Прогресс всех отраслей народного хозяйства страны неразрывно связан с уровнем развития машиностроения и его базовой отраслью, которым является станкостроение.
Современному отечественному и мировому машиностроению присущи постоянное усложнение конструкции из-за увеличения номенклатуры выпускаемых изделий и частой смены объектов производства, а также требований сокращения сроков освоения новой продукции.
Уровень машиностроения во многом определяет качество и количество изделий, выпускаемых всеми отраслями, обеспечивающими функционирование рыночной экономики. Поэтому эффективному развитию машиностроения уделяется внимание в настоящее время /9/.
Особое влияние на современное машиностроение оказало развитие вычислительной техники, повлекшие создание гибких производственных систем. Сформированные на основе управляющих вычислительных машин и станков с числовым программным управлением а также промышленных роботов, подобные комплексы прочно вошли в структуру оборудования современных машиностроительных заводов.
Гибкие производственные системы внедрялись в СССР и России. Однако их использование было не очень эффективным, что наряду с развалом социалистической экономики не дало примеров для широкого внедрения. Помимо того, что это было связано с высокой стоимостью оборудования и вычислительной техники, в стране также отсутствовали надежные средства контроля и диагностики, а также недостаточной конкурентоспособностью между реальной экономией от повышения производительности труда и объемом выпуска продукции /8/.
Перестройка машиностроительного производства России привела к резкому снижению производства станков с числовым программным управлением и средств автоматизации машиностроения. Однако развитие сети малых предприятий, неспособных приобретать дорогостоящее автоматизированное технологическое оснащение, привело к необходимости проводить модернизацию оборудования, в том числе, с ЧПУ, к которому относится станок 16К20Ф3С32.
В этих условиях необходим новый подход, соответствующий современным требованиям, способный обеспечить повышение производительности труда при небольших инвестициях при постоянно сменяющейся номенклатуре выпускаемых изделий /14/.
Сегодня заводам требуются средства механизации и совершенствования технологического оснащения, необходимо создание новой высокопроизводительной технологической оснастки.
Также требуется освоить расширение технологических возможностей станков. Расширение технологических возможностей оборудования в основном достигается совершенствованием самих станков, увеличением их надежности, точности, применением различных приспособлений, совершенного режущего инструмента.
Оборудование подготовительно-раскройного производства
... на стационарных ленточных машинах. Задача подготовительного производства на швейном предприятии заключается в ритмичном обеспечении материалами раскройного цеха. С целью экономии материалов и улучшения ... концевыми упорами для останова каретки. Задача раскройного цеха заключается в ритмичном и бесперебойном снабжении швейных цехов кроем швейных изделий в ассортименте и количестве, предписанном ...
Предлагаемый высокий уровень автоматизации может быть достигнут для изготовления в обычных производственных условиях, причем, обеспечивающий при небольших затратах превращение станка в станочный комплекс, выполняющий значительно большее количество разнообразных видов работ по сравнению с обычным универсальным оборудованием.
Такие модернизации полезны предприятиям малого и среднего бизнеса, так как позволяют им иметь в своей структуре минимальное количество станков при достаточно большом разнообразии выполняемых ими методов обработки.
Это направление развивается в нашем дипломном проекте.
Предметом работы является модернизация токарного станка с ЧПУ модели 16К20Ф3С32 с целью обеспечения возможности обработки поверхностей сложных форм.
Станок токарный патронно-центровой с числовым программным управлением (ЧПУ) модели 16К20Ф3С32 предназначен: для токарной обработки наружных и внутренних поверхностей деталей типа тел вращения со ступенчатым и криволинейным профилем различной сложности в один или несколько проходов в замкнутом полуавтоматическом цикле и нарезание крепежных резьб. У этого станка есть УЧПУ типа 2Р22 с вводом программ с клавиатуры, магнитных кассет или с перфоленты.
Станок предназначен преимущественно для центровых работ и может оснащаться системами контурного программного управления, как отечественного, так и иностранного производства. Программа перемещений инструмента и вспомогательные команды записываются в одном из стандартных кодов
Станки применяются в индивидуальном, мелкосерийном и серийном производствах с небольшими повторяющими партиями.
Класс точности станка — П.
