Проект фрезерно-сверлильно-расточного обрабатывающего центра с ЧПУ

коробка скоростей А2.cdw

Спецификация.spw

Кольцо 20 ГОСТ 13942-86
Манжета 1-35 ГОСТ 8752-79
Шпонки ГОСТ 23360-78

станок сверлильно фрезерный с чпу А2.cdw

Станок сверлильно-фрезерный
Размеры рабочей поверхности стола
Частота вращения шпинделя
Мощность электродвигателя главного движения
Вместимость инструментального магазина 18.
Техническая характеристика

частоты вращения А2.cdw

График чисел оборотов
Станок сверлильно-фрезерный с ЧПУ
Схема кинематическая принципиальная
График чисел осевых подач
График чисел продольных подач

свертка коробки скоростей А2.cdw

Допуск осевого биения вала 0
Общий уровень шума при обработке на максимальных оборотах
Трущиеся поверхности смазать солидолом марки УС-2 ГОСТ
Боковое смещение сцепленных шестерен в рабочем положении
Допуск биения шпинделя в осевом направлении 0
Допуск торцевого биения шпинделя 0
В шпиндельном подшипнике допускается натяг 0
После обката в течение 30мин на максимальных оборотах
нагрев подшипников шпинделя не должен превышать 55С
Общий уровень шума при обкате на максимальных оборотах
Шпиндель должен легко поворачиваться от руки при
нейтральном положении ведущей шестерни.
Боковое сцепление сцепляемых шестерен в рабочем положении

moya_PZ (1).doc

Проект фрезерно-сверлильно-расточного обрабатывающего центра с ЧПУ
Курсовой проект МС 151001.2012.10.00.000.ПЗ ЮЗГУ содержит 2 листа графической части формата А1 3 листа графической части формата А2 46 страниц пояснительной записки 12 рисунков 5 таблиц 14 литературных источников 1 приложение.
В курсовом проекте выполнены кинематические расчеты схемы коробки скоростей; силовые расчеты схемы коробки скоростей включающие в себя приближенные расчеты валов на прочность расчеты зубчатых передач на прочность уточненные расчеты валов на прочность; кинематический расчет коробки подач станка.
В графической части курсового проекта разработаны: конструкция станка кинематическая схема станка сборочный чертеж коробки скоростей.
Сравнительный анализ существующих конструкций станков .. ..7
Общетехническая часть 14
1 Кинематический расчет привода главного движения .16
2 Приближенный расчет валов .. 21
3 Расчет зубчатых передач на прочность .24
4 Уточненный расчет вала на прочность ..26
5 Расчет подшипников 28
6 Расчет шлицевых соединений .29
7 Расчет шпоночных соединений .30
8 Кинематический расчет продольных подач ..31
9 Кинематический расчет осевых подач ..33
9 Расчет клиноременной передачи 35
Описание конструкции и принципа работы проектируемого оборудования 36
1 Описание системы смазки станка 39
2 Описание механизма переключения скоростей 40
3 Описание механизма загрузки и закрепления инструмента 40
4 Принцип работы станка ..41
Библиографический список .43
Приложение (Спецификации)
Технический уровень всех отраслей народного хозяйства в значительной мере определяется уровнем развития машиностроения. На основе развития машиностроения осуществляется комплексная механизация и автоматизация производственных процессов в промышленности строительстве сельском хозяйстве на транспорте.
В наше время перед машиностроителями поставлена задача значительного повышения эксплуатационных и качественных показателей продукции при непрерывном росте объема ее выпуска. Одним из направлений решения этой задачи является совершенствование конструкторской подготовки студентов высших технических учебных заведений.
Выполнение курсового проекта по «Металлорежущим станкам» продолжает общетехнический цикл подготовки студентов. Это самостоятельная творческая инженерная работа при выполнении которой активно используются знания из ряда пройденных предметов: механики сопротивления материалов технологии металлов деталей машин и др.
