тогда:
Для стали
Для чугуна
Для меди
Глубина резания при чистовой обработке равна чистовому припуску:
Для стали
Для чугуна
Для меди
3.3 Выбор предельных значений подач
Предельные значения подач Smax и Smin выбираются для всех обрабатываемых материалов и для всех материалов инструмента.
Формула для определения значений подач при фрезеровании:
(3.10)
гдеST - табличное значение подачи на зуб, мм; КSU - коэффициент, учитывающий материал фрезы; КSR - коэффициент, учитывающий шероховатость обрабатываемой поверхности; КSФ - коэффициент, учитывающий форму обрабатываемой поверхности[2].
Для стали
Для чугуна
Для меди
Формула для определения значений подач при сверлении:
(3.11)
Где ST - табличное значение подачи, мм/об; КSl - коэффициент, учитывающий глубину сверления; КSЖ - коэффициент, учитывающий жесткость технологической системы (КSЖ = 0,75); КSU - коэффициент, учитывающий материал инструмента; КSd - коэффициент, учитывающий тип обрабатываемого отверстия; КSМ - коэффициент, учитывающий марку обрабатываемого материала.
Для стали
Для чугуна
Для меди
Формула для определения значений подач при растачивании:
(3.12)
Где ST - табличное значение подачи, мм/об; КSП - коэффициент, учитывающий состояние обрабатываемой поверхности; КSU - коэффициент, учитывающий материал инструмента; КSФ - коэффициент, учитывающий форму обрабатываемой поверхности; КSЗ - коэффициент, учитывающий влияние закалки; КSЖ - коэффициент, учитывающий жесткость технологической системы; КSМ - коэффициент, учитывающий марку обрабатываемого материала.
Для стали
Для чугуна
Для меди
3.4 Выбор предельных скоростей резания
Предельные значения скоростей резания выбираются на основании справочных данных[2].
Скорости резания при торцовом фрезеровании выбираем по таблице:
Для стали
Для чугуна
Для меди
Скорости резания при сверлении, рассчитанные на обработку одним инструментом с заданным периодом стойкости при нормальном его затуплении и работе с охлаждением, выбираем по таблице:
Для стали
Для чугуна
Для меди
При растачивании скорость резания может быть определена по формуле:
(3.13)
Где VT - табличное значение скорости резания, м/мин;
КVU - коэффициент, учитывающий свойства материала инструмента;
КVц - коэффициент, учитывающий влияния угла в плане (КVц = 0,9);
КVЖ - коэффициент, учитывающий жесткость технологической системы;
КVП - коэффициент, учитывающий состояние обрабатываемой поверхности;
КVО - коэффициент, учитывающий влияние СОЖ.
Для стали
Для чугуна
Для меди
Также необходимо учитывать нарезание резьбы на данном станке. Скорость резания при нарезании резьбы метчиком будет равна: Vmin = 3 - 4 м/мин.
3.5 Определение предельных частот вращения шпинделя
Найденные по таблицам и указанным выше формулам предельные скорости резания позволяют определить предельные частоты вращения шпинделя станка. Они определяются по следующим формулам[4]:
(3.14)
(3.15)
Для фрезерования:
Для сверления:
Для растачивания:
Из всех выше рассчитанных предельных частот вращения шпинделя станка выбираем максимальную и минимальную частоты.
nmax = 3076 об/мин;
nmin = 13,4 об/мин.
Полученные значения сверяем со стандартными значениями по ОСТ Н11-1-72, после чего выбираются окончательно:
nmax = 3150 об/мин;
nmin = 20 об/мин.
4. Расчет и выбор электродвигателя
При выборе нормативной мощности электродвигателя необходимо учитывать следующее:
режимы при черновой обработке tmax и Smax;
материал заготовки;
материал режущего инструмента - сплав с наименьшей стойкостью.
Мощность электродвигателя привода главного движения определяется по формуле[3]:
(4.1)
гдез - КПД цепи главного движения, который для данного станка можно принять з =0,7-0,85; К-коэффициент перегрузки двигателя, который для универсальных станков примерно равен К = 1,25; Nнорм - нормативная мощность электродвигателя выбирается по таблице[3]:
при фрезеровании: Nнорм = 12,1 кВт;
при сверлении: Nнорм = 8,3 кВт;
при растачивании: Nнорм = 6,4 кВт.