Область применения станка является индивидуальное, мелкосерийное и серийное производство с мелкими повторяющимися партиями деталей /16/.
Технические характеристики станка 16К20Ф3С 32 даны в таблице 2.1.
Таблица 2.1 — Технические характеристики станка 16К20Ф3С32
|
Наименование параметров |
Единица измерения |
Величина параметров |
||
|
Наибольший диаметр обрабатываемого изделия над станиной |
мм |
500 |
||
|
Наибольший диаметр обрабатываемого изделия над станиной |
мм |
220 |
||
|
Наибольший диаметр прутка, проходящего через отверстие в шпинделе |
мм |
55 |
||
|
Наибольшая длина обрабатываемого изделия |
мм |
1000 |
||
|
Наибольшая длина продольного перемещения каретки |
мм |
905 |
||
|
Наибольшая длина хода поперечного суппорта |
мм |
250 |
||
|
Количество рабочих скоростей шпинделя |
Об/мин |
20…2240 |
||
|
Количество автоматически переключаемых скоростей |
9 |
|||
|
Диапазон автоматического переключения |
16 |
|||
|
III- |
Об/мин |
160-2240 |
||
|
Центр пиноли задней бабки по ГОСТ 13214-67 |
Морзе №5 |
|||
|
Центр шпинделя передней бабки по ГОСТ 13214-67 |
Морзе №6 |
|||
|
Конец шпинделя по ГОСТ 12593-72 |
6К |
|||
|
Максимальная скорость продольной подачи при врезании резьбы |
Мм/мин |
2000 |
||
|
Пределы шагов резьб |
мм |
0,01-40,40,95 |
||
|
Диапазон скоростей подач |
Продольных |
Мм/мин |
3-1200 |
|
|
Поперечных |
1,5-600 |
|||
|
Скорость быстрых ходов |
Продольных |
7500 |
||
|
Поперечных |
5000 |
|||
|
Дискретность перемещения |
Продольных |
0,01 |
||
|
Поперечных |
0,005 |
|||
|
Высота резца |
мм |
25 |
||
|
Количество позиций на поворотной резцедержке |
6 |
|||
|
Габаритные размеры станка(без гидроагрегата, электрошкафа привода подач и пульта ЧПУ) длина, ширина, высота |
мм |
3250x1700x |
||
|
Масса станка без учета ЧПУ, не более |
кг |
3800 |
||
Из широкой номенклатуры обрабатываемых на станке деталей в соответствии с заданием на дипломное проектирование исследуем особенности типовой детали «шток» чертёж которой дан в Приложении А.
Заданная в проекте деталь — шток. Шток выполняет роль опоры и основания, для закрепления на него других деталей, при помощи резьбы М20, фрезерованной поверхности и посадочных поверхностей диаметр 32 f9 (допуск в интервале с (-0,025)по (-0,087) мм.) и Д=24 е8 (допуск в интервале с (-0,040) по (-0,073) мм).
Данные посадки относятся к посадке с зазором, в связи с чем деталь закреплена жестко не по всем её поверхностям. Шток изготовлен из стали 45 ГОСТ 1050-88. Чертеж детали дан на рисунке 2.1.
Предлагаются следующий маршрут обработки детали.
Рисунок 2.1 — Шток
Операция 010-токарная. Установочной базой является поверхность диаметра вала и центрованное отверстие, обработанное в предыдущей операции 005.
Операция 015 — токарная. Установочной базой является поверхность Д=32мм, обработанная в предыдущей операции -010. При таком базировании будет соблюден принцип совмещения баз (измерительной и установочной).
Эту же базу используем на операции 020 -токарная;
- Операция 025 — фрезерная, при этом выполняется принцип постоянства баз, что позволяет выполнить требования чертежа по взаимному расположению поверхностей, относительно, оси вращения детали.
Операция 030 — шлифовальная. В качестве установочной базы является два центрованных отверстия на торцах детали. Базирование подобным методом позволяет шлифовать поверхностно с заданной точностью, согласно требованиям чертежа.
Рассмотрим основные механизмы и узлы станка /16/.
Основание станка — монолитная отливка, на которой устанавливается станина. В левой нише основания размещена моторная установка, на задней стороне основания крепится автоматическая коробка скоростей. Средняя часть основания служит сборником для стружки и охлаждающей жидкости.
