Фрезерный станок 6652

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

СОДЕРЖАНИЕ

1. НАЗНАЧЕНИЕ И ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ СТАНКА

2. ТИПОВЫЕ ОПЕРАЦИИ, ВЫПОЛНЯЕМЫЕ НА СТАНКЕ

3. КОНСТРУКЦИЯ СТАНКА (КОМПОНОВКА И ОСНОВНЫЕ УЗЛЫ)

4. КИНЕМАТИКА СТАНКА: КИНЕМАТИЧЕСКАЯ СХЕМА СТАНКА, УРАВНЕНИЯ КИНЕМАТИЧЕСКОГО БАЛАНСА ЦЕПЕЙ И ФОРМУЛЫ НАСТРОЙКИ

5. ПРИСПОСОБЛЕНИЯ, ПРИМЕНЯЕМЫЕ НА СТАНКЕ

6. ПРОЕКТИРОВАНИЕ И РАСЧЕТ БАЗОВЫХ УЗЛОВ СТАНКА

ЛИТЕРАТУРА

1. НАЗНАЧЕНИЕ И ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ СТАНКА

Станок предназначен для фрезерования крупногабаритных деталей или для одновременной обработки нескольких деталей средних размеров и веса. Фрезеровать можно как с одной, так сразу и с двух или трех сторон. В работе могут принимать участие от одной до четырех шпиндельных бабок. Станок применяется в индивидуальном или серийном производстве для обработки стали и чугуна твердосплавными, а также быстрорежущими фрезами.

Техническая характеристика станка.

Размеры рабочей поверхности стола в мм 1250х4250

Максимальных продольный ход стола в мм 4500

Максимальный вес обрабатываемой детали в кГ 8000

Количество шпиндельных бабок 4

Число скоростей вращения шпинделей 12

Пределы чисел оборотов шпинделей в минуту 37,5-475

Мощность привода каждой шпиндельной бабок в кВт 20

Максимальный диаметр фрезы в мм 400

Пределы угла наклона оси шпинделей в град 30

Мощность привода подач в кВт 10

Пределы скоростей подач в мм/мин:

Шпиндельных бабок 11,8-590

Стола 23,5-1180

Мощность привода быстрых перемещений в кВт 10

Скорость быстрых перемещений шпиндельных бабок в мм/мин 1800

Скорость быстрого перемещения стола в мм/мин 3500

Мощность привода перемещения траверсы в кВт 14

Скорость перемещения траверсы в мм/мин 800

2. ТИПОВЫЕ ОПЕРАЦИИ, ВЫПОЛНЯЕМЫЕ НА СТАНКЕ

Движения резания - вращение каждого из четырех шпинделей с фрезами

Движения подач

- продольное поступательное перемещение стола совместно с обрабатываемыми деталями

- вертикальное поступательное перемещение правой и левой горизонтальных шпиндельных бабок

- горизонтальное поступательное перемещение правой и левой вертикальных шпиндельных бабок

Вспомогательные движения

- быстрые перемещения стола и шпиндельных бабок в тех же направлениях

- ручные перемещения шпиндельных бабок

- ручные повороты шпиндельных бабок

- ручные поступательные перемещения гильз со шпинделями

- вертикальное поступательное перемещение траверсы

- движение механизма зажима траверсы

Принцип работы продольно-фрезерного станка 6652

На шпиндели обычно устанавливают торцовые фрезы, но могут быть использованы также хвостовые и некоторые другие типы фрез. Станок модели 6652 может работать при следующих наладках:

1) обработка деталей с подачей стола; бабки и траверсы при этом зажаты;

2) обработка деталей с подачей бабок; стол и траверса при этом зажаты;

3) фрезерование детали с одновременной подачей стола и одной из бабок;

4) фрезерование с переходом от подачи стола к подаче бабками.

3. КОНСТРУКЦИЯ СТАНКА (КОМПОНОВКА И ОСНОВНЫЕ УЗЛЫ)

Фрезерный станок 6652 предназначен для фрезерования крупногабаритных деталей или для одновременной обработки нескольких деталей средних размеров и веса. Фрезеровать можно как с одной, так сразу с двух или трех сторон. В работе могут принимать участие от одной до четырех шпиндельных бабок. Станок применяется в индивидуальном и серийном производстве для обработки стали и чугуна твердосплавными, а также быстрорежущими фрезами.

Станок 6652 имеет высокую мощность привода резания и достаточную быстроходность. Для бесступенчатого изменения скорости подач (применен электропривод по системе генератор -- двигатель с диапазоном изменения скорости при электрическом регулировании, равным 18.

Управление станком 6652 производится с центрального пульта по электрогидравлической системе. Все самостоятельные кинематические цепи привода подач и установочных перемещений отдельными предохранительными шариковыми муфтами.