Из выше перечисленных мощностей выбираем максимальную номинальную мощность. Полученные данные подставляем в формулу (4.1).
Мощность электродвигателя проектируемого привода целесообразно сравнить с мощностью электродвигателей, установленных на современных станках данного типоразмера и позволяющих обеспечить выполнение основного объема работ на станке.
В соответствии с [4] выбираем двигатель 2ПН160LУХ4:
N = 14 (кВт); nн = 800 (об/мин); nmax = 4000 (об/мин).
5. Кинематический расчет привода главного движения
5.1 Определение числа ступеней коробки скоростей
Исходные данные:
nш. max = 3150 об/мин;
nш. min = 20 об/мин.
Двигатель 2ПН160LУХ4:
Nдв = 14 кВт;
nн= 800 об/мин;
nmax= 4000 об/мин.
Требуемый диапазон регулирования частоты вращения привода[4]:
(5.1)
Расчетная частота вращения шпинделя:
(5.2)
Принимаем при .
Диапазон регулирования (при постоянной мощности) на шпинделе:
(5.3)
Диапазон регулирования двигателя:
(5.4)
Так как Rд. N < RN, то необходима коробка скоростей.
Число ступеней коробки скоростей определяем по формуле[4]:
(5.5)
Округляя полученное значение z в большую сторону, принимаем z=3.
Рассмотрим возможность сокращения числа ступеней привода за счет возникновения разрывов в характеристиках:
(5.6)
Таким образом упростить привод нельзя, так как в этом случае потери мощности в разрывах характеристики превысят 20%. Поэтому следует принять z =3.
5.2 Разработка кинематической схемы коробки скоростей
Разработанная кинематическая схема коробки скоростей показана на рис.5.1.
Рис. 5.1 Кинематическая схема коробки скоростей
5.3 Построение графика частот вращения шпинделя
Построим график частот вращения шпинделя (рис.5.2), исходя из обоснования технических характеристик станка приведенных ранее:
Рис. 5.2 График частот вращения шпинделя
Ряд чисел оборотов шпинделя получен путем бесступенчатого регулирования чисел оборотов электродвигателя и редукцией коробки скоростей.
5.4 Расчет чисел зубьев передач
Из построенного графика частот вращения известны величины передаточных отношений, производим расчет чисел зубьев[4]:
Между валами I и II:
.
Между валами II и III:
;
;;.
Между валами III и :
;
;;;
;
;;.
Между валами II и :
;
;.
Производим проверку отклонений действительных значений частот вращения шпинделя от табличных, взятых по нормали H11 - 1. Отклонение не должно превышать величины допуска на отклонение = ±10(ц- 1) %.
При ц = 1,12 имеем:
(5.7)
;.
;.
;.
;.
;.
;.
;.
;.
;.
;.
;.
;.
;.
;.
;.
;.
;.
;.
;.
;.
;.
;.
;.
;.
;.
;.
;.
;.
;.
;.
;.
;.
;.
;.
;.
;.
;.
;.
;.
;.
;.
;.
;.
;.
;.
6. Описание компоновки и кинематической схемы станка
Основное требование, предъявляемое к базовым деталям станка с ЧПУ, - обеспечить в течение длительного времени правильное взаимное расположение и перемещение исполнительных органов, смонтированных на них.
Основной частью станка является станина, на которую монтируются узлы, механизмы и детали. Для увеличения жесткости станины, она имеет коробчатую форму с ребрами жесткости. Станина обладает виброустойчивостью, обеспечивает удобный отвод стружки и СОЖ. Аналогичные требования предъявляются к шпиндельной бабке, столу, салазкам. Базовые детали сварные (из стали). Сварные конструкции легче литых.
Направляющие базовых деталей станка, обеспечивают заданное движение исполнительных органов; характеризуются высокой и малой силой трения. В данном станке используются направляющие скольжения.
Работа привода главного движения осуществляется от двигателя постоянного тока. С него через вал I и ременную клиновую передачу движение передается на вал II. С вала II движение передается через коробку скоростей на вал I\/. Вал I\/ соединяется со шпинделем с помощью муфты.
Бесступенчатое регулирование частоты вращения осуществляется электродвигателем постоянного тока, частота вращения электродвигателя изменяется бесступенчато электронным блоком управления. Двигатель состоит в сочетании с трехступенчатой коробкой скоростей. Преимущества такого привода: простота конструкции и легкость управления.