Первый отсек является резервуаром для охлаждающей жидкости, в нем монтируется насос охлаждения.. Для перемещения каретки служит неравнобокая призматическая передняя и плоская задняя направляющие. В правой части станины к
Станина станка — коробчатой формы с поперечными ребрами П-образного профиля, направляющие каленые, шлифованные репится привод продольной подачи.
Привод главного движения включает моторную установку с асинхронным электродвигателем, автоматическую 9-скоростную коробку скоростей КС-309-16-51, шпиндельную бабку, соединенных клиноременными передачами. В шпиндельной бабке предусмотрено переключение вручную трех диапазонов скоростей с соотношением 1:4 и 1:2,5, что вместе с 9-скоростной коробкой скоростей обеспечивает получение 22-х скоростей шпинделя в диапазонах 12,5 — 200; 50 — 800 и 125 — 2000 об/мин (по 9 скоростей в каждом диапазоне) при основном исполнении станка с электродвигателем 1460 об/мин.
Рисунок 2.4 — Схема электромагнитных муфт /16/
Привод поперечной подачи монтируется на задней стороне каретки и включает приводной двигатель, одноступенчатый редуктор и шариковую передачу винт-гайка качения с условным диаметром 40 мм, шагом 5 мм. Редуктор имеет 2 исполнения: для электрогидравлического шагового привода и для установки электродвигателя постоянного тока. В конструкции предусмотрена возможность установки датчика обратной связи.
Суппорт и каретка — традиционного типа отключаются увеличением высоты каретки и суппорта для повышения жесткости и возможности установки шарикового винта, поперечной подачи диаметром 40 мм.
Передняя бабка. Установка передней бабки осью шпинделя по расчетной линии центров станка на станине производится двумя винтами.
Смазка передней бабки централизованная от специальной станции смазки, монтируемой на основании станка.
Выбор радиального зазора в заднем подшипнике и компенсации тепловых деформаций производится под действием пружин.
Подшипники типа «Гаме» регулируются на заводе-изготовителе станка и не требуют регулировки в процессе эксплуатации станка.
В станках 16К20Ф3С4 и 16К20Ф3С5 в передней бабке устанавливается датчик резьбонарезания.
Для постоянной выборки люфта в зубчатом зацеплении шестерня постоянно поджата пружинами. Разрешающая способность датчика 1000 импульсов на оборот и 1 нулевой импульс для отметки «нулевого» положения шпинделя при вводе в нитку при нарезании резьбы в несколько проходов.
Смазка шпиндельной бабки централизованная.
Редуктор имеет 2 исполнения: для гидравлического шагового привода и для установки электродвигателя постоянного тока. В конструкции предусмотрена возможность с установкой датчика обратной связи.
Поворотный резцедержатель станка 16К20ФЗС32. Это 6-ти позиционный узел с горизонтальной осью вращения, который устанавливается на поперечном суппорте. В специальной инструментальной головке устанавливается: 6 резцов-вставок или 3 инструментальных блока.
Рисунок 2.6. — Поворотный резцедержатель
В начальный момент движения этой кулачковой муфты вал 1 перемещается влево; происходит расцепление плоскозубой муфты 2-3 и поворот в нужную позицию. Поворот определяется сигналами, поступающими от соответствующих конечных выключателей 8, замыкаемых упорами 7, установленными на кольце 6.
От конечного выключателя 13 зажима подается сигнал на отключение приводного электродвигателя и начало рабочего цикла обработки. Для поворота и зажима резцедержателя вручную при наладке станка на валу 12 имеется головка под ключ.
Рисунок 2.7. — Инструментальная головка.
Итак, инструментальная головка предназначена для установки в ней резцовых вставок или инструментальных блоков. Резцовые вставки, заранее настроенные на размер, устанавливают в пазы головки и базируют винтами 1 и упорами 2.
Для ручного поворота и зажима резцедержки при наладке станка на валу 12 предусмотрена головка под ключ.
Ограждение — неподвижное, щитового типа со съемными щитками с задней стороны станка и переднее подвижное с прозрачным экраном для наблюдения, полностью закрывает зону резания.