Всё большее развитие получают станки с программным управлением в том числе многоцелевые обеспечивающие высокую мобильность производства точность и производительность обработки. Автоматика всё шире применяется не только для повышения производительности процесса обработки но и для получения его высоких качественных показателей. К конструкциям станков предъявляют высокие требования по качеству производительности надёжности и безопасности в эксплуатации.
Объектом курсового проекта является проектирование нового координатно-расточного станка с ЧПУ. Координатно-расточные станки предназначены для обработки отверстий с высокой точностью взаимного расположения относительно базовых поверхностей в корпусных деталях кондукторных плитах штампах в единичном и мелкосерийном производстве. На этих станках выполняют практически все операции характерные для расточных станков. Кроме того на координатно-расточных станках можно производить разметочные операции. Для точного измерения координатных перемещений станки снабжены различными механическими оптико-механическими индуктивными и электронными устройствами отсчета позволяющими измерять перемещения подвижных узлов с высокой точностью — 0003 0005 мм. Станки снабжены универсальными поворотными столами дающими возможность обрабатывать отверстия в полярной системе координат и наклонные отверстия.
СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ СУЩЕСТВУЮЩИХ КОНСТРУКЦИЙ СТАНКОВ.
Для сравнения конструкций станков проанализируем технические характеристики детали типа «стойка» (МС 151001.65.2012.00.100). По своим конструктивным признакам относится к классу сложнопрофильных деталей. Стойка представляет собой корпусное тело с двумя отверстиями 6 мм 2 пазами шириной 15х25х5 и одним пазом 30х5 мм для размещения элементов других деталей в сборке. Форма детали образована сочетанием простых поверхностей (плоских цилиндрических) и сложных поверхностей (контур детали выемки сопряжения). Для усиления конструкции предусмотрено ребро жесткости толщиной 4 мм.
Технологический процесс обработки детали :
Отрезать заготовку от полосы – Абразивно-отрезной автомат;
Фрезеровать две широкие поверхности в Д + 0.3 под шлифование и две поверхности Б окончательно - Вертикально фрезерный ;
Зачистить заусенцы после фрезерования – Машина для снятия заусенцев;
Шлифовать две широкие поверхности – Плоскошлифовальный станок;
Фрезеровать пазы– Вертикальной фрезерный станок;
Сверлить два отверстия – Вертикально сверлильный станок;
Зачистить заусенцы - Машина для снятия заусенцев;
Промыть деталь – моечная машина
Станок вертикальный сверлильно-фрезерно-расточный (400V).
Станок вертикальный сверлильно-фрезерно-расточный с автоматической сменой инструмента (АСИ) и числовым программным управлением (ЧПУ) модели 400V предназначен для комплексной обработки деталей из различных конструкционных материалов в условиях единичного мелкосерийного и серийного производства. Выполняет операции сверления зенкерования развертывания получистового и чистового растачивания отверстий нарезания резьбы метчиками и фрезами фрезерования.
Область применения: машиностроительные предприятия различных отраслей промышленности.
Высокая точность позиционирования
Высокоскоростная обработка
Ускоренный ход до 60* ммин
Возможность оснащения поворотным столом для четырехкоординатной обработки
Возможность оснащения щупами для измерения детали и инструмента
Инструментальный магазин:20 инструментов 25 сек.
Перемещение по осям
Ось Х - продольное перемещение салазок
Ось Y - поперечное перемещение колонны
Ось Z - вертикальное перемещение шпиндельной бабки
Технические характеристики
Размер рабочей поверхности стола мм
Параметры рабочей поверхности стола
Т-образные пазы 3x18H7 шаг 160js 14мм
Наибольшее расстояние от торца шпинделя до стола мм
Наибольшая масса обрабатываемой детали кг
Конус шпинделя (DIN 69871)
Пределы частот вращения шпинделя обмин
Номинальный крутящий момент на шпинделе Нм
Наибольшие перемещения по осям мм
- продольное перемещение салазок (Х)
- поперечное перемещение колонны (Y)
- вертикальное перемещение шпиндельной бабки (Z)
Точность позиционирования по всем осям мм
Предельные рабочие подачи мммин
Ускоренные хода по всем осям
Инструментальный магазин
Емкость инструментального магазина шт.
