ВВЕДЕНИЕ
Значительный объём выпускаемой продукции находится в сфере машиностроения, поэтому в станкостроении сосредоточены основы технического прогресса всего народного хозяйства. Наличие современных высокопроизводительных орудий производства – основное условие для выпуска технически совершенных машин. Чтобы обеспечить безопасность страны, она должна обладать хорошо развитой станко-инструментальной промышленностью. Особое внимание уделяется автоматизации механической обработки за счёт увеличения выпуска агрегатных станков, автоматических линий и станков с ЧПУ. В настоящее время широко развиваются многоцелевые станки (обрабатывающие центы). Они позволяют обеспечить высокую концентрацию операций. Задача, которая стоит перед станкостроением – это повышение точности, качественных параметров и надёжности на базе применения автоматизированных процессов, унифицированных станочных модулей, роботизированных технологических комплексов и вычислительной техники.
Парк технологического оборудования определяет производственный и экономический потенциал машиностроительного комплекса. Металлорежущий станок является основой для создания современных технологических систем и производств.
Целью данного курсового проекта является определение кинематической структуры и методов формообразования поверхностей продольно-фрезерного станка модели 6652.
Станок предназначен обработки крупногабаритных деталей или для одновременной обработки нескольких деталей средних размеров и веса. На станке выполняются: черновое и чистовое фрезерование, сверление и растачивание отверстий, черновое и чистовое строгание и шлифование. Жёсткая конструкция станины и узлов станка позволяют наиболее эффективно обрабатывать детали из чугуна и различных марок стали с применением быстрорежущего и твёрдосплавного инструмента в условиях единичного и серийного производства. На станке применим механизм механического зажима инструмента в шпинделе. Поворотное исполнение вертикальных бабок позволяет производить высокопроизводительную обработку фрезерованием и строганием наклонных плоскостей. Наличие подачи ползуна вдоль оси шпинделя обеспечивает возможность расточных и сверлильных работ. На ползуне каждой бабки может быть установлен быстросъёмный накладной строгальный суппорт или одна из накладных головок. Все накладные головки оснащены транспортными тележками, обеспечивающими удобную установку. Независимые приводы подач стола и бабок дают возможность производить обработку сложных контуров по разметке или торцовое фрезерование со сложной криволинейной траекторией движения фрезы относительно заготовки. Технологические возможности станка обеспечивают многооперационную обработку без дополнительных затрат времени на переустановку, выверку и закрепление детали.
1 ОСНОВНЫЕ УЗЛЫ И ДВИЖЕНИЯ СТАНКА
Общий вид продольно-фрезерного станка модели 6652 представлен на рис.1.
Рис. 1 – Общий вид станка
1 – привод подач и быстрых перемещений стола и шпиндельных бабок
2 – левая горизонтальная шпиндельная бабка
3 – левая стойка
4 – механизм перемещения вертикальных шпиндельных бабок
5 – траверса
6 – левая вертикальная шпиндельная бабка
7 – привод перемещения траверсы
8 – правая вертикальная шпиндельная бабка
9 – портал
10 – правая стойка
11 – правая горизонтальная шпиндельная бабка
12 – станина
13 – механизм перемещения горизонтальных бабок
14 – стол
Рассматриваемый станок – четырёхшпиндельный двухстоечный продольно-фрезерный. Его станина имеет стол и портал, состоящий из двух стоек и балки. По направляющим стоек перемещается траверса и две горизонтальные поворотные шпиндельные бабки. Две другие шпиндельные бабки перемещаются по направляющим траверсы. Обработку деталей можно производить при движущемся столе и неподвижных шпиндельных бабках, при неподвижном столе и подаче шпиндельных бабок или при одновременно движущихся столе и шпиндельных бабках.