Рисунок 1. Расположение основных узлов продольно-фрезерного станка 6652

Перечень основных узлов продольно-фрезерного станка 6652

? А -- привод подач и быстрых перемещений стола и шпиндельных бабок;

? Б -- левая горизонтальная шпиндельная бабка;

? В -- левая стойка;

? Г -- механизм перемещения вертикальных шпиндельных бабок;

? Д -- траверса;

? Е -- левая вертикальная шпиндельная бабка;

? Ж -- привод перемещения траверсы;

? З -- правая вертикальная шпиндельная бабка;

? И -- портал;

? К -- правая стойка;

? Л -- правая горизонтальная шпиндельная бабка;

? М -- механизм перемещения горизонтальных бабок;

? И -- станина;

? О -- стол.

Органы управления продольно-фрезерного станка 6652

? 1 -- рукоятка переключения двойного подвижного блока шестерен Б1;

? 2 -- зажимы поворотной части шпиндельной бабки;

? 3 -- маховичок ручного перемещения гильзы со шпинделем;

? 4 -- зажимы шпиндельной гильзы;

? 5 -- место установки рукоятки для ручного перемещения шпиндельной бабки;

? 6 -- подвесной пульт управления;

? 7 -- рукоятка управления тройным подвижным блоком шестерен Б3;

? 8 -- центральный пульт управления;

? 9 -- рукоятка управления двойным подвижным блоком шестерен Б2.

Остальные элементы управления станком гидрофицированы.

На каждой бабке имеются зажимы для ее закрепления, зажим для закрепления гильзы и фиксатор нулевого положения шпинделя.

4. КИНЕМАТИКА СТАНКА: КИНЕМАТИЧЕСКАЯ СХЕМА СТАНКА, УРАВНЕНИЯ КИНЕМАТИЧЕСКОГО БАЛАНСА ЦЕПЕЙ И ФОРМУЛЫ НАСТРОЙКИ

Рисунок 3. Кинематическая схема продольно-фрезерного станка 6652.



Рисунок 4. Кинематическая схема продольно-фрезерного станка 6652

? 1 - станина;

? 2 - стол;

? 3 - стойки;

? 4 - горизонтально шпиндельные бабки;

? 5 - траверса;

? 6 - вертикально шпиндельные бабки;

? 7 - портал, жестко связывающий стойки.

Приводы всех четырех шпиндельных бабок почти одинаковы, поэтому достаточно рассмотреть кинематику одной из шпиндельных бабок. Как видно из рисунка 4, привод движения резания состоит из первой и последней понижающих передач и 12 ступенчатой коробки скоростей с подвижными блоками шестерен.

Вращение от электродвигателя мощностью 20 кВт через колеса 40--78 передается валу I коробки скоростей. Двойной подвижной блок шестерен Б1 сообщает вращение валу II либо шестернями 22--44 (как показано на схеме), либо шестернями 33--33. Вал III получает вращение от вала II посредством двойного подвижного блока Б2 через шестерни 20--52 или 44--28. Далее вращение передается выходному валу IV коробки скоростей тройным подвижным блоком шестерен Б3. Шпиндель V, как видно из графика скоростей (рис. 100, в), получает 12 различных скоростей вращения от 37,5 до 475 об/мин через цилиндрическую зубчатую передачу 31--61. Шпиндель смонтирован в подвижной гильзе и связан с приводной шестерней 61 шлицевым соединением.

От вала I посредством колес 24--54 получает вращение эксцентрик Э. который приводит в действие масляный насос Нn. Последний обеспечивает смазкой привод движения резания.

Максимальное число оборотов шпинделя nmах определяется из выражения: nmах = 1460?(40/78)(33/33)(44/28)(32/40)(31/61) = 475 об/мин

Привод подачи (рис. 3) шпиндельных бабок и стола осуществляется электродвигателем постоянного тока мощностью 10 кВт, питаемым от преобразователя, который состоит из асинхронного электродвигателя мощностью 14 кВт и генератора постоянного тока мощностью 13,5 кВт. Электрическая система позволяет изменять число оборотов приводного электродвигателя от 97 до 1800 об/мин.

Механическая часть привода подач состоит из понижающей передачи, двухступенчатого редуктора, планетарного механизма и из промежуточных и винтовых передач.

Вращение от электродвигателя постоянного тока через вал IX, шестерни 25--95, вал X, двойной подвижной блок шестерен Б1, вал XI, шариковую предохранительную муфту Мпх и червячную передачу 1--30 сообщается центральной шестерне 30 планетарного механизма. Последняя находится в постоянном зацеплении с сателлитами 30. установленными на валах XII. На противоположных концах этих валов закреплены сателлиты 20, сцепляющиеся с другим центральным колесом 40.