Время смены инструмента сек .
Наибольший диаметр инструмента устанавливаемого в магазине мм (без пропуска гнезд)
Наибольшая длина инструмента устанавливаемого в шпинделе станка мм
Наибольшая масса оправки устанавливаемой в магазине кг
Характеристика электрооборудования
Мощность двигателя главного привода кВт
Номинальная частота вращения обмин
Максимальная частота вращения обмин
Суммарная мощность установленных на станке электродвигателей кВт
Система ЧПУ (стандартное исполнение)
SIEMENS SINUMERIK 802D
Прочие характеристики
Габаритные размеры мм
Общая площадь станка в плане кв.м. не более(с учетом открытых дверей шкафа)
Вертикальный обрабатывающий центр HARDINGE VMC600II.
Размеры стола: (длина х ширина) мм
Максимальная масса обрабатываемой заготовки кг
Максимальные перемещения
Продольное перемещение (по оси Х) мм
Поперечное перемещение (по оси Y) мм
Вертикальное перемещение (по оси Z) мм
Максимальные рабочие подачи ммин
Скорости быстрых перемещений по осям: (XYZ) ммин
Мощность привода шпинделя кВт
Тип конуса шпинделя (NST)
Частота вращения шпинделя обмин
Точность позиционирования: по осям (XYZ) мкм
Точность повторяемости операций мкм
Габариты станка: (длина × ширина × высота) мм
Электропитание (3 фазы)
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 резьбы метчиками и резцами.
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 1мин 2-3150
Регулирование скоростей шпинделя Бесступенчатое
Регулирование продольных поперечных и
вертикальных подач Бесступенчатое
Пределы продольных поперечных и вертикальных
подач мммин 01-10000
Емкость инструментального магазина30
Мощность двигателя привода главного движения кВт 10
Точность позиционирования (линейного) мм0016
Габариты станка мм 4610x4510x3235
Технические характеристики станков:
Проектируемый станок
Мощность привода главного движения кВт
Диапазон частот вращения шпинделя мин-1
Число ступеней подач шпинделя
Диапазон подач шпинделя ммоб
Класс точности станка
ОБЩЕТЕХНИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ.
На фрезерных станках обрабатывают с помощью фрез плоские и фасонные поверхности в особенности на рычагах планках корпусных и других деталях не являющихся телами вращения делают местные вырезы и срезы прорезают прямые и винтовые канавки а в отдельных случаях нарезают резьбы и зубья колёс. Вращение фрезы является главным движением относительное перемещение фрезы и заготовки (обычно прямолинейное) – движение подачи. Заготовку устанавливают на стол почти всегда прямоугольный. Размеры рабочей поверхности стола являются основными. В данном курсовом проекте необходимо обеспечить размер ширины стола (Вст=350 мм).
Фрезерные станки классифицируются по компоновке (количество и распределение шпинделей распределение движений) или по назначению: горизонтально-фрезерные консольные станки вертикально-фрезерные продольно-фрезерные копировально-фрезерные станки фрезерные станки непрерывного действия в том числе карусельно-фрезерные и др.
Наибольшими возможностями обладают вертикально-фрезерные станки.
Отклонение округлости отверстий полученных фрезерованием с использованием систем ЧПУ составляет около 30мкм.
При использовании дополнительных сменных узлов (фрезерных головок планшайб и др.) можно производить фрезерование взаимно перпендикулярных плоскостей растачивать канавки при радиальном перемещении ползушки планшайбы установленной в шпинделе обрабатывать наружные цилиндрические поверхности.