Шпиндель станка изготовлен точным, жестким, с повышенной износостойкостью посадочных и базирующих поверхностей. Конец шпинделя стандартизирован. Шпиндель имеет отверстие для установки инструмента с конусом 7:24, и конусом Морзе.
Привод подач. Привод подач обеспечивает перемещение исполнительных органов станка в требуемую позицию согласно УП. К приводу предъявляются высокие требования. Он должен иметь минимальные зазоры, высокую жесткость; обеспечить плавность перемещений при малых скоростях и высокую скорость при вспомогательных перемещениях; обладать малым временем разгона и торможения, небольшими силами трения, уменьшенным нагревом его элементов, большим диапазоном регулирования. Указанные требования обеспечиваются с помощью шарико-винтовой передачи, направляющих скольжения.
Общий вид с обозначением составных частей станка показан на рис.6.1 и рис.6.2.
Перечень составных частей станка указан в таблице 6.1.
Кинематическая схема станка (См.лист СамГТУ.151002.060.020.006.КЗ).
Рис.6.1 Обозначение составных частей станка
Рис.6.2 Обозначение составных частей станка
Таблица 6.1 - еречень составных частей станка
Позиция |
Наименование |
Примечание |
|
1 |
Станина |
||
2 |
Телескопическая защита направляющих станины (стола) |
||
3 |
Телескопическая защита направляющих станины (стойки) |
||
4 |
Телескопическая защита направляющих станины (стойки) |
||
5 |
Передача винт-гайка качения перемещения стола |
||
6 |
Передача винт-гайка качения перемещения стойки |
||
7 |
Стол |
||
8 |
Редуктор |
||
10 |
Стойка |
||
11 |
Передача винт-гайка качения перемещения шпиндельной бабки |
||
12 |
Зажим инструмента |
||
13 |
Устройство предварительного натяга |
||
14 |
Устройство шпиндельное |
||
15 |
Бабка шпиндельная |
||
16 |
Коробка скоростей |
||
17 |
Устройство предварительного натяга |
||
18 |
Опора регулируемая |
||
19 |
Опора нерегулируемая |
||
20 |
Устройство транспортирования гидро и электрокоммуникаций (к стойке) |
||
21 |
Устройство транспортирования гидро и электрокоммуникаций (к столу) |
||
22 |
Охлаждение зоны резания и смыв стружки |
||
23 |
Охлаждение зоны резания |
||
25 |
Разводка гидравлики |
||
26 |
Гидроагрегат |
||
27 |
Гидроцилиндр уравновешивания шпиндельной бабки |
||
28 |
Цилиндр отжима инструмента |
||
29 |
Гидробак |
||
30 |
Цилиндр переключения шестерен |
||
31 |
Цилиндр переключения блока |
||
32 |
Электрошкафы |
||
33 |
Пуль управления |
||
34 |
Преобразователь измерительный по координате X, Y, Z (оптико - электронные растровые преобразователи ЛИР 8) |
возмож. применение импортных преобразовате лей |
|
35 |
Преобразователь измерительный по координате В (оптико-электронные растровые преобразователь ЛИР 1170 А) |
возможно применение импортных преобразоват. |
|
36 |
Датчик ориентации шпинделя (оптико- электронные преобразователь ЛИР 158 Д) |
||
37 |
Устройство ЧПУ |
7. Прочностные расчеты приводов и узлов станка
7.1. Расчет на прочность зубчатых передач
Зубчатая передач 32/80: m = 3 мм; b1 = 30 мм; b2 = 25 мм.
Номинальный крутящий момент, передаваемый передачей[4]:
(7.1)
Расчетный крутящий момент:
Мр = к Ч Мкр = 1,5 Ч 204 = 306Нм.(7.2)
Расчетное число оборотов:.
Скорость скольжения:
.(7.3)
Скоростной коэффициент:.
Коэффициент формы зуба: для Z = 32; для Z = 80.
Коэффициент давления:С = 670.
Напряжение изгиба:
;(7.4)
;
.(7.5)
Удельное давление на рабочих поверхностях зубьев[4]:
.(7.6)
Для материала - Сталь 40Х ГОСТ 4543-71 HRc 24..28 зубья HRc 45..50
;
.
Вывод: прочность зубчатой передачи удовлетворительна.
Зубчатая передач 24/88: m = 3 мм; b1 = 34 мм; b2 = 30 мм.