При подаче центральное колесо 40 остается неподвижным. В этом случае сателлиты 20, обкатывая колесо 40, сообщают вращение водилу Во и связанному с ним валу XIII.

Подача стола заимствуется от распределительного вала XII через шестерни 38--69--21, вал XV, коническую передачу 24--29, вал XVI, кулачковую муфту М4, шестерни 24--30--24, вал XVII и червячно-реечную передачу с рейкой m=12 мм.

Вертикальная подача горизонтальных шпиндельных бабок осуществляется ходовыми винтами XVIII и XIX, которые получают вращение от вала XV посредством комбинированных кулачковых муфт М1 и М2 с шариковым предохранительным устройством и конических передач 47--25.

Горизонтальная подача вертикальных шпиндельных бабок производится ходовыми винтами XXIV и XXV. Последние приводятся в движение от распределительного вала XIII шестернями 38--30--24, валом XX, конической передачей 43--36; валом XXI, муфтой М3, коническими шестернями 34--28, валом XXII и шестернями 57--51--36. Для включения подачи правой или левой бабки вводится в зацепление с шестерней 51 соответственно верхнее или нижнее колесо 36. Для «предотвращения поломок каждое из подвижных колес 36 снабжено шариковым предохранительным устройством.

Быстрые перемещения стола и шпиндельных бабок осуществляются по тем же кинематическим цепям, что и подачи, но от асинхронного электродвигателя мощностью 10 кВт посредством вала XIV, червячной передачи 1--30 и планетарного механизма. В этом случае у планетарного механизма неподвижной является центральная шестерня 30 и его передаточное отношение возрастает вдвое.

Перемещение траверсы осуществляется от электродвигателя мощностью 14 кВт через трехступенчатый редуктор с шестернями 21--77, 36--28 и 17--80, вал XXIX, конические передачи 23--40 и ходовые винты XXX и XXXI.

Ручное установочное перемещение гильзы со шпинделем осуществляется маховичком Мх1 (рис. 100.б) через валик VI, шестерни 14--16,. вал VII, червячную передачу 1--35, вал VIII и реечную шестерню 13 с рейкой m = 4 мм.

Ручные установочные перемещения шпиндельных бабок производятся маховичками. Например, правая горизонтальная бабка перемещается маховичком Мх2, который через вал XXXII, шестерни 27--27, вал XXXIII, шестерни 27--27, вал XXIV и однозаходный червяк приводит во вращение червячное колесо-гайку.

Ручной поворот на угол ±30° имеют все шпиндельные бабки. Для примера механизм поворота показан на левой вертикальной шпиндельной бабке. Вращением вала XXXV при помощи квадрата К приводится в движение через колеса 17--29 червяк, который находится в зацеплении с червячным сектором С3.

Построение структурной сетки.

Структурная формула будет иметь вид:

;

Рис.5. Структурная сетка.

Построение графика чисел оборотов:

Рис. 6. График чисел оборотов.

Передаточное отношение должно входить в пределы:

Определение числа зубьев зубчатых колес.

?Z	120

Определяем действительное значение частот вращения шпинделя с учетом конкретных чисел зубьев колес на каждом валу и сравниваем со стандартными значениями.

Отклонение действительных величин не должно превышать

фрезерный станок кинематический

;

Расчет ведем по формуле:

, где .

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

	Частота вращения, об/мин	Отклонение
	Табличная	Действительная	Абсолютное	Относительное
1	50	53,06	3,06	0,06
2	56	53,06	3,06	0,06
3	63	60,64	3,64	0,06
4	71	74,1	3,1	0,04
5	80	76,89	3,11	0,04
6	90	87,87	3,13	0,03
7	100	95,94	-4,06	4,06
8	112	106,13	-5,87	5,2
9	125	121,29	-3,71	2,9
110	140	139,02	-0,98	0,7
111	160	153,77	-6,23	3,9
112	180	175,74	-4,26	2,4
113	200	191,89	-8,11	4,1
114	224	212,25	-11,75	5,2
115	250	242,57	-7,43	2,9
116	280	278,04	-1,96	0,7
117	315	314,99	-7,45	0,94
118	355	351,48	-3,52	0,9



Рис.7. Кинематическая схема коробки скоростей.

Механизм зажима траверсы

На станке модели 6652 зажим траверсы может производиться как вручную, так и механически, посредством двух рычажно-эксцентриковых механизмов А и Б (рис. 8а).