Современные станки имеют индивидуальный привод подач от высокомоментных двигателей для каждой оси. Величина рабочих подач достигает 12000 мммин а ускоренных – 15000 мммин. Применяют контурное управление с числом осей от 3до8. Точность линейного позиционирования узлов составляет около 15 30 мкм на длине 1 м. Зона нечувствительности – около 5 мкм а повторяемость около 10 мкм.
В ходе курсового проекта необходимо спроектировать сверлильно-фрезерный на базе вертикально-фрезерного с ЧПУ обеспечив при этом требования указанные в задании.
1 Кинематический расчет привода главного движения
Выбираем электродвигатель по заданным значениям
Nрасч=7 кВт nшп ma nшп miп=25 мин-1.
Тип электродвигателя 4ПФ132М:
Nэд=9кВт nmax эд=6000 мин-1nнoм эд=132 мин-1.
Примем стандартное значение φ=126.
Определяем число частот вращения шпинделя
Выбираем из нормали Н 11-1 «Стандартные ряды чисел в станкостроении» предпочтительные ряды чисел:
Стандартный ряд чисел
Вычисляем диапазон регулирования электродвигателя.
Определяем диапазон регулирования коробки.
Определяем число интервалов которое содержит диапазон регулирования электродвигателя:
Определяем m – число групп передач которое будет иметь коробка скоростей:
Диапазон регулирования такой группы можно определить по следующей формуле:
При проектировании коробок скоростей следует руководствоваться общепринятыми рекомендациями что диапазоны регулирования групп передач по цепи от электродвигателя к шпинделю должны увеличиваться. Поэтому в качестве первой конструктивной группы следует выбрать группу имеющую неполный диапазон регулирования а последующие полный.
Если принять диапазоны регулирования групп одинаковыми то их значения можно определить следующим образом:
Определяем число интервалов lg φ которое будет иметь на ГЧВ первая конструктивная группа.
Две полных группы будут иметь по 9 интервалов Кп=9.
Определим общее число интервалов на ГЧВ:
Следовательно логарифмическая сетка будет иметь 24 горизонталей.
Если проводить проектирование из условий что диапазоны регулирования групп передач одинаковы то число интервалов каждой группы можно определить из формулы:
В таком случае передачи каждой группы будут пересекать по 6 интервалов. Число горизонталей на логарифмической сетке будет таким же и равным 24.
Строим график частот вращения (рис. 3.1)
По ГЧВ определяем передаточное отношение первой (ременной) передачи:
Рекомендуемое значение iо = 05 1.
В нашем случае это условие выполняется. Поэтому принимаем диаметры шкивов по [4] равными:
Определим передаточное отношение второй (зубчатой) передачи:
Принимаем следующие числа зубьев:
Определяем по ГЧВ передаточные отношения передач.
Числа зубьев зубчатых колёс подбираем по таблице 3 [1].
Рисунок 3.2 - Кинематическая схема коробки скоростей
2 Приближенный расчет валов
На ГЧВ определяем расчётную цепь (цепь наибольшей редукции). Номер расчётной цепи на последней вертикали определяется по формуле
Принимаем j =6 то есть шестая снизу ступень. Ветвь ГЧВ приходящая в эту точку является расчётной для последней группы передач. Для остальных групп расчётными являются нижние ветви.
Рисунок 3.4 – Расчетная цепь на ГЧВ
Определяем общий КПД от электродвигателя до каждого вала
I = p . п = 096 . 099 = 095
II = p . п4 . з = 096 . 0992 . 098 = 092
Расчётные крутящие моменты на валах рассчитываются по формуле
Mki=9470Nэдnpii (3.10)
i – общий КПД до соответствующего вала.
Мk3=9740(91000)092=80.65 Нм;
Мk2=9740(93000)095=2776 Нм;
Для каждого вала определяем расчётные полярные моменты сопротивления Wki по допускаемым напряжениям кручения.