Зубчатые колеса с угловой коррекцией:
Z = 24 - смещение исходного контура x = 0,4648;
Z = 88 - смещение исходного контура x = 0,6.
Номинальный крутящий момент, передаваемый передачей:
.
Расчетный крутящий момент:
Мр = 1,5 Ч 450 = 675Нм.
Расчетное число оборотов:.
Скорость скольжения:
.
Скоростной коэффициент:.
Коэффициент формы зуба:; .
Коэффициент давления:С = 670.
Напряжение изгиба:
;
;
.
Удельное давление на рабочих поверхностях зубьев:
.
Для материала - Сталь 40Х ГОСТ 4543-71 HRc 24..28 зубья HRc 45..50
;
.
Вывод: прочность зубчатой передачи удовлетворительна.
Зубчатая передач 50/62: m = 3 мм; b1 = 35 мм; b2 = 30 мм.
Номинальный крутящий момент, передаваемый передачей:
Расчетный крутящий момент:
Мр = 1,5 Ч 450 = 675Нм.
Расчетное число оборотов:.
Скорость скольжения:
.
Скоростной коэффициент:.
Коэффициент формы зуба:;.
Коэффициент давления:С = 670.
Напряжение изгиба:
;
;
.
Удельное давление на рабочих поверхностях зубьев:
.
Для материала - Сталь 40Х ГОСТ 4543-71 HRc 24..28 зубья HRc 45..50
;
.
Вывод: прочность зубчатой передачи удовлетворительна.
7.2 Расчет клиноременной передачи ( Ремень Б-1120Т ГОСТ1284 - 68)
- диаметр малого шкива;
- диаметр большого шкива;
- количество ремней (профиль “Б”);
- площадь поперечного сечения ремня;
- межосевое расстояние;
- длина ремней.
Потребное количество ремней[4]:
,(7.6)
гдеN - мощность, которую надо передать; No - мощность, передаваемая одним ремнем; - коэффициенты (при =175).
Определяем количество ремней для различных режимов работы (таблица 7.1).
Таблица 7.1 - Потребное количество ремней
Режим работы |
Передаваемая мощность и потребное количество ремней |
|
; ; ; . |
N = 6,7 кВт |
|
; ; ; . |
N = 8,6 кВт |
|
; ; ; . |
N = 13,3 кВт |
|
; ; ; . |
N = 5,3 кВт |
|
; ; ; . |
N = 2,7 кВт |
|
; ; ; . |
N = 8,6 кВт |
Вывод: для передачи номинальной мощности электродвигателя необходимое количество ремней Z = 4.
Необходимое натяжение одной ветви ремня:
,(7.7)
где - мощность, передаваемая ремнем; = 0,99; = 0,8;
- коэффициент, учитывающий скорость ремня; = 84 - численный коэффициент; = 0,008 - для профиля “Б”.
Для случая нагружения - 5:
.
Для случая нагружения - 6:
.
Общее натяжение ремня профиля ”Б”:
(ГОСТ1284-68);.
Натяжение ремня контролируют, определяя усилие Q, необходимое для оттягивания ветви ремня на величину, равную 1,55 мм на каждые 100 мм межцентрового расстояния рис.7.1.
Рис.7.1 Натяжение ремня
Для нового ремня “Б”, Со = 6 кгс:
.(7.8)
Для приработанного ремня:
;(7.9)
.
7.3 Расчет шпинделя на жесткость
Расчет производится для шпинделя на жестких опорах.
Расчетная схема представляет собой консоль, так как в передней опоре установлен двухрядный подшипник качения. При расчете не учитывается действие защемляющего момента в подшипнике передней опоры, имеющей несколько рядов тел качения.
Определим силу резания, возникающую при работе с потреблением максимальной мощности на резание при фрезеровании стали фрезой из стали Р18 [2]. Значения Ср и показателей степеней взяты из [2]. Для фрезы из стали Р18 диаметром 50 мм и числом зубьев Z=6 при глубине резания t=5 мм имеем Sz=0,15 мм/зуб. Ширина фрезерования В=30 мм. Рабочие обороты: n= 200об/мин[4].
;(7.10)
;(7.11)
.(7.12)
Для определения среднего наружного диаметра на консоли используется зависимость:
,(7.13)
где d - диаметр участка вала; l - длина участка вала с одним диаметром.
.
Примем внутренний диаметр d = 40мм.
Моменты инерции сечений подсчитываются для кольцевого сечения.