На станке реализуются следующие формообразующие движения. Движения резания – вращение каждого из четырёх шпинделей с фрезами. Движение подач: продольное поступательное перемещение стола совместно с обрабатываемыми заготовками; 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; ручные повороты шпиндельных бабок; ручные поступательные перемещения гильз со шпинделями; вертикальное поступательное перемещение траверсы; движение механизма зажима траверсы.
2 СТРУКТУРНАЯ СХЕМА ПРИВОДОВ СТАНКА
Источником движения в современны станках служит электродвигатель. К исполнительным органам движение передаётся по кинематическим цепям, состоящих из отдельных звеньев – кинематических пар. Кинематические цепи служат также для изменения скорости и направления движения исполнительных органов; для согласования движения узлов станка и преобразования одного вида в другой, например, вращательного в поступательное, или наоборот; для суммирования движения.
Кинематические цепи, обеспечивающие исполнительные движения рабочих органов, называют структурными.
Привод главного движения описан в пункте 4 (Уравнение кинематического баланса привода главного движения). Его структурная схема выглядит следующим образом:
Рис. 2 – Структурная схема привода главного движения
Привод подачи (см. кинематическую схему станка, лист 2 графической части) шпиндельных бабок и стола осуществляется электродвигателем постоянного тока мощностью 10 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 шестерён Б1, вал XI, шариковую предохранительную муфту Mn1 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 с другим центральным колесом 40.
При подаче центральное колесо 40 остаётся 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 XIII через шестерни 38-69-21, вал XV, коническую передачу 24-29, вал XVI кулачковую муфту M4, шестерни 24-30-24, вал XVIIи червячно-реечную передачу с рейкой m=4 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 колёс 36 снабжено шариковым предохранительным устройством.
Структурная схема приводов подач:
Рис. 3 – Структурная схема приводов подач шпиндельных бабок и стола
Вспомогательные движения. 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 осуществляет от электродвигателя мощностью 14 кВт через трёхступенчатый редуктор с шестернями 21-77, 36-28 и 17-80, вал XXIX, конические передачи 23-40 и ходовые винты XXX и XXXI.
Структурная схема привода перемещения траверсы представлена на рисунке:
Рис. 4 – Привод перемещения траверсы
3 РЕАЛИЗАЦИЯ ОСНОВНЫХ МЕТОДОВ ФОРМООБРАЗОВАНИЯ ПОВЕРХНОСТЕЙ
Тела деталей машин ограничены геометрическими поверхностями, образованными при обработке. Это в основном плоскости, круговые и некруговые цилиндры и конусы, линейчатые и сферические поверхности. Все они имеют определенные протяженность и относительное положение. Реальные поверхности детали, полученные в результате обработки на станках, отличаются от идеальных геометрических поверхностей. Воздействие режущей кромки инструмента, трение между его задней гранью и обрабатываемой поверхностью, пластические деформации при отрыве отдельных слоев материала заготовки, упругие деформации поверхностных слоев, вибрации и другие явления, возникающие в процессе резания, приводят к образованию на обработанной поверхности микронеровностей и волнистости. Их допустимая величина устанавливается в зависимости от назначения детали и обеспечивается различными методами обработки.
Поверхности обрабатываемых деталей можно рассматривать как непрерывное множество последовательных положений (следов) движущейся производящей линии, называемой образующей, по другой производящей линии, называемой направляющей.
Большинство поверхностей деталей машин может быть образовано при использовании в качестве производящих линий прямой, окружности, эвольвенты, винтовой и ряда других линий. В реальных условиях обработки производящие линии воспроизводятся комбинацией согласованных между собой вращательных и прямолинейных перемещений инструмента и заготовки. Движения, необходимые для этого, называют рабочими формообразующими движениями. Они могут быть простыми, состоящими из одного движения, и сложными, состоящими из нескольких простых движений.
На рассматриваемом станке реализуются 3 метода формообразования поверхности: копирования, касания и следа.
