Проектирование токарных станков

Содержание

Введение

1. Общетехническая часть

2. Сравнительный анализ существующих конструкций

2.1. Основные принципы оценки конкурентоспособности продукции

2.2. Анализ конкурентоспособности продукции

2.3. Расчет интегрального показателя конкурентоспособности проектируемого станка

2.4. Технические данные станков

3. Описание конструкции станка и его работы

4. Кинематический расчет привода главного движения

5. Кинематический расчет привода подач

6. Приближенный расчет валов

7. Расчет зубчатых передач на прочность

9. Расчет подшипников

10. Расчет шпоночных соединений

11. Расчет ременной передачи

12. Описание механизма переключения скоростей

13. Описание механизма загрузки и закрепления заготовок

14. Описание механизма загрузки и закрепления инструмента

15. Система смазки

Заключение

Библиографический список

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.

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.

Все сведения, необходимые для выполнения курсовой работы, берутся из различной технической литературы приведенной в библиографическом списке.

Рекомендации по конструированию и отдельные конструктивные решения учитывают современный уровень как отечественного, так и зарубежного машиностроения.

При выполнении курсового проекта мы последовательно проходим от выбора схемы резания через многовариантность решения до создание нового металлорежущего станка в рабочих чертежах; приобщаясь к инженерному творчеству, осваивая предшествующий опыт, учится нащупывать и предвидеть новые идеи в создании инструмента, надежного и долговечного, экономически выгодного в изготовлении и эксплуатации, удобного и безопасного в обслуживании.

1. Общетехническая часть.

В станках с ЧПУ полностью автоматизированы цикл обработки детали с установлением необходимых режимов резания, а также все вспомогательные движения и функции: ускоренное перемещение рабочих органов, смена инструмента, устанавливаемого в револьверных головках или магазинах, зажим заготовки, перемещение задней бабки и люнета, включение и выключение механизмов стружкоудаления, системы охлаждения, введение коррекции на положение заранее настроенных на размер инструментов.

Современные токарные станки с ЧПУ имеют оригинальную компоновку, позволяющую повысить их жесткость, улучшить защиту направляющих и винтовых передач, обеспечить свободный отвод стружки и удаление ее из рабочей зоны, применять загрузочные устройства любых типов, обеспечить свободный доступ к инструменту и приспособлениям, повысить безопасность работы.

Станок может использоваться в мелкосерийном производстве, на малых предприятиях, в ремонтных мастерских.

3. Описание конструкции станка и его работы

Токарные станки с ЧПУ предназначены для высокопроизводительной обработки в автоматическом режиме заготовок типа тел вращения в условиях мелкосерийного и серийного производства.

В станках с ЧПУ полностью автоматизированны цикл обработки детали с установлением необходимых режимов резания, а также все вспомогательные движения и функции: ускоренное перемещение рабочих органов, смена инструмента, устанавливаемого в револьверных головках или магазинах, зажим заготовки, перемещение задней бабки и люнета, включение и выключение механизмов стружкодолбления и стружкоудаления, включения системы охлаждения, введение коррекции на положение заранее настроенных на размер инструментов.

Современные станки средних размеров имеют, как правило оригинальную компоновку, позволяющую повысить их жесткость, улучшить защиту направляющих и винтовых передач, обеспечить свободный отвод стружки и удаление ее из рабочей зоны, применять загрузочные устройства любых типов, обеспечить свободный доступ к иснтрументу и приспособлениям, повысить безопасность работы.

В качестве приводного двигателя в станках с ЧПУ обычно применяют регулируемые двигатели постоянного и переменного тока. Последние проще и обладают большей надежностью в виду отсутствия сщеточных узлов. Диопазон регулирования двигателей с постоянной мощностью ограничен величиной 6…8.

В большинстве случаев в современных станках применяют безредукторные следящие приводы подач с высокомоментными регулируемыми двигателями и датчиками обратной связи, встроенными в двигатель или соединяемые беззазорной муфтой с ходовым винтом.

12. Описание механизма переключения скоростей

Коробки скоростей структурно входят в привод ступенчатого регулирования главного движения станка. Привод станка — это совокупность источника энергии (электро, гидро- или пневмодвигателя) и передающих устройств; его назначение приводить в движение рабочие органы станка, несущие заготовку или инструмент, обеспечивая при этом необходимые скорости и передавая требуемые усилия.