Поворотная резцедержка рассчитана на установку съемных инструментальных блоков, предварительно настроенных на заданные размеры вне станка в специальных приспособлениях.
Таким образом, станок полностью удовлетворяет требованиям, в соответствии с которыми нам необходимо обработать на нём деталь типа «шток»
Документом, служащим основанием для проведения патентно-информационного поиска, является задание на патентный поиск, выдаваемое руководителем.
Направление поиска основного решения: возможность обработки деталей сложной формы на токарных станках
Данный патентно-информационный поиск это мероприятия, направленные на получение из научно — технической литературы современных новых технических решений по направлению модернизации данного станочного оборудования.
Основным источником при ведении патентного поиска является патентныйотдел Воронежской публичной областной библиотеки им. И.С. Никитина. Раздел, по которому произведён поиск — «В» (различные технологические процессы).
Глубина патентного поиска 25-30 лет.
Таблица 2.2 — Регламент поиска
|
Предмет поиска |
Цель поиска |
Классифи-кационные индексы |
Ретроспек-тива поиска |
Наименова-ние источников информации, по которым проводился поиск |
||
|
Приспособ-ление для обработки фосонных поверхностей |
Расши-рение технологических возможностей |
СССР Россия |
В23 |
30 лет |
А.С 310735, МКИ В23 6/36. Приспособление для обработки фасонных поверхностей |
|
|
Возможность обработки эксцентричных поверхностей |
Обработка эксцентричных поверхностей |
СССР Россия |
В23 |
20 лет |
Приспособление для обработки фасонных поверхностей |
|
|
Возможность обработки нежеских валов |
Возможность обработки нежеских валов длинномерных валов малых диаметров |
СССР Россия |
В23 |
25 лет |
Устройство для совмещенной обработки нежеских валов |
|
|
Устройство для обработки сферических поверхностей |
Расширение технологических возможностей |
СССР Россия |
В23 |
25 лет |
Устройство для обработки сферич. пов |
|
|
Патроны токарные |
Расширение технологических возможностей |
CCCP Россия |
В23 |
25 лет |
А.С № 125545 А1 В23В 32/00 Самоцентрирующийся патрон для экс деталей |
|
|
Устройство для крепления патрона к шпинделю станка |
Расширение тех. возможностей |
CCCР Россия |
В23 |
25 лет |
А.С 1254865, МКИ В23В 26/06 Устройство для крепления патрона к шпинделю станка |
|
|
Возможность обработки внутренних фасонных поверхностей на токарных станках |
Расширение тех. возможностей |
СССР Россия |
В23 |
25 лет |
Фасонных поверхностей на токарных автоматах. |
|
|
Различные устройства для обработки деталей сложной формы |
Расширение технологических возможностей |
СССР Россия |
В23 |
25 лет |
сложной формы |
|
Таблица 2.3 — Анализ применимости известных технических решений
|
№ А.С МКИ УДК |
Наименование А.С патента |
№ литер. источника [Электронный ресурс]//URL: https://drprom.ru/referat/modernizatsiya-tokarnogo-stanka/ |
Сущность тех. решения, используемого в разрабатываемой конструкции |
Ожидаемый эффект |
|
|
В23В |
Приспособление для обработки эксцентрич. поверхностей |
АС |
В корпусе, установленном с помощью переходной |
Расширение тех. возможностей |
|
|
АС 39554 |
втулки в гнезде револьверной головки автомата, а штырями сцепленном на шпиндельнем детали закреплена обойма с резцами, а саосно ей установленно с помощью поводка на переходной втулке солнечное колесо планетарного редуктора для подачи резцов, отличающееся тем, что с целью регулировки эксцентриситета обоймы с резцами, корпус выполнен переставным относительно центра детали, для чего он снабжен хвостовиком, входящим в экцентричное отверстие поворотной втулки, которая связана с приводной шестерней планетарного редуктора и установленна в переходной втулке приспособления саосно обойме с резцами, а солнечное колесо планетарного редуктора сопряженое с корпусом выполненно так же, как и корпус, переставным относительно центра шпинделя детали и снабженное пазом для установки поводка, осуществляющего связь с переходной втулкой в гнезде револьверной головки автомата |
Станка и увеличение времени переналадки при обработке эксцентрич. поверхностей |
|||
|
В23В 31/00 |
для эксцентричных деталей №1552626 |
АС |