Метод копирования основан на том, что режущая кромка инструмента по форме совпадает с производящей линией. Данный метод реализуется при работе фрез. Контур режущей кромки фрезы совпадает с профилем впадин и воспроизводит образующую линию. Направляющая линия получается при прямолинейном движении заготовки вдоль своей оси. Здесь необходимы два формообразующих движения: вращение фрезы и прямолинейное перемещение заготовки.
Метод следа состоит в том, что образующая линия получается как след движения точки — вершины режущего инструмента. Направляющая линия получается при вращении сверла, зенкера или развёртки и относительного его движения вглубь заготовки.
Метод касания основан на том, что образующая линия является касательной к ряду геометрических вспомогательных линий, образованных реальной точкой движущейся режущей кромки инструмента. Метод реализуется при работе с фрезами, строгальными резцами, абразивным инструментом.
4 УРАВНЕНИЕ КИНЕМАТИЧЕСКОГО БАЛАНСА ПРИВОДА ГЛАВНОГО ДВИЖЕНИЯ
Приводы всех четырёх шпиндельных бабок одинаковы, поэтому достаточно рассмотреть кинематику одной из шпиндельных бабок. Как видно из кинематической схемы станка (лист 2 графической части), привод движения резания состоит из первой и последней понижающих передач и 12-ступенчатой коробки скоростей с подвижными блоками шестерён.
Вращение от электродвигателя мощностью 20 кВт через колёса 40-78 передаётся валу I коробки скоростей. Двойной подвижный блок шестерён 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 передаётся выходному валу IV коробки скоростей тройным подвижным блоком шестерён Б3. Шпиндель V 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.
От вала I посредством колёс 24-54 получает вращение эксцентрик Э, который приводит в действие масляный насос Hn. Последний обеспечивает смазкой привод движения резания.
Максимальное число оборотов шпинделя nmax определяется из выражения:
Минимальное число оборотов шпинделя nmin определяется из выражения:
5 СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ СТАНКА
Станок имеет высокую мощность привода резания и достаточную быстроходность. Для бесступенчатого изменения скорости подач применяют электропривод по системе генератор – двигатель с диапазоном изменения скорости при электрическом регулировании, равным 18.
Управление станком производится с центрального пульта по электрогидравлической системе. Все самостоятельные кинематические цепи привода подач и установочных перемещений снабжены отдельными предохранительными шариковыми муфтами.
Управление производится и вручную.
Рис. 5 – Органы управления (правая горизонтальная шпиндельная бабка)
Станок модели 6652 имеет следующие органы управления:
1 – рукоятка переключения двойного подвижного блока шестерён 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 шестерён Б3;
8 – центральный пульт управления;
9 – рукоятка управления двойным подвижным блоком шестерён Б2;
Остальные элементы управления станком гидрофицированы. На каждой бабке имеются зажимы для её закрепления, зажим для закрепления гильзы и фиксатор нулевого положения шпинделя.
6 УСТРОЙСТВА ДЛЯ КРЕПЛЕНИЯ ИНСТРУМЕНТОВ
Такие инструменты, как свёрла и фрезы, на станках крепят следующим способом: базированием конической поверхности оправок по внутренней конической поверхности шпинделя с фиксацией в заданном положении при помощи штанг.
На ползуне каждой шпиндельной бабки может быть установлен быстросъёмный накладной строгальный суппорт или одна из накладных головок. Все накладные головки оснащены транспортными тележками, обеспечивающими удобную установку. Для крепления строгальных резцов применяются резцедержатели.
Для чистового растачивания отверстий в деталях применяют борштанги.
Для крепления дисковых фрез применяют оправки.
Крепление абразивного инструмента с коническим хвостовиком осуществляется в оправки.
7 ТРЕБОВАНИЯ ПО ОХРАНЕ ТРУДА
При фрезеровании можно травмироваться при неправильной установке детали и фрезы, неправильном управлении станком во время работы, вылетом стружки. Это всё ведёт к возникновению следующих опасностей: ранение рук и пальцев; перелом локтевой кости; заматывание волос оправкой фрезы и скальпирование; поражение глаз отлетающей стружкой при обработке хрупких металлов. Но, кроме указанных, возможны и другие опасности, характерные для работы на металлорежущих станках.