Коробки скоростей обеспечивают:

• большой диапазон D регулирования скоростей на выходе: D - wmax/wmin- Здесь «mах и «min соответственно максимальная и минимальная частота вращения (мин-1) шпинделя, при прямолинейном главном движении — максимальное и минимальное число двойных ходов в минуту ползуна или стола;

• отсутствие проскальзывания (постоянное передаточное отношение);

• передачу постоянной мощности;

• достаточно большое число различных скоростей на выходе при относительно небольших размерах самих коробок скоростей;

• передачу больших крутящих моментов;

• высокий КПД

Коробки скоростей компактны, просты в обслуживании и надежны в работе. Коробки скоростей станка состоят из двухваловых передач, которые могут передавать ведомому валу II несколько различных скоростей. Передача с передвижным блоком зубчатых колес проста по конструкции, но не позволяет осуществлять переключение на ходу. Передача с муфтой дает возможность автоматизировать переключение скоростей, не останавливая вращения ведущего вала I. В автоматизированных станках применяют автоматические коробки скоростей (АКС), в которых переключение скоростей осуществляется с помощью электромагнитных фрикционных муфт.

13. Описание механизма загрузки и закрепления заготовок

Вопросы закрепления заготовок на металлорежущих станках, обеспечения надежности подачи их в зону обработки, транспортирования и накопления должны решаться комплексно с учетом особенностей обработки, возможностей станка и требований по точности обработки. Основными требованиями при этом являются надежность базирования с сохранением требуемой жесткости детали, повышение производительности оборудования, сокращение обслуживающего персонала и улучшения условий труда.

Предусмотрены различные системы станочных приспособлений, классифицированные по степени специализации, возможности переналадки, наличию стандартных элементов и возможности использования их в различных приспособлениях и т.д.

Приспособления для закрепления обрабатываемых деталей разрабатывают для станков определенных групп. В токарных и шлифовальных станках широко используют передние и задние центры, поводковые устройства, люнеты, оправки, патроны и планшайбы. Специальные конструкции приспособлений позволяют обеспечить сложные взаимные перемещения заготовки и инструмента.

Гидравлические приводы зажимных устройств позволяют использовать более высокое давление по сравнению с пневмоприводом. Это дает возможность получать значительно большие силы при уменьшении габаритных размеров рабочих цилиндров. Для гидропривода характерны бесшумность работы, надежное смазывание трущихся частей, конструктивная простота механизмов при многоточечном закреплении.

В качестве источника подачи жидкости могут быть использованы гидронасосы, пневмогидропреобразователи, аккумуляторы различных типов. Для управления выходными звеньями механизма зажима наиболее часто используют гидродвигатели одностороннего действия с возвратно поступательным и поворотным движением рабочего органа.

14. Описание механизма загрузки и закрепления инструмента

Обработка заготовок на металлорежущих станках производится, как правило, последовательно несколькими режущими инструментами и поэтому требует наличие на станке соответствующего комплекта собранного и настроенного в специальных хвостовиках и державках режущего инструмента, а также его последовательного использования на станке.

Установка режущих инструментов на рабочий орган станка (шпиндель или суппорт), их закрепление, а также съем, использованного инструмента, могут осуществляться вручную или автоматически.

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 державки; их последующую размерную настройку на специальных приборах в рамках разработанных унифицированных инструментальных систем (соответственно для токарных 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.

Последовательный выбор в процессе обработки заготовки нужного инструмента в инструментальном магазине станка, его автоматическая установка и закрепление на рабочем органе станка, последующий возврат инструмента в магазин осуществляются системой автоматической смены инструмента (АСИ).

АСИ включает в себя:

инструментальный магазин для накопления инструментов ( на токарных станках с ЧПУ, 1,2 или 3 револьверные головки);

автооператор для смены инструмента;

механизм зажима хвостовика или резцедержавки с инструментом на рабочем органе станка.

Современные токарные станки с ЧПУ в большинстве случаев имеют револьверную головку (одну, две или три) в позициях которых устанавливают различные режущие инструменты. Их установку осуществляют также с применением вспомогательного инструмента.

В настоящее время для