Вручную зажим траверсы 1 на каждой из стоек 2 осуществляется отдельно поворотом вала 17 с эксцентриком 18 посредством квадрата К. При повороте эксцентрик 18 через толкатель 9 нажимает на упорный винт 8 двуплечего рычага 3 и, поворачивая его относительно сферических шайб 6 и 7, прижимает через гайку 4 и шпильку 5 траверсу к стойке

Упорный винт 8 служит для регулирования усилия прижима. Эксцентрик 18 имеет эксцентриситет е, равный 7 мм. Соотношение плеч рычага 3 составляет б: а=5.

В результате даже ручным зажимом можно надежно закрепить траверсу на стойках.

Механическое закрепление траверсы осуществляется от электродвигателя 10 мощностью 1 кВт, связанного эластичной соединительной муфтой 11 с валом 12 червячного редуктора. Последний состоит из двухзаходного червяка 15 и червячного колеса 14, имеющего 32 зуба. Червячный редуктор обеспечивает уменьшение числа оборотов колеса 14 по сравнению с числом оборотов электродвигателя в 16 раз.

Червячное колесо 14 является одновременно гайкой, через которую проходит тяга 13. В средней части тяга 13 имеет двухзаходную резьбу с шагом 10 мм, а по концам -- зубья с модулем 4 мм. Реечные части тяги 13 находятся в постоянном зацеплении с шестернями 16 зажимов А и Б При механическом закреплении траверсы шестерни 16, имеющие «по 25 зубьев, с помощью муфт Мк связаны с валами 17 и соответственно с эксцентриками 18

При зажиме траверсы вращение электродвигателя происходит так, что тяга 13 перемещается в направлении стрелки в.

Для освобождения зажимов траверсы направление вращения электродвигателя изменяется, и тогда тяга 13 перемещается в направлении стрелки г.

Рисунок 8. Гидравлическая схема фрезерного станка 6652

В станке модели 6652 все управление, за исключением переключения скоростей вращения шпинделей фрезерных бабок, производится с центрального пульта. Дистанционное управление станком основано «а применении гидравлической системы с электромагнитными пилотами.

Как видно из гидравлической схемы управления (рис. 8,б), гидронасос Н (приводится во вращение от электродвигателя мощностью 1 кВт при 1460 об мин. Насос Н засасывает масло из бака Бк через приемник Пк и подает его под высоким давлением в систему управления рабочими органами станка а под низким давлением -- в систему смазки станка.

Высокое давление поддерживается в системе управления напорным золотником Зн с дросселем Д1. Величина давления регулируется силой предварительного сжатия пружины винтом В1 и открытием дросселя Д1. Масло от насоса Н поступает через центральную выточку поршня и через дроссель Д1 в верхнюю полость напорного золотника Зм, стремясь переместить поршень золотника вниз. Когда давление масла превысит расчетное, поршень, преодолевая сопротивление пружины, сместится вниз своей центральной выточкой соединит напорную магистраль со сливом.

Визуальный контроль за давлением масла в системе управления осуществляется по манометру М. Автоматический контроль обеспечивается наличием в системе реле давления Рд1, которое может быть с помощью винта В2 отрегулировано на давление от 5 до 50 кГ/см2.

Управление всеми рабочими органами производится двухпозиционными цилиндрами. Всего на станке установлено шесть таких цилиндров. Каждый цилиндр для переключения снабжен осевым пилотом Я модели Г-74-27 с электромагнитом толкающего типа.

Переключение того или иного рабочего органа достигается нажимом соответствующей кнопки на центральном щите управления, что приводит в действие электромагнит, который устанавливает золотник пилота в нужное положение, и тогда масло из напорной магистрали поступает в рабочую полость цилиндра, заставляя сместиться поршень с переключающей вилкой. Масло из другой полости через золотник пилота поступает на слив.

Цилиндр Ц1 с пилотом П1 служит для переключения кулачковой муфты М1 (здесь и ниже даны обозначения муфт и блоков шестерен по кинематической схеме рис. 100, а), управляющей включением подачи и быстрых перемещений левой горизонтальной шпиндельной бабки.

Цилиндр Ц2 с пилотом П2 управляет кулачковой муфтой М2 включения подачи и быстрых перемещений правой горизонтальной шпиндельной бабки.

Цилиндр Ц3 с пилотом П3 производит переключение кулачковой муфты М3 управления перемещениями стола.

Цилиндр Ц4 с пилотом П4 переключает двойной подвижной блок шестерен Б4 в приводе подач стола и шпиндельных бабок.

Цилиндры Ц5 и Ц6 с соответствующими пилотами П5 и П6 осуществляют включение подач и быстрых перемещений вертикальных шпиндельных бабок путем перемещения подвижных шестерен 36 на валах XXIV и XXV.

Цилиндры Ц5 и Ц6 установлены на траверсе и перемещаются вместе с ней. Для подачи масла к этим подвижным цилиндрам применено телескопическое устройство Т.