Условие прочности при кручении
По справочным данным подбираем параметры валов из условия:
Гладкий вал со шпонкой
Подбираем для вала III:
Последний вал для вертикально-фрезерных станков на прочность не рассчитывается его диаметр в передней опоре выбирается в зависимости от мощности.
Для нашего станка при мощности 7 кВТ от 70 до 105 мм принимаем 75мм.
n max × dп == (мм мин-1).
Конец шпиндельного вала выбираем по ГОСТ 12595-85 принимаем №3.
3 Расчет зубчатых передач на прочность.
Расчет производится для наиболее нагруженных передач выделенных на графике частот вращения. В каждой передаче рассчитываем шестерню. Полученные значения модулей принимаем для остальных передач рассматриваемой группы.
Используя данные предыдущих расчетов составляем таблицу исходных данных (табл. 3.3).
Рассчитываемая передача
Первая группа передач (2080).
Предварительный расчет модулей производим по формуле:
Ориентировочно принимаем =10:
Окружная скорость шестерни:
Условие прочности по напряжениям изгиба:
Коэффициент динамической нагрузки Kd=12.
Условие прочности по контактным напряжениям:
Материал: Сталь 45 цементация и закалка ([и]=26106 МПа [k]=145106 МПа).
Диаметры окружностей: D0 – делительная окружность De – окружность выступов Dr – окружность впадин определим по следующим формулам и занесем в таблицу 3.4:
Параметры зубчатых колес
Материал и твердость
4 Уточненный расчет вала на прочность.
Расчет проводим для вала III.
Определяем окружные и радиальные силы в зубчатых зацеплениях:
Определяем усилия действующие на вал опорные реакции и изгибающие моменты (рис. 3.5):
Рисунок 3.5 – Расчетная схема и эпюры моментов
Горизонтальная плоскость (Х):
Вертикальная плоскость (Y):
Суммарный изгибающий момент в каждом сечении:
Это сечение является опасным.
Условие прочности 5:
где W - момент сопротивления изгибу в опасном сечении;
[ sи ] –допускаемые напряжения изгиба.
Выбираем шлицевый вал 6x26x30 материал вала: Сталь 35 улучшенная.
5 Расчет подшипников.
Принимаем рекомендуемое значение расчётной долговечности по [4 табл.70 с.90];
Рассчитываем подшипники для наиболее нагруженной опоры В (III вал).
Частота вращения вала n=3000 мин-1. Диаметр посадочных поверхностей вала d=28 мм. Максимальная длительно действующая сила по условиям работы коэффициент безопасности ; температурный коэффициент .
Эквивалентная динамическая нагрузка
Предварительно принимаем подшипник шариковый однорядный 305 (С=22500 Н; С=11400 Н).
Требуемая динамическая грузоподъёмность
Сопоставим требуемую и базовую долговечность.
Предварительно принятый подшипник подходит.
6 Расчет шлицевых соединений.
Боковые поверхности зубьев шлицевого соединения работают на смятие а основание их – на изгиб и срез.
Для применяемых соотношений элемента шлицевых соединений решающее значение имеет расчёт на смятие:
где Т – крутящий момент передаваемый соединением; =09 – коэффициент учитывающий неравномерность распределения усилий по рабочим поверхностям зубьев; F – площадь всех боковых поверхностей зубьев с одной стороны на 1мм длины; здесь z – число зубьев; D - наружный диаметр зубьев вала; d – диаметр отверстия шлицевой втулки; f - радиус фаски; r- радиус закругления; r=; допускаемое напряжение смятия []=15МПа.
Выбранное соединение подходит.
7 Расчет шпоночных соединений.
Шпонки призматические со скруглёнными торцами. Размеры сечений шпонок пазов и длины шпонок по ГОСТ 23360-78.
Материал шпонок – сталь 45 нормализованная.
Напряжения смятия и условие прочности по формуле
Допускаемые напряжения смятия при стальной ступице - []=100 120МПа.
