Проект сверлильно-фрезерного станка с ЧПУ - курсовой

Содержание

Введе-ние

1 Сравнительный анализ существующих конструкций стан-ков

2 Общетехническая часть

3 Расчетная часть

3.1 Кинематический расчет привода главного движе-ния

3.2 Приближенный расчет ва-лов

3.3 Расчет зубчатых передач на проч-ность

3.4 Уточненный расчет вала на проч-ность

3.5 Расчет подшипни-ков

3.6 Расчет шлицевых соединений

3.7 Расчет шпоночных соединений

3.8 Кинематический расчет продольных по-дач

3.9 Кинематический расчет осевых по-дач

3.9 Расчет клиноременной переда-чи

4 Описание конструкции и принципа работы проектируемого оборудова-ния

4.1 Описание системы смазки стан-ка

4.2 Описание механизма переключения скоро-стей

4.3 Описание механизма загрузки и закрепления инструмен-та

4.4 Принцип работы стан-ка

Заключе-ние

Библиографический спи-сок

Приложение (Спецификации)

Аннотация

Проект сверлильно-фрезерного станка с ЧПУ

Курсовой проект МС 151001.2012.10.00.000.ПЗ, ЮЗГУ, содержит 2 ли-ста графической части формата А1, 3 листа графической части формата А2, 48 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.

Введение

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 значительно-го 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 координатнорасточного 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, оптикомеханическими, индуктивными и электронными устройствами отсчета, позволяющими измерять перемещения подвижных узлов с высокой точностью — 0,003...0,005 мм. Станки снабжены универсальными поворотными столами, дающими возможность обрабатывать отверстия в полярной системе координат и наклонные отверстия.

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. За-готовку 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: горизонтальнофрезерные консольные станки, вертикальнофрезерные, продольно-фрезерные, копировальнофрезерные станки, фрезерные станки непрерывного действия, в том числе карусельнофрезерные 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 мм/мин, а ускоренных – 15000 мм/мин. 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.

4.3 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 18 инструментов.

В проектируемом станке инструмент, закрепленный в оправках, находится в инструментальном магазине, из которого он с помощью поворотного манипуляторазахвата 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.

4.4 Принцип работы станка.

Сверлильно-фрезерный станок на базе вертикально-фрезерного станка с ЧПУ, в отличие от аналогичных станков с ручным управлением, оснащены 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 про-грамме 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 прямо-угольным 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.

Заключение

В результате выполнения данного курсового проекта был спроектирован сверлильно-фрезерный станок 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 координатно-расточный станок с числовым программным управлением имеет ряд достоинств по сравнению с серийно выпускающимися в настоящее время координатно-расточными 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.

Выполнение данного курсового проекта неразрывно связано с применением ЭВМ. В частности, для выполнения графической части проекта применялся комплекс автоматизированных систем Компас 13, для оформления рас-четно-пояснительной записки – текстовый редактор Microsoft® Word®.