Самоцентрирующий патрон для закрепления эксцентричных деталей, содержащий корпус с двумя основными зажимными кулачками, геометрические оси которых расположены в диаметральной плоскости патрона, и смещенную относительно центра патрона дополнительную опору, отличающийся тем, что с целью повышения производительности путем повышения жесткости и надежности закрепления при скоростной обработке, он снабжен установленным с возможностью возврат-поступательного перемещения параллельно упомянутой диаметральной плоскости патрона дополнительным зажимным кулачком, а дополнительная опора выполнена в виде призмы с базовыми поверхностями, одна из |
надежности зажима. |
|
|
В23В 6/00 |
Устройство для совмещенной обработки нежеских валов |
АС |
Расширение технологических возможностей станка, повышение точности и надежности зажима. |
||
|
В23В 5/41 |
Устройство для обработки сферических поверхностей. |
АС |
Формула изобретения. Устройство для обработки сферических поверхностей, содержащее резцедержатель с приводом его вращения, отличающееся тем, что, с целью расширения технологических возможностей, резцедержатель выполнен грибовидной формы с кольцеобразным лазом и установлен на связанной с приводным валом направляющей, в которой выполнены прорезь для резцов и отверстия для их шарнирного крепления |
Расширение технологических возможностей станка. |
|
|
В23В 25/06. |
АС 1357147. |
АС |
Концы пальцев входят в отверстие кольца по посадке движения, что обеспечивает радиальное смещение корпуса 2 относительно корпуса 1 при фиксированном угловом положении. Поворотом втулок 3 и 4 можно установить патрон с закрепленной деталью соосно со шпинделем станка. |
||
|
396183 |
АС |
шарнирной распоркой |
|||
|
В23В 3/25 |
сложной формы |
АС |
Формула изобретения такова. Устройство для обработки деталей сложной формы на станке типа токарного с суппортом, подвижным в поперечном и продольном направлениях от подвижно связанных через тягу двух копиров, один ИЗ которых выполнен в виде качающейся линейки, а другой — вращающийся, с целью расширения технологических возможностей, в нем копирный ролик, взаимодействующий с вращающимся копиром, выполнен в форме усеченного конуса и установлен на тяге с возможностью перестановки вдоль оси вращающегося копира. |
Расширение технологических возможностей и повышение надежности |
|
В результате проведенного патентно-информационного поиска принимаем решение о применении для данного станка патрона для зажима коленчатых валов, устройство для совмещенной обработки нежестких валов, устройство для прорезки канавок на шейках коленчатых валов, приспособление для обработки эксцентричных поверхностей на токарных автоматах и устройство для обработки внутренних фасонных поверхностей на токарных автоматах, так как это соответствует поставленному техническому заданию и расширяет технологические возможности станка.
Таким образом, предлагается применять следующие технические решения:
- устройство для совмещенной обработки нежестких валов;
- устройство для зажима тонкостенных деталей;
- патрона для зажима коленчатых валов;
- устройство для обработки длинных нежестких валов;
- устройство для прорезки канавок на шейках коленчатых валов;
- приспособление для обработки эксцентричных поверхностей;
- устройство для обработки внутренних фасонных поверхностей;
- многокулачковый самоцентрирующий патрон и другие, которые соответствуют заданию и расширяют технологические возможности станка.
Станок относится к станкам токарной группы и предназначен для обработки наружных и внутренних поверхностей заготовок типа тел вращения со ступенчатым или криволинейным профилем в один или несколько рабочих ходов в замкнутом полуавтоматическом цикле. Станок выпускают на базе станка 16К20, но отличается тем, что его оснащают различными устройствами числового программного управления в зависимости от модификации. Класс точности станка П. Станок имеет традиционную для токарных станков компоновку.
Существуют родственные станки и модификации моделей 16КР20Ф3, 16К20Ф3, 16К20Ф3С1, 16К20Ф3С2, 16К20Ф3С5, 16К20Ф3С4, 16К20Т1 с оперативной системой управления, который отличается тем, что у него нет АКС, а имеется шпиндельная бабка с ручной установкой скоростей и возможностью автоматического изменения их величины в два раза по программе. Указанные станки 16К20Ф1…5 отличаются от моего некоторыми техническими характеристиками.