В случае установки 2-х противоположно расположенных шпонок вводят поправочный коэффициент 075.
d=20 мм; b×h=6×6 мм; t=3.5 мм; длина шпонки момент на валу Т=227610Нмм.
Условие выполняется.
8 Кинематический расчет продольных подач.
Исходные данные: ; ;
Рисунок 3.6 – Кинематическая схема продольных подач.
Рисунок 3.7 – График частот вертикальных подач.
Расчётные перемещения конечных звеньев
Уравнение кинематического баланса
Определяем значения частот вращения вала двигателя при получении диапазона подач от до :
Выбираем тип двигателя ПБВ132М для которого Рном=11кВт n=2000мин.
9 Кинематический расчет осевых подач.
Исходные данные: ; .
Кинематическая схема привода подач:
Рисунок 3.8 – Кинематическая схема привода подач
Рисунок 3.9 – График частот вертикальных подач
Назначаем передаточное отношение зубчатой цилиндрической прямозубой передачи .
Передаточное отношение червячной передачи
Выбираем тип двигателя ПБВ112 для которого Рном=11 кВт nном=500 мин n=2000 мин.
10 Расчет клиноременной передачи.
Для нашего случая Р=9 кВт выбираем сечение ремня Б по [4 с.120].
гдеР=9 кВт – мощность передаваемая передачей;
Р=3 кВт – мощность передаваемая одним ремнём;
k=1; k=1 – поправочный коэффициент.
Межосевое расстояние
где d=100 мм – диаметр большего шкива;
Расчётная длина ремня
Окончательно межосевое расстояние
ОПИСАНИЕ КОНСТРУКЦИИ И ПРИНЦИПА РАБОТЫ ПРОЕКТИРУЕМОГО ОБОРУДОВАНИЯ.
1 Описание системы смазки станка.
Система смазки применяемая на данном станке – циркуляционная импульсная централизованная дроссельного дозирования (рис. 4.1). Циркуляционная система обеспечивает повторное применение смазочного материала после его очистки. Импульсная система подает смазочный материал ко всем поверхностям трения одновременно. Централизованная система обеспечивает подачу смазочного материала ко всем точкам смазывания. Система дроссельного дозирования регулирует объем смазочного материала подаваемого к смазываемой точке.
Рисунок 4.1 – Схема смазочной системы станка.
– указатель уровня смазочного материала; 2 – приемный фильтр; 3 – насос; 4 – фильтр напорной магистрали; 5 – манометр; 6 – смазочный дроссельный блок с ротаметрическими указателями; 7 – реле расхода смазочного материала; 8 – точки смазывания; 9 – указатель потока; 10 – точки смазывания с форсунками; 11 – точки смазывания; 12 – смазочный дроссельный блок; 13 – сливной магнитосетчатый фильтр; 14 – предохранительный клапан; 15 – реле уровня; 16 – воздушный фильтр резервуара; 17 – резервуар.
В состав смазочной системы входят смазочная станция контрольно-регулирующая аппаратура и импульсные питатели подключенные к смазочной системе параллельно. После одновременного срабатывания всех питателей давление в напорной линии повышается. Через определенное время по команде прибора управления электродвигатель смазочной станции выключается напорная линия соединяется с баком давление в ней снижается питатели перезаряжаются. В следующем цикле доза масла от каждого питателя поступает к смазочным точкам 9.
В качестве смазочного материала в станке применяется масло индустриальное И-30А ГОСТ 20199-75 6 9.
При проектировании станка были применены такие методы снижения температурных деформаций вызываемых нагревом станка как выбор рациональной его компоновки уменьшение теплообразования в передачах и опорах интенсивный отвод теплоты из зоны образования искусственное выравнивание температурного поля взаимная компенсация температурных деформаций ответственных узлов.