; ;(7.14)
.
Прогиб на конце шпинделя и поворот в передней опоре определяется для варианта схематизации в виде консоли рис.7.2.
Рис. 7.2 Расчетная схема
Проведем расчет прогиба и угла поворота конца шпинделя.
Прогиб
.(7.15)
Угол поворота переднего конца шпинделя:
.(7.16)
Наибольший допустимый прогиб конца шпинделя и допустимый поворот сечения шпинделя в передней опоре:
(7.17)
.
Вывод: данный вариант шпинделя удовлетворяет требованиям жесткости, т.к. прогибы и углы поворота его конца не превышают допустимых значений.
7.4 Расчет валов на прочность
Вал
(1 вариант нагружения)
Рис. 7.3 Расчетная схема вала
Усилия, действующие на вал[5]:
;(7.18)
;(7.19)
;(7.20)
.(7.21)
Опорные реакции и изгибающие момент в плоскости действия окружных сил:
;(7.22)
;(7.23)
;(7.24)
.(7.25)
Опорные реакции и изгибающие момент в плоскости действия радиальных сил:
;(7.26)
;(7.27)
;(7.28)
.(7.29)
Суммарные опорные реакции:
;(7.30)
;(7.31)
Суммарный изгибающий момент в сечениях:
;(7.32)
.
Приведенный момент в сечениях[5]:
;(7.33)
.
Вал (2 вариант нагружения)
Рис. 7.4 Расчетная схема вала
Усилия, действующие на вал[5]:
;(7.34)
;(7.35)
;(7.36)
.(7.37)
Опорные реакции и изгибающие момент в плоскости действия окружных сил:
;(7.38)
;(7.39)
;(7.40)
.(7.41)
Опорные реакции и изгибающие момент в плоскости действия радиальных сил:
;(7.42)
;(7.43)
;(7.44)
.(7.45)
Суммарные опорные реакции:
;(7.46)
;(7.47)
Суммарный изгибающий момент в сечениях:
;(7.48)
.
Приведенный момент в сечениях[5]:
;(7.49)
.
Второй вариант нагружения вала обладает большими приведенными моментами, поэтому расчет прогибов в сечениях производится для второго варианта нагружения.
Момент инерции сечения вала находим по формуле:
.(7.50)
Прогиб вала в сечении 1 - 1 и 2 - 2 в плоскости действия окружных сил[5]:
(7.51)
(7.52)
Прогиб вала в сечении 1 - 1 и 2 - 2 в плоскости действия радиальных сил:
Суммарный прогиб в сечениях:
;(7.53)
.(7.54)
7.5 Определение долговечности опор
Подшипник № 207 35Ч72Ч17; С=20100 Н.
Долговечность подшипника в часах[4]:
;(7.55)
,(7.56)
где - расчетное число оборотов; р = 3 - степенной показатель для шариковых подшипников; - динамическая эквивалентная нагрузка; V = 1 - коэффициент вращения относительно вектора нагрузки внутреннего кольца радиального подшипника; Х = 1 для однорядных подшипников; = 1,2 - динамический коэффициент, учитывающий влияние динамических условий; = 1 - температурный коэффициент; = 0 - осевая нагрузка; - эквивалентная динамическая радиальная нагрузка.
;(7.57)
,
где - (средний режим в диапазоне, 60% времени работает привод); - (средний режим в диапазоне, 30% времени работает привод); ; ,
тогда;
;
.
Вывод: долговечность подшипников удовлетворительна.
Подшипник 116 80Ч125Ч22; С=37400 Н.
= = 1;
= 1,2.
;
;
.
Подшипник №107 35Ч62Ч14; С=12500 Н.
= = 1;
= 1,2.
;
;
;
;
.
Подшипник 1000918 90Ч125Ч18; С=25800 Н.
= = 1;
= 1,2;
;
;
.
.
Вывод: долговечность подшипников удовлетворительна.
7.6 Расчет на прочность болтового соединения шестерни Z = 88 с шестерней Z = 62
Максимальный крутящий момент, передаваемый шестерней:
Мкр = 450 Нм.
Расчетный крутящий момент:
Мр = 1,5 Ч 450 = 675 Нм.
Момент должен передаваться за счет трения по торцам шестерен. Сила трения создается затяжкой болтов М16, расположенных по окружности радиусом R = 65 мм, поставленных с зазором.