Анализ показал, что для повышения производительности и эффективности обработки целесообразно для выполнения моей темы «Модернизация токарного станка с ЧПУ модели 16К20Ф3С32 с целью обеспечения возможности обработки поверхностей сложных форм» иметь следующее задание.
Разработать приспособления, позволяющие обрабатывать на станке 16К20Ф3С32 детали сложной формы, включая штоки, сложные валы, в том числе коленвалы автомобилей, крыльчатки и др. Конструкции узлов модернизации и приспособлений не должны быть дорогостоящими и подходить по габаритам к данному станку.
Приспособления должно давать возможность обрабатывать несколько видов деталей сложной формы. В том числе деталей типа шток, коленвал, фасонную деталь колесо компрессора и др. Приспособления должны обеспечивать повышение точности и надежности обработки.
Предлагаемые технические решения должны позволять сократить потери рабочего времени, связанные с переналадкой, а, следовательно, повысить производительность обработки или контроля деталей сложной формы. Целью проекта является модернизация токарного патронно-центрового станка с ЧПУ мод. 16К20Ф3 с целью обеспечения возможности обработки поверхностей сложных форм.
Станок имеет традиционную для токарных станков компоновку. Основание представляет собой монолитную отливку. Станина коробчатой формы с поперечными ребрами. Направляющие станины термообработанные, шлифованные.
Автоматическая коробка скоростей и передачи в шпиндельной бабке обеспечивают главное движение — вращение шпинделя, а движения подачи инструмент получает от приводов продольных и поперечных подач.
Рисунок 3.1 — Общий вид станка 16К20Ф3С32
На рисунке 3.2 представлена схема подшипников станка.
Рисунок 3.2 — Схема расположения подшипников станка 16К20Ф3С32
В зависимости от универсальности кинематическая структура токарного станка может иметь различные группы или некоторые из них. Наиболее сложная кинематическая структура у токарно-винторезного станка.
Представленная на рисунке 3.2 кинематическая структура обеспечивает выполнение всех исполнительных движений, необходимых для формообразования: перемещение инструмента (установочное) для получения заданного размера осуществляется механизмами подачи [Уст(П 2 П3 )]; врезание, например при обработке канавки, — механизмом поперечной подачи [Вр(П3 )]; деление выполняется поворотом шпинделя с заготовкой [Д(В1 )].
Общий вид кинематической схемы станка дан на Рисунок 3.3. На листе №2 Гч представлена КС со спецификацией в приложении Б.
Рисунок 3.3 — Кинематическая схема станка 16К20Ф3С32
Изучим её. Главное движение шпиндель V1 получает от электродвигателя M1. (кВт, мин -1 ) через клиноременную передачу с диаметрами шкивов мм и мм, АКС, клиноременную передачу со шкивами мм и мм и передачи шпиндельной бабки. АКС обеспечивает девять переключаемых в цикле частот вращения шпинделя за счет включения электромагнитных муфт.
Вал II имеет три значения частоты вращения благодаря переключателю муфт (соответственно работают передачи или или ) /16/.
Вал III вращается уже с девятью различными частотами вращения: при включении муфты работает зубчатая пара , муфты — пара , муфты — пара . Одновременным включением муфт и осуществляется торможение шпинделя. В шпиндельной бабке переключением блока Б1 вручную можно получить три диапазона частот вращения шпинделя (12,5…200; 50…800 и 125…2000 мин -1 ).
В положении блока Б1, движение с вала V на шпиндель передается через зубчатые пары , , . При перемещении блока Б1 влево шпиндель V1 получит вращение от вала V через передачи или .
Уравнение кинематического баланса для минимальной частоты вращения шпинделя
мин -1 .
Смазывание шпиндельной бабки автоматическое централизованное. Шпиндель смонтирован на двух конических роликоподшипниках 5-го или 4-го класса точности в зависимости от класса точности станка.
Датчик резьбонарезания ДР, связанный со шпинделем беззазорной зубчатой парой , осуществляет связь между шпинделем и ходовым винтом, исходя из условия, что за один оборот шпинделя резец должен переместиться на величину шага нарезаемой резьбы.