Разрабатывая компоновку станка наиболее интенсивный источник теплоты (электродвигатель привода главного движения) расположили в верхней части станка вне его корпуса. Между шпиндельной бабкой и стойкой станка помещены планки изготовленные из материала с низкой теплопроводностью. Из этого же материала изготовлены каналы для отвода смазочно-охлаждающей жидкости.
Снижение теплообразования в приводах передачах и опорах достигнуто следующими способами: применением регулируемого электродвигателя с высоким коэффициентом полезного действия уменьшением кинематических цепей применением механизмов и опор качения оптимизацией предварительных натягов применением циркуляционной системы смазки дозированной подачей масла.
Теплоту из зоны резания отводят с помощью смазочно-охлаждающей жидкости подаваемой не только поливом но и в виде высоконапорной струи.
Наружные поверхности корпусных деталей снабжены ребрами. Обеспечено разбрызгивание масла на их внутренние поверхности. Теплота выделяющаяся в опорах качения прецизионных шпинделей отводится с помощью циркулирующего охлажденного масла 9.
2 Описание механизма переключения скоростей.
Система управления переключением скоростей автоматическая что позволяет переключать передачи с помощью УЧПУ. Принцип работы данного устройства заключается в следующем. Вилка переключения блоков зубчатых колес движется с помощью гидропривода предназначенного для данной цели. В проектируемой коробке скоростей содержится один блок зубчатых колес который переключаются вилкой управляемой гидроприводом. Перемещение блоков управляется УЧПУ.
Рис. 4.2. Схема гидравлического переключения блоков зубчатых колес.
3 Описание механизма загрузки и закрепления инструмента.
Обработка заготовок на проектируемом станке производится последовательно несколькими режущими инструментами поэтому на станке имеется специализированное устройство смены инструмента несущее до 10 инструментов.
В проектируемом станке инструмент закрепленный в оправках находится в инструментальном магазине из которого он с помощью поворотного манипулятора-захвата извлекается и вставляется в шпиндель. Этим же захватом извлекается из шпинделя используемый инструмент. Закрепление оправки с инструментом в шпинделе осуществляется шариковым зажимом который приводится в движение гидроприводом. Координация работы гидропривода зажима и смены и установки инструмента манипулятором осуществляется устройством ЧПУ.
Процесс использования режущих инструментов на станках с ЧПУ включает два основных этапа:
комплектацию и сборку режущих инструментов взятых на складе путем их установки в хвостовики и оправки; их последующую размерную настройку на специальных приборах в рамках разработанных унифицированных инструментальных систем (соответственно для фрезерных и многоцелевых станков ЧПУ); складирование собранных и настроенных иснтрументальных блоков подборку необходимого комплекта собранного и настроенного инструмента на складе его установку в инструментальный магазин на станке; последовательный выбор в процессе обработке заготовки нужного инструмента его автоматическую смену с установкой и закреплением на рабочем органе станка; раскрепление съем и возврат инструмента в магазин; возврат инструмента после обработки партии заготовок на склад а при необходимости его разборку для повторной заточки или замены.
4 Принцип работы станка.
Фрезерно-сверлильно-расточной обрабатывающий центр на базе вертикально-фрезерного станка с ЧПУ в отличие от аналогичных станков с ручным управлением оснащен крестовыми столами автоматически перемещающими обрабатываемую заготовку по координатным осям x y z в результате чего отпадает необходимость в кондукторах или в предварительной разметке деталей. Вертикальная подача осуществляется консолью.
Проектируемый станок оснащен переключаемой по управляющей программе десятипозиционной револьверной головкой (магазин) и механизмом автоматической смены инструмента.
Основные узлы проектируемого станка указаны на черт. МС 151001.65.2012.10.00.000 СЧ . На основании установлена колонна по прямоугольным направляющим которой перемещается консоль. В колонне смонтирована коробка скоростей. В консоли расположены приводы подач горизонтального и вертикального перемещения. Станок имеет подвесной пульт управления.