Для кольцевого стыка с наружным диаметром D1 = 162 мм и внутренним D2= 90 ммполучаем:
,(7.58)
гдеZ = 6 - количество болтов ; F = 0,2 - коэффициент трения в стыке.
.
Приближенное геометрическое подобие резьб позволяет для ориентировочных расчетов пользоваться соотношением:
;(7.59)
.
Допустимый момент затяжки для болтов М16 из Стали 45 :
.
Вывод:прочность болтов М16 (6 шт.) из Стали 45 ГОСТ 4543-71 достаточна для передачи крутящего момента Мр = 675Нм.
8. Описание основных узлов станка
8.1 Станина
Это базовая деталь коробчатой формы с внутренними ребрами жесткости. В верхней части станины расположены две направляющие скольжения. На V-образной и плоской направляющих расположен стол, что обеспечивает ему плавность перемещения салазок стола по направляющим станины.
Направляющие станины защищены от попадания грязи, стружки ленточной защитой. На переднем торце станины, ленты защиты закреплены жестко винтами, другие концы лент натягиваются винтами. Между направляющими станины установлен привод перемещения салазок стола.
Привод состоит из пары винт-гайка качения, соединенной безлюфтовой муфтой с электродвигателем. Благодаря этому обеспечивается весь диапазон подач подвижных узлов без применения редукторов. Ходовой винт установлен в двух опорах на подшипниках качения.
Слив отработанного масла (примерно один раз в неделю) с направляющих стойки, опор ходового винта, направляющих салазок и стола происходит через окно в станине и собирается в выдвижной лоток.
Для отсчета перемещения салазок стола (координата Х) применяется преобразователь линейных перемещений ЛИР-8. Линейка преобразователя закреплена на столе, считывающая головка на станине. Координата фактического положения подвижного органа высвечивается на экране устройства ЧПУ.
Станина устанавливается на фундаменте на трех опорах: одна не регулируемая и две регулируемые.
Для отключения перемещения салазок на станине установлены:
два микропереключателя, для отключения перемещения в крайних положениях салазок;
два микропереключателя - аварийные;
- микровыключатель, для выхода в референтную точку, т.е. на нулевую точку отсчета движения данного органа.
Отключение перемещения хода в крайних положениях записано в памяти устройства ЧПУ.
В корпусе станины предусмотрены два сквозных отверстия для транспортировки станка. Отверстия закрыты крышками.
8.2 Стойка
Стойка представляет собой коробчатую отливку с вертикальными V-образной и плоской направляющими скольжения для перемещения каретки шпиндельной бабки. Для предотвращения попадания грязи на направляющие скольжения предусмотрена телескопическая защита. Щитки защиты скользят по пазам планок.
В верхней части стойки установлен электродвигатель, соединенный безлюфтовой муфтой с ходовым винтом, с помощью которого перемещается шпиндельная бабка. Опоры винта закреплены на стойке. Гайка закреплена на шпиндельной бабке.
Электродвигатель имеет встроенный тормоз, тормозящий ходовой винт при отключении электропитания.
Имеются два кронштейна с блоками, к которым подвешивается противовес, предназначенный для уравновешивания веса шпиндельной бабки.
Противовес перемещается внутри стойки.
Для отключения перемещения шпиндельной бабки на стойке установлены:
- два микропереключателя, для отключения перемещения шпиндельной бабки в крайних положениях;
- два микропереключателя для аварийного отключения перемещения шпиндельной бабки;
- микропереключатель - для выхода в референтную точку, т.е. на нулевую точку отсчета движения данного органа.
Работа микропереключателей осуществляется от кулачков, установленных на шпиндельной бабке.
В основании станины имеются направляющие скольжения, V-образная и плоская для поперечного перемещения стойки по направляющим скольжения станины (координата Z). Для отсчета перемещений стойки применяется преобразователь линейных перемещений ЛИР-8. Линейка преобразователя расположена салазках, считывающая головка на станине.
Привод состоит из пары винт-гайка качения, соединенной безлюфтовой муфтой с электродвигателем. Благодаря этому обеспечивается весь диапазон подач подвижных узлов без применения редукторов. Ходовой винт установлен в двух опорах на подшипниках качения.
Координаты фактического положения подвижного органа высвечивается на экране устройства ЧПУ.
8.3 Стол
Стол имеет форму круга, на рабочей поверхности стола прорезаны Т-образные пазы для закрепления деталей.
Стол устанавливается на салазках продольного перемещенья.