В систему смазки масло поступает от насоса Н через золотник 3 с редукционным клапаном Кр типа Г-57-13 и фильтр Ф.

5. ПРИСПОСОБЛЕНИЯ, ПРИМЕНЯЕМЫЕ НА СТАНКЕ

Машинные тиски являются универсальным приспособлением, их применяют для обработки различных по форме и размерам деталей. Тиски имеют постоянные детали (корпус, салазки, механизм зажима) и сменные губки, которые используют при обработке различных типоразмеров деталей. Тиски бывают с одной или двумя подвижными губками, с плавающими губками. В тисках применяют зажимы: ручные, винтовые, эксцентриковые, механизированные, пневматические, гидравлические, пневмогидравлические. Б зависимости от направления силы зажима, действующей на подвижную губку, тиски бывают с тянущей или толкающей силой зажима.

Тиски изготовляют неповоротными, поворотными в одной плоскости, поворотными в двух взаимно перпендикулярных плоскостях. По ГОСТ 14904--69 станочные тиски изготовляют трех типов: А -- с ручным приводом, Б -- с гидроприводом, В -- с пневмоприводом. Конструкции станочных тисков должны быть жесткими, быстродействующими и удобными в работе.

На рис. 9 показаны универсальные самоцентрирующие тиски с двумя постоянными подвижными губками 1 и сменными губками 2 и 3*. При вращении винта 4 с правой резьбой на одном конце и левой на другом, губки 1 тисков сдвигаются (при зажиме обрабатываемой детали) или раздвигаются (при разжиме ее).

Рисунок 9. Универсальные переналаживаемые тиски.

На рис. 10 показаны универсальные поворотные тиски с встроенным поршневым пневмоприводом двустороннего действия. В отверстии неподвижного основания 8 тисков встроен пневмоцилиндр 11, с которым винтами соединен полый поворотный корпус 12. К корпусу прикреплен распределительный кран 6 с рукояткой 7 для переключения золотника при поочередном впуске сжатого воздуха в верхнюю или нижнюю полость пневмоцилиндра 11 и выпуска воздуха в атмосферу. На верхней части поворотного корпуса 12 тисков закреплена стальная плита 5. В плите и подвижной губке / имеются Т-образные пазы под головки болтов для крепления к тискам специальных сменных наладок. На верхней части плиты 5 закреплена регулируемая губка 3, которую в зависимости от размеров обрабатываемых деталей можно перемещать винтом 4 или переставлять в пазах плиты 5.

Рисунок 10. Универсальные поворотные тиски со встроенным поршневым пневмоцилиндром.

При обработке крупногабаритных деталей губку 3 снимают. Во время зажима обрабатываемой детали в сменной наладке тисков сжатый воздух поступает в верхнюю полость пневмоцилиндра 11 и перемещает поршень 10 со штоком 9 вниз. При этом длинное плечо рычага 2, находящееся в пазу штока 9, опускается, а короткое плечо перемещает подвижную губку вправо, и деталь зажимается губками 1 и 3. Во время поворота рукоятки 7 золотник крана 6 пропускает сжатый воздух в нижнюю полость пневмоцилиндра 11. Сжатый воздух, нажимая на поршень 10, перемещает его со штоком 9 вверх. При этом длинное плечо рычага 2 поднимается вверх, а короткое плечо отводит губку 1 влево и деталь разжимается.

Сила зажима детали в тисках такой конструкции 39200 Н при давлении сжатого воздуха в пневмоцилиндре 0,39 МПа. Верхняя часть тисков поворачивается на основании б в горизонтальной плоскости па 360°.

На рис. 11, а, б показаны соответственно универсальное многоместное приспособление с встроенным пневмоприводом и сменной наладкой (кассетой) к нему. На плите 13 смонтирован пневмоцилиндр 12 с поршнем 11, установленным па штоке 10. В стойку (разрез Б--Б) запрессована ось 9, на которой установлен поворотный рычаг 5. Нижнее плечо этого рычага входит в паз штока 10, а верхнее плечо осью 7 связано с пальцем 6, переметающимся во втулке 5.

Сменная наладка 3 имеет скалки 19, на которых закреплены неподвижные губки 1 и 20 а перемещающиеся по скалкам сменные губки 18. При установке в приспособлении сменной наладки неподвижные губки 1 и 20 опираются на штыри, а губка 1 еще ориентируется по прямоугольному выступу планки приспособления. Зажим наладки в приспособлении производится двумя прихватами 15, прижимающими ее к клиновидной направляющей 14.

Сжатый воздух из сети подается в распределительный кран 16, после поворота его рукоятки 17 поступает в верхнюю полость пневмоцилиндра 12 и перемещает поршень со штоком 10 вниз. Нижнее плечо рычага 8 штоком 10 опускается, а верхнее его плечо через палец 6 перемещает подвижные губки 18 по скалкам 19 до упора в губку 1. При этом обрабатываемые детали 2, установленные между губками 18, зажимаются.