Приводы подач имеют два исполнения: с гидравлическим шаговым приводом и с электродвигателем постоянного тока.
В станке применены электрогидравлические шаговые двигатели ШД5-Д1 с гидроусилителем Э32Г18-23 для продольной подачи и гидрроусилителем Э32Г18-22 для поперечной подачи. Винт качения продольной подачи с шагом t=10 мм получает вращение от двигателя через беззазорный редуктор , а винт поперечного перемещения с шагом t=5 мм от гидроусилителя через беззазорную передачу .
Минимальная поперечная подача
мм,
где — минимальная доля оборота выходного вала гидроусилителя при шаге на выходном валу шагового двигателя 1,5 0 .
При применении двигателей постоянного тока на ходовые винты устанавливают датчики обратной связи.
Суппорт и каретка имеют традиционное устройство, но их размеры увеличены по высоте в связи с увеличением размера винта поперечной подачи и для повышения жесткости.
Задняя бабка имеет жесткую конструкцию. Перемещение пиноли осуществляется с помощью электромеханической головки через винт с шагом =5 мм. Постоянство усилия зажимам заготовки обеспечивается тарельчатыми пружинами(18).
Гидрооборудование станка состоит из узлов /16/
1) гидростанции 7,5/1500 Г48-44, которая включает в себя резервуар для масла емкостью 200 л, регулируемый насос 2Г15-14 с приводным электродвигателем А02-51-4МЗ01, Элементы фильтрации и охлаждения рабочей жидкости, контрольно-регулирующую аппаратуру;
2) гидроусилитель моментов продольного хода каретки Э32Г18-23;
3) гидроусилитель моментов поперечного хода суппорта Э32Г18-22;
4) магистральные трубопроводы, соединяющие между собой гидравлические узлы а аппаратуру согласно принципиальной гидравлической схеме станка.
При отработке шаговым двигателем какого-то числа электрических импульсов происходит поворот входного вала и смещение следящего золотника гидроусилителя на соответствующую этому величину.
Масло под давлением через щели следящего золотника и распределительный диск воздействует на поршни ротора гидроусилителя, который поворачивает выходной вал пропорционально величине открытия щелей.
При этом величина угла поворота выходного вала гидроусилителя определяется числом поданных импульсов, а скорость — частотой их следования.
Рисунок 3.4 — Схема пневмооборудования
По окончании работы необходимо салфеткой удалить влагу с направляющих и покрыть их тонким слоем масла.
Ежемесячно перед началом работы необходимо спустить влагу из фильтра 3 посредством поворота воротка, установленного в его нижней части.
Регулярно один раз в 2-3 месяца по мере поднятия конденсата до уровня заслонки фильтр 3 снимать для очистки и промывки. В маслораспределитель 2 по мере опрожнения корпуса надо заливать, масло «Индустриальное 20А»
Смазку производить смазочными материалами в соответствии со сроками, указанными в «Карте смазки и расхода масла и смазочных материалов», или их заменяющими материалами; (Перечень рекомендуемых смазочных материалов).
Первую замену масла во всех масляных емкостях произвести через месяц после пуска станка в эксплуатацию; вторую — через 3 месяца, а далее — строго руководствуясь указаниями карты смазки и раздела. Слив масла производить через сливные отверстия 7.
Описание системы смазки шпиндельной бабки.
Для контроля работы насоса может быть применено дополнительное реле 13, установленное после сетчатого фильтра 5.
Кроме того, для визуального контроля работы станции смазки установлен маслоуказатель 8, вращающийся диск которого свидетельствует о работе системы смазки. В процессе работы необходимо следить за состоянием фильтра 5 и по мере засорения производить промыву его элементов в керосине не реже одного раза в месяц (для снятия фильтра предварительно отсоединяется сливная труба).
Из шпиндельной бабки масло через сетчатый фильтр и магнитный патрон 9 сливается в резервуар.
Ежедневно перед началом работы следует проверять уровень масла по риске маслоуказателя 2 на резервуаре и при необходимости доливать его.
Описание системы смазки направляющих каретки и станшны.
В станке применена автоматическая смазка направляющих каретки и направляющих станины от станции смазки, установленной на основании.