Основные узлы станка (см. черт. МС 151001.2012.10.00.000.СБ «Станок сверлильно-фрезерный с ЧПУ Сборочный чертеж»): 1 – станина 2 – салазки 3 – стол 4 – инструментальный магазин 5 – стойка 6 – пульт ЧПУ 10 – коробка скоростей.
В результате выполнения данного курсового проекта был спроектирован фрезерно-сверлильно-расточной обрабатывающий центр с числовым программным управлением. В том числе были выполнены кинематические расчеты двух схем коробки скоростей; силовые расчеты выбранной схемы коробки скоростей включающие в себя приближенные расчеты валов на прочность расчеты зубчатых передач на прочность уточненные расчеты валов на прочность расчеты подшипников зубчатых колес и опор валов расчет шпоночных соединений в результате которых была выбрана наиболее рациональная кинематическая схема коробки скоростей которая и была применена в данном станке; а также был выполнен кинематический расчет коробки подач станка разработаны системы смазки и охлаждения станка.
Спроектированный фрезерно-сверлильно-расточной обрабатывающий центр с числовым программным управлением имеет ряд достоинств по сравнению с серийно выпускающимися в настоящее время фрезерными станками (см. п. 1). Данный станок является конкурентоспособным в данное время и несомненно найдет свое применение в машиностроительном производстве а следовательно его проектирование экономически оправдано.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
Кучер А.М. Металлорежущие станки. Альбом общих видов кинематических схем и узлов. - Л.: Машиностроение1973.-256с.
Проектирование приводов металлорежущих станков: Методические указания по дисциплинам «Металлорежущие станки» и «Расчет и конструирование станков» Курск. гос. техн. ун-т; Сост.: С.Г. Емельянов Е.И. Яцун А.А. Фадеев. Курск 2004. 99 с.
Справочник по электрическим машинам. В 2 т.: Т. 1 Под ред. И.П. Копылова и Б.К. Клокова. - М.: Энергоатомиздат 1988. - 456 с.
Справочник по электрическим машинам. В 2 т.: Т. 2 Под ред. И.П. Копылова и Б.К. Клокова. - М.: Энергоатомиздат 1988. - 328 с.
Анурьев В.И. Справочник конструктора-машиностроителя: в 3 т.: Т. 1. - 8-е изд. перераб. и доп. Под ред. И.Н. Жестковой. - М.: Машиностроение 2001. - 920 с.
Анурьев В.И. Справочник конструктора-машиностроителя: в 3 т.: Т. 2. - 8-е изд. перераб. и доп. Под ред. И.Н. Жестковой. - М.: Машиностроение 2001. – 912 с.
Анурьев В.И. Справочник конструктора-машиностроителя: в 3 т.: Т. 3. - 8-е изд. перераб. и доп. Под ред. И.Н. Жестковой. - М.: Машиностроение 2001. - 864 с.
Кочергин А.И. Конструирование и расчет металлорежущих станков и станочных комплексов. Курсовое проектирование: Учеб. пособие для вузов. – М.: Высш. шк. 1991. – 382 с.: ил.
Металлорежущие станки: Учебник для машиностроительных вузов Под ред. В.Э. Пуша. – М.: Машиностроение 1985. – 256 с. ил.
Проников А.С. Металлорежущие станки и автоматы. Учебник для машиностроительных вузов М.: Машиностроение 1981. – 479. ил.
Металлорежущие станки: Метод. указания по курсовому проектированию Курс. гос. тех. ун-т.; Сост. А.Н. Михно Курск 1990. – 57 с.
Опоры шпинделей металлорежущих станков: Альбом компоновочных чертежей для курсового проектирования Курск. гос. тех. ун-т.; Сост. А.Н. Михно В.Д. Путинцев П.К. Шапочка Е.И. Яцун Курск 1994. – 47 с.
Методические указания по оформлению пояснительных записок для курсового и дипломного проектирования Курск. гос. техн. ун-т; Сост.: Е.И. Яцун В.В. Пономарев. Курск 2004. 12 с.