После обработки детален рукоятки 17 распределительного крана 16 поворачивается в другую сторону, сжатый воздух подается в нижнюю полость пневмоцилиндра 12 и перемещает "поршень 11 со штоком 10 вверх.

При этом шток поворачивает рычаг 8 на оси, верхнее его плечо отводит палец 6 вправо и обрабатываемые детали 2, установленные в подвижных губках 18, разжимаются и снимаются. Для правильной установки деталей по высоте применяется подвижный упор 4.

Рисунок 11. Универсальное многоместное приспособление со встроенным пневмоцилиндром и сменной наладкой.

На рис. 12 показан общий вид универсального делительного стола. Обрабатываемую деталь 3 устанавливают и закрепляют на верхнем поворотном столе 1 или в специальных шпиндельных наладках 2, расположенном на поворотном столе. На поворотном столе 1 устанавливают детали, требующие в процессе их обработки поворота стола. Стол окружности может быть разделен на 2, 3, 4, 6, 8 или 12 равных частей.

На рис. 13 показан универсальный делительный стол в разрезе. На неподвижном корпусе стола установлена поворотная опора 2, жестко связанная с верхним поворотным столом 4. Внутри поворотного стола и его опоры 2 имеются выемки, образующие пневмокамеру. Диафрагма 7 пневмокамеры зажата по наружным плоскостям между поворотным столом 4 и опорой 2; внутренние плоскости диафрагмы жестко закреплены между двумя стальными осями 6, установленными на штоке 5.

Поворачивая рукоятку распределительного крана 12 в соответствующую сторону, производят поочередную подачу сжатого воздуховода в верхнюю или нижнюю полость пневмокамеры. При этом диафрагма 7 прогибается вниз или вверх и перемещает в соответствующих направлениях шток 5, который через промежуточные звенья сменных наладках передвигает зажимные устройства к оси стола и зажиме детали и от оси при разжиме ее. Когда сжатый воздух пускается из любой полости пневмокамеры через распределительный кран в атмосферу, то диафрагма 7 под действием упругих л выпрямляется и возвращает шток 5 в исходное положение. Чтобы повернуть стол на нужный угол, перемещают рукоятку 13 фиксатора в соответствующую сторону. При повороте рукоятки по осевой стрелке фиксатор 15 под действием пружины входит в расположенную в делительном кольце втулку 16 и фиксирует поворот вала 4. Одновременно с вводом фиксатора 15 во втулку или выводим его из втулки поворотом рукоятки 13 стягивают или освобождают разрезной хомут 9. При стягивании хомут внутренней конической поверхностью, нажимая на кольцо 8, соединенное с поворотной опорой 2, прижимает опору с поворотным столом 4 к неподвижному корпусу 1. Во время поворота рукоятки 13 в другую сторону хомут 9 разжимается, фиксатор 15 выводится из втулки 16 и сжимает пружину, а стол 4 освобождается и поворачивается на требуемое деление. Стол с делительным кольцом поворачивают вручную рукояткой 10.



Рисунок 12. Общий вид универсального стола.

Заданное число делений окружности устанавливают по кольцу 3, поворачиваемому относительно оси стола 4 и закрепляемому на поворотной опоре 2 рукояткой 11 в таком положении, при котором цифра на кольце 3, соответствующая заданному числу делений, совмещается с риской на делительном столе 4. На внутренней поверхности кольца 3 имеются пазы, в которые входит штифт 14, запрессованный в фиксатор 15. Фиксатор может войти в фиксирующую втулку поворотной опоры 2 только в том случае, если паз на кольце 3 под штифт 14 совпадает со втулкой, соответствующей заданному числу делений. В другие втулки фиксатор не войдет.



Рисунок 13. Универсальный делительный стол.

Специальные приспособления на фрезерных станках применяют для обработки одинаковых деталей на определенной операции и специальном станке в крупносерийном и массовом типах производства. Эти приспособления классифицируют по числу одновременно обрабатываемых деталей (одноместные, многоместные приспособления) и по форме их установочных поверхностей (плоскость, отверстия и т. д.).



Рисунок 14. Универсальное многоместное приспособление

Многие конструкции специальных приспособлений изготовляют из стандартных и нормализованных деталей и узлов (ГОСТ 12947--67 --ГОСТ 12961--67 и МЛ 3196--62 --МН 3201--62), что значительно сокращает время и уменьшает себестоимость их изготовления по сравнению с изготовлением таких приспособлений из специальных деталей.