В связи с этим строго необходимо соблюдать следующие требования по охране труда.
До начала работы
1. Одеть и привести в порядок свою спецодежду:
а) застегнуть обшлага рукавов на пуговицы;
б) спрятать волосы под берет, косынку, завязанную без свисающих концов;
в) надеть защитные очки.
2. Осмотреть станок и проверить его работоспособность, исправность на холостом ходу; проверить, на месте ли все ограждения и исправны ли они; удостовериться в том, что нет утечек масла, присутствует заземление.
3. Проверить исправность рабочего и вспомогательного инструмента.
4. Проверить исправность защитного заземления.
Во время работы
1. Установить и надежно укрепить инструмент и обрабатываемую заготовку.
2. Не класть ничего постороннего на станок и не облокачиваться на него.
3. Не отвлекаться во время работы.
4. Пользоваться только исправными инструментами, оснасткой, приспособлениями.
5. Не хватать ремень, фрезу, работающие части станка.
6. Не убирать стружку руками, а пользоваться для этого щеткой и др. инвентарем.
7. Не тормозить станок руками нажимом на ремень или шкив.
8. Нельзя работать на станке со снятыми ограждениями.
9. Нельзя отлучаться от станка, не остановив его предварительно.
Требования безопасности в аварийных ситуациях
1. В случае поражения током пострадавшего надо любым способом немедленно освободить от действия тока, обесточить оборудование подручными средствами из диэлектрического материала.
2. При освобождении пострадавшего от воздействия тока не прикасаться к нему частями тела.
3. О случившемся немедленно сообщить администрации. Если пострадавший потерял сознание и отсутствует дыхание, то до прибытия скорой медицинской помощи необходимо делать ему искусственное дыхание.
4. При любых способах искусственного дыхания необходимо соблюдать следующие правила:
а) обеспечить приток свежего воздуха;
б) освободить пострадавшего от всякой одежды, стесняющей дыхание;
в) проверить, нет ли каких-либо инородных предметов, которые могут закрыть отверстие гортани и механически препятствовать дыханию, придерживать нос;
г) вытащить язык, следить за тем, чтобы он не препятствовал дыханию. Если необходимо – приколоть его булавкой к нижней губе.
5. В случае загорания электрооборудования необходимо:
а) если оборудование под действием тока, тушить огнетушителем ОУ-2, ОУ-5, ОУ-8 или сухим песком;
б) сообщить о возгорании по телефону 101.
После окончания работы
1. Остановить станок.
2. Удалить стружку со станка и вытереть тщательно его и инструмент.
3. Привести в порядок рабочее место. Смазать станок.
4. Привести себя в порядок.
ЛИТЕРАТУРА
1 Курмаз, А.М. Металлорежущие станки / А.М. Кучер, М.М. Киватицкий, А.А. Покровский. – М.: Машиностроение, 1972. – 308 с.:ил.
2 Металлорежущие станки: Учебник / П.И. Ящерицын, В.Д. Ефремов; под ред. А.И. Кочергина. – Мн.:БГАТУ,2001. – 446 с.:ил.
3 Детали машин. Проектирование: Справочное учебно-методическое пособие / Л.В. Курмаз, А.Т. Скойбеда. - 2-е изд., испр.:М.:Высш. Шк.,2005. – 309 с.:ил.
Приложение А
Спецификация для общего вида станка
Приложение Б
Спецификация для шпиндельного узла станка
Дата добавления: 2015-11-04; просмотров: 21 | Нарушение авторских прав
| <== предыдущая лекция | | | следующая лекция ==> |
| Практическое занятие №1 (2 часа) | | | очная / очно-заочная / заочная |