Привод кругового вращения стола (координата В) состоит из червячно - винтовой пары, соединенной безлюфтовой муфтой с электродвигателем. Благодаря этому обеспечивается весь диапазон круговых подач стола.
Для отсчета круговых перемещений стола применяется преобразователь круговых перемещений ЛИР 1170А.
Координата фактического положения стола высвечивается на экране устройства ЧПУ.
8.4 Шпиндельная бабка
Шпиндельная бабка перемещается в вертикальном направлении по направляющим стойки: одной V-образной и одной плоской. Перемещение осуществляется с помощью передачи винт-гайка качения. Винт в опорах укреплен на стойке, гайка на корпусе шпиндельной бабки.
Пара трения скольжения фторлон - чугун. На шпиндельной бабке расположено устройство освещения рабочей зоны.
В шпиндельную бабку входят следующие основные узлы: шпиндельное устройство, зажим инструмента, коробка скоростей. По роликам перемещаются тросы, на которых висит груз уравновешивания шпиндельной бабки.
Отключение перемещения шпиндельной бабки в крайних положениях осуществляется кулачком, взаимодействующим с микровыключателями, установленными на кронштейне, который закреплён на стойке.
Микровыключатели предназначены для подачи сигнала об отжатом или зажатом инструменте. На лицевой стороне шпиндельной бабки расположена панель, на которой установлены сигнальные лампы зажима и отжима инструмента
Для обеспечения необходимого минимальных давлений на направляющих и предотвращения отрыва шпиндельной бабки от направляющих стойки, на ней закреплены четыре устройства предварительного натяга. Силовое замыкание осуществляется роликами, которые катятся по соответствующим планкам стоики при перемещении бабки. Необходимое усилие прижима шпиндельной бабки к направляющим стойки обеспечивается поджимом пакета тарельчатых пружин.
Для отсчета перемещений шпиндельной бабки (координата У) применяется преобразователь линейных перемещений ЛИР-8. Линейка преобразователя закреплена на стойке, считывающая головка на шпиндельной бабке.
8.5 Коробка скоростей
Коробка скоростей (См. лист СамГТУ.151003.060.020.008.СБ) связана муфтой со шпинделем. Привод коробки скоростей осуществляется от электродвигателя постоянного тока. Имеется три диапазона чисел оборотов выходного вала коробки скоростей. Переключение с диапазона на диапазон осуществляется одним трехпозиционным и одним двухпозиционным гидроцилиндрами.
Низший диапазон чисел оборотов достигается введением в зацепление зубчатых передач поз. и поз..
Средний диапазон чисел оборотов достигается введением в зацепление передач поз. и поз..
Верхний диапазон чисел оборотов достигается введением в зацепление зубчатой муфты поз. и выведением из зацепления блока поз.. В этом диапазоне вращение от электродвигателя передаетс...
Подобные документы
Технические характеристики, точность и долговечность фрезерных станков. Расчет предельных режимов обработки на станке. Основные преимущества станков. Разработка кинематической схемы привода главного движения. Расчетные нагрузки для привода станка.
курсовая работа [2,6 M], добавлен 12.12.2011Назначение горизонтально-расточного станка 2А620Ф2-1-2, анализ конструкции привода главного движения. Определение частот вращения шпинделя. Построение структурной схемы привода со ступенчатым изменением частоты вращения. Расчет коробки скоростей.
курсовая работа [917,2 K], добавлен 17.01.2013Основные технические характеристики для сверлильных станков. Предельные расчетные диаметры (обрабатываемых заготовок для токарных станков) режущих инструментов для сверлильных станков. Предельная частота вращения шпинделя. Кинематический расчет привода.
курсовая работа [1,5 M], добавлен 22.10.2013Назначение и типы фрезерных станков. Движения в вертикально-фрезерном станке. Предельные частоты вращения шпинделя. Эффективная мощность станка. Состояние поверхности заготовки. Построение структурной сетки и графика частот вращения. Расчет чисел зубьев.
курсовая работа [141,0 K], добавлен 25.03.2012Классификация станков сверлильно-расточной группы, которые предназначены для сверления глухих и сквозных отверстий в сплошном материале. Принцип их работы и схемы построения вертикально-сверлильных, радиально-сверлильных, координатно-расточных станков.