Специальное четырехместное приспособление для фрезерования торцов ступенчатых валиков (рис. VIII.9) имеет два пневмоцилиндра 2, каждый из которых производит зажим и разжим двух валиков. Валики устанавливаются на призмы 3 и ориентируются в продольном направлении торцовой поверхностью упорами 12. При зажиме двух валиков, установленных в приспособлении слева,, сжатый воздух из сети поступает в левую полость пневмоцилиндра 2 и перемешает поршень 1 со штоком 11 вправо. При этом шток скосом 10 на конце нажимает на ролик 9 и перемещает его вместе с плунжером 7 вниз. На верхнем конце плунжера 7 болтом 6 с гайками закреплен прихват 5, который при опускании плунжера зажимает два валика, установленных в призмах.

Одновременно с левым пневмоцилиндром производит зажим двух валиков правый пневмоцилиндр. После обработки торцов валиков сжатый воздух подается в правую полость пневмоцилиндра 2 и перемещает поршень 1 со штоком 11 влево. При этом скос 10 на конце штока перестает нажимать на ролик 9 и пружина 8 перемещает плунжер 7 с роликом 9 и прихватом 5 вверх, валики разжимаются. Пружина 4 удерживает прихват 5 вверху при установке и снятии деталей. Правый пневмоцилиндр работает аналогично левому.

6. ПРОЕКТИРОВАНИЕ И РАСЧЕТ БАЗОВЫХ УЗЛОВ СТАНКА

Расчёт геометрических параметров зубчатых колёс:

,

откуда

Диаметр:

Диаметр вершин зубьев:

Диаметр впадин зубьев:

Межосевое растояние:

in	№кол	Z	m, мм	d, мм	dа, мм	df, мм	a, мм
i1	1	39	4	156	164	146	240
	2	81		324	332	314
i2	3	56		240	248	230
	4	64		240	248	230
i3	5	53		224	232	214
	6	67		256	264	246
i4	7	53		212	220	202
	8	67		268	276	258
i5	9	60		240	248	230
	10	60		240	248	230
i6	11	40		160	168	150
	12	80		320	328	310
i7	13	24		96	108	86
	14	96		384	392	374
i8	15	60		240	248	230
	16	60		240	248	230
i9	17	49		196	208	186
	18	71		284	292	274

Степень точности колес определяется в зависимости от назначения:

Принимаем степень точности 7. Материал колёс - сталь 40Х.

Предварительный расчет диаметров валов.

Диаметр вала определяется из условия прочности на кручение при пониженных допускаемых напряжениях:

, где

T - крутящий момент;

- допускаемое условное напряжение на кручение.

для промежуточных валов:

для входного и выходного валов.

Тогда:

принимаем ;

, принимаем ;

, принимаем ;

, принимаем ;

, принимаем .

Расчет шпинделя на жесткость.

Прежде всего определяем допускаемые значения параметров жесткости для проектируемого шпинделя, согласно данным допускаемая минимальная жесткость конца шпинделя для станков составляет 200 Н/мкм;

Составляем расчетную схему, в которой на шпиндель действует сила резания , результирующая, приведенных в одну плоскость сил и , а задний конец шпинделя разгружен от изгибающих сил за счет установки гильзы.

С учетом защемляющего момента в передней опоре перемещение переднего конца шпинделя:

; где

Ррез=13380 Н;

а=82мм=0,082м - вылет переднего конца шпинделя;

L=580мм=0,58м - расстояние между опорами;

и - жесткость подшипников передней и задней опор, которую определяем по графику.

=110 кг/мкм; =55 кг/мкм;

Е= Па - модуль упругости материала шпинделя;

G= Па - модуль сдвига материала шпинделя;

и - площадь сечения переднего конца и межосевой части шпинделя;

=0,0093 ;

=0,007 ;

и - среднее значение осевого момента инерции сечения консоли и сечения шпинделя в пролете между опорами;

Для кольцевого сечения:

; ;

+

+=10,31 мкм;

Фактическая жесткость переднего конца шпинделя:

=1298 Н/мкм > 200 Н/мкм,

т.е. жесткость шпинделя обеспечена.

Расчет усилий на органах управления.

Механизм управления должен обеспечивать переключение скоростей проектируемой коробки скоростей путем перемещения его подвижных элементов.

=40 Н - мах усилие на рукоятке;

- длина рукоятки;

r=34 мм - радиус сектора;

- суммарная сила, которую нужно приложить, чтобы преодолеть все силы сопротивления.

,

где - суммарная сила сопротивления 3 блоков при переключении; - суммарное усилие, которое нужно преодолеть для перемещения вилок переключения на штанах при их количестве 3-х штук.

- сила сопротивления повороту зубчатого колеса при введении во впадину зуба, при несовпадении зуба и впадины;

- сила, необходимая для преодоления усилия фиксатора.