На давление 1-2 атм должен быть отрегулирован подпорный клапан 6. Величина давления в системе смазки контролируется манометром 3.
Для исключения попадания загрязненного масла в станцию смазки предусмотрен обратный клапан 4.
При необходимости можно дополнительно осуществить подачу масла нажатием кнопки «Толчок смазки». При этом подача масла осуществляется в течение всего времени нажатия кнопки, поэтому необходимо избегать избыточной подачи масла.
Описание смазки винтовых пар подшипников, винтов перемещения и универсальной автоматической головки.
Консистентной смазкой смазываются подшипники опор винта продольного перемещения, подшипники правой опоры винта поперечного перемещения, винтовые пары продольного и поперечного перемещений, а также подшипники универсальной автоматической головки.
Для смазки винта продольного перемещения нужно снять имеющиеся на опорах крышки.
На винтовых парах продольного и поперечного перемещений, правой опоре винта поперечного перемещения, а также в корпусе универсальной автоматической головки для этой цели имеются пресс-масленки. Места консистентной смазки обозначены позицией 11.
Такой вариант привода универсален, хотя и имеет свои недостатки, но он наиболее подходит для данного типа оборудования.
По проведенным расчетам режимов резания, и по полученным предварительным значениям частот вращения шпинделя из опыта, и учитывая, что расчет проведен по размерам детали-представителя, определяем предельные значения частот вращения, получим следующие результаты.
об/мин
Получая при этом диапазон регулирования чисел оборотов
160
Все значения составленного ряда приняты из ряда и предпочтительных значений.
Поскольку нами выбран привод с диапазонным регулированием, то наиболее точно его можно воплотить приводом со сложной структурой, позволяющим добиться требуемого диапазона скоростей наиболее оптимальным путем.
Эта формула также удовлетворяет некоторым другим требования, предъявляемым при разработке привода главного движения в наиболее оптимальной форме /11,14/.
Применение приводов с другими структурными формулами основной структуры не исключается, если к приводу предъявляются требования, характеризующие компоновку оборудования и в немалой степени конструктивную реализацию.
Вариантность структуры зависит от конструктивного порядка расположения групп и кинематического порядка включения передач (основная группа, первая переборная, вторая и т. д.).
В сложных структурах количество вариантов будет гораздо больше. Количество вариантов будет гораздо больше.
Количество вариантов для основной структуры /13/:
; следовательно
Но поскольку конструктивное расположение структур в нашем случае оговорено, то общее количество конструктивных вариантов будет
Все варианты привода допустимы к осуществлению, но в каждом случае необходимо учитывать возможность конструктивной реализации.
Поскольку для разработанной сложной структурной формулы привода имеется немало вариантов, то для их сокращения ограничимся условиями компоновки привода: основная структура (АКС) допускает возможность варьирования характеристик групп, а дополнительную структуру используем для достижения требуемого числа ступеней скорости, т. е. характеристикой группы зададимся заранее. Исходя из вышесказанного, записываем структурные формулы согласно рекомендациям литературы /11, 13, 14/
По принятому ранее условию возможность варьирования характеристик групп оставили за основу, поэтому построение структурных сеток, определенных структурных формул и выбор оптимального варианта ведем только по основной структуре.
Выбор оптимального варианта производим из критериев оптимальности /11/ но более полно этим критериям отвечает структурная сетка по структурной формуле:
По выбранному оптимальному варианту основной структуры строим общую структурную сетку, учитывая влияние ременных передач от электродвигателя к АКС, и от АКС к шпиндельной бабке на взаимосвязь групп передач.
По разработанной структурной сетке привода строим график частот вращения, учитывая факторы оптимальности /11/ и возможность технологического и конструктивного воплощения при принятой компоновке оборудования с наибольшей эффективностью.
График чисел оборотов строят для определения конкретных значений величин передаточных отношений всех передач привода и чисел оборотов всех его валов; он позволяет выбрать их оптимальное значение.
Автоматическая коробка скоростей.
Определяем числа зубьев сопряженных колес:
Выражаем передаточные отношения в виде простых дробей:
Определение числа зубьев зубчатых колес предварительны и уточняются после расчета модуля зацепления и конструктивного выбора габарита электромагнитной муфты, а также расчетов других элементов и узлов.