контрольная работа [1,5 M], добавлен 30.11.2010Общая характеристика и назначение вертикально-фрезерных станков. Особенности модернизации привода главного движения станка модели 6С12 с бесступенчатым изменением частоты вращения шпинделя. Компоновочная схема привода с указанием его основных элементов.
курсовая работа [447,4 K], добавлен 09.09.2010Спироидные червяки – детали типа вал. Этапы обработки деталей, обзор станков и обрабатывающих центров токарной группы. Преимущества зарубежных станков: автоматическое и плавное регулирование скорости вращения, быстрое перемещение по осям координат.
реферат [1,6 M], добавлен 28.01.2011Обзор способов регулирования скорости и конструкций насосов для гидроприводов главного движения металлорежущих станков. Разработка конструкции насоса, гидропривода главного движения токарного станка. Выбор маршрута обработки детали, режущего инструмента.
дипломная работа [1,5 M], добавлен 27.10.2017Технологическое назначение станка, анализ схем обработки и методов формообразования поверхностей деталей. Функциональные подсистемы проектируемого модуля. Разработка кинематической схемы модуля. Расчёты и разработка конструкции модуля с применением ЭВМ.
курсовая работа [2,1 M], добавлен 28.07.2010Расчет и обоснование основных технических характеристик металлорежущих станков. Разработка кинематической схемы и динамический расчет привода главного движения. Определение основных параметров шпиндельного узла. Описание системы смазки и охлаждения.
курсовая работа [856,7 K], добавлен 22.10.2012Выбор методов и этапов обработки поверхностей. Классификация моделей станков: токарно-винторезные, сверлильно-фрезерно-расточные, круглошлифовальные, внутришлифовальные. Расчет режимов резания на обработку поверхностей. Нормирование операций и переходов.
курсовая работа [244,7 K], добавлен 25.03.2015Разработка привода главного движения радиально-сверлильного станка со ступенчатым изменением частоты вращения шпинделя. Расчет мощности привода и крутящих моментов, предварительных диаметров валов и зубчатых колес. Система смазки шпиндельного узла.
курсовая работа [800,9 K], добавлен 07.04.2012Расчет ограничений и технических параметров токарно-винторезного и вертикально-сверлильного станков. Определение режима, глубины и скорости резания. Способы крепления заготовки. Нахождение частоты вращения шпинделя станка, крутящего момента, осевой силы.
контрольная работа [414,7 K], добавлен 06.04.2013Процесс торцевого фрезерования на вертикально-фрезерном станке, оптимальные значения подачи, скорости резания. Ограничения по кинематике станка, стойкости инструмента, мощности привода его главного движения. Целевая функция - производительность обработки.
контрольная работа [134,0 K], добавлен 24.05.2012Анализ аналогов шлифовальных станков для профилирования инструмента. Определение класса точности, режимов резания, ресурса точности, толщины стенки корпуса, времени безотказной работы станка, радиального биения шпинделя. Модули станочного конфигуратора.
курсовая работа [537,7 K], добавлен 02.10.2013Обзор конструкций широкоуниверсальных фрезерных станков. Назначение, устройство узлов и особенности компоновки станка модели 6Р82Ш. Технологические операции, выполняемые на нем. Расчет параметров режима резания для типовых операций механической обработки.
курсовая работа [3,5 M], добавлен 21.11.2014Получение математических моделей пневматического привода переключения скоростей шпинделя и электромеханического привода главного движения станков. Проведение расчета параметров датчиков, необходимых для осуществления автоматизированного управления.
курсовая работа [1,0 M], добавлен 28.03.2010Выбор режимов резания на токарных станках. Эффективная мощность привода станка. Выбор типа и кинематической схемы механизма главного движения. Расчет коробки скоростей, основных конструктивных параметров деталей привода. Определение чисел зубьев шестерен.
курсовая работа [874,8 K], добавлен 20.02.2013Выбор и расчет оптимальных режимов резания. Модернизация фрезерных станков. Кинематический расчет привода главного движения. Проектирование конструкции дополнительной фрезерной головки. Расчет шпинделя на жесткость. Тепловой расчет шпиндельного узла.
дипломная работа [7,7 M], добавлен 11.08.2011Анализ существующего процесса обработки. Чертёж обрабатываемой детали. Расчёт режимов резания. Выбор структуры привода главного движения. Электромеханический силовой стол агрегатного станка. Расчет вала на сопротивление усталости и статическую прочность.
курсовая работа [1,4 M], добавлен 25.10.2013