Массы блоков колес и вилок определяем по справочнику.

1) Двойной блок =2,4 кг;

2) Тройной блок =3,7 кг;

3) Тройной блок =5,1 кг;

Массы вилок переключения принимаем 3 кг кождая, т.е.

=3·3=9 кг;

- сила, необходимая для преодоления силы тяжести 2-х блоков, при их переключении.

Определение суммарного усилия, необходимо для преодоления сил трения от массы перемещаемых блоков зубчатых колес.

Суммарный вес блоков в Н:

=(++)·g=(2,4+3,7+5,1)·9,8=110 H;

Тяговая сила на вилках переключения для перемещения блоков колес:

=110·0,15=16,5 Н;

Усилие, которое необходимо преодолеть для перемещения вилок переключения на штангах:

=9·9,8·0,15=13,23 Н;

Определение мощности холостого хода по формуле:

;

где d - средний диаметр шестерни под подшипники всех промежуточных валов;

=50 мм; - диаметр шеек шпинделя =103мм;

- сумма частот вращения всех промежуточных валов;

=355+280+71=706 об/мин;

- частота вращения шпинделя. =50 об/мин;

=0,15 кВт;

Момент на первом валу от мощности холостого хода:

Т=2,2 Н·м;

Окружная сила на колесе:

55 Н;

Необходимая осевая сила на шестерне для преодоления силы :

=63,5 Н;

Тогда сила сопротивления повороту зубчатого колеса при введении во впадину зуба при несовпадении зуба и впадины:

= 31,75 Н;

Рассчитываем усилие, необходимое для преодоления действия силы фиксатора блока колес, расположенных на 3 вилках переключения. Т.к. оси перемещаемых зубчатых колес расположены вертикально, а осевые силы во время вращения зубчатых колес отсутствуют (зубчатое зацепление прямозубое), то силу фиксации принимаем =10 Н для всех зубчатых колес.

Момент на рукоятке:

;

В тоже время: ;

Длина рукоятки: =170мм.

Описание конструкции коробки скоростей.

Механизм коробки скоростей расположен в корпусе, отливка из серого чугуна. Вращение на первый вал коробки передается через втулочно-пальцевую муфту. Коробка состоит из 4-х валов и шпинделя. На 1-м валу консольно насажена цилиндрическая шестерня, находящаяся в постоянным зацеплении с колесом на втором валу. Подвижные блоки базируются на шлицевом зацеплении валов. Зубчатые колеса 2, 3 и 4 валов передают крутящие моменты через шпонки. На 4 валу базируется шестерня на радиальных подшипниках, находящаяся в постоянным зацеплении с колесом пятого вала. Передача крутящего момента осуществляется с помощью упругой муфты. Применение муфты обусловлено значительными габаритами шестерни и в случае ее перемещения возникают значительные усилия на рукоятке управления.

Зубчатые колеса шпинделя (пятого) вала выполняем в виде блока колес, передача крутящего момента на шпиндель - посредством шлицевого зацепления.

Опоры шпинделя монтируются в пиноли, которая имеет возможность осевого колодочного перемещения посредством червячного и реечного зацепления с помощью моховика. После установки требуемого осевого положения пиноли производится ее фиксация винтовым зажимом с помощью клиновых втулок.

ЛИТЕРАТУРА

1) Технологическое оборудование машиностроительных производств: учебное пособие для вузов / А. Г. Схиртладзе [и др.]. - Старый Оскол: ТНТ, 2013. - 547 с.

2) Металлорежущие станки: учебник / В.А. Ефремов [и др.]; Под ред. П.И. Ящерицына. -- 4-е изд., перераб. и доп. -- Старый Оскол: ТНТ, 2007. - 695 с.

3) Металлорежущие станки: учебник для вузов: в 2 т. / Под ред. В.В. Бушуева. -- М.: Машиностроение, 2011

4) Схиртладзе А. Г. Технологическое оборудование машиностроительных производств. Станки для обработки резанием и электрофизикохимической обработки: учебное пособие для вузов / А. Г. Схиртладзе, Т. Н. Иванова, В. П. Борискин. - Старый Оскол: ТНТ, 2015. - 222 с.

5) Сергель Н. Н. Технологическое оборудование машиностроительных предприятий: учебное пособие для вузов / Н. Н. Сергель. - Москва Минск: ИНФРА-М, Новое Знание, 2013. - 731 с.

6) Проектирование металлорежущих станков и станочных систем: справочник-учебник для вузов: в 3 т. / Московский государственный технический университет им. Н. Э. Баумана; Под ред. А. С. Проникова. - Москва: Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана: Машиностроение, 1994

Размещено на Allbest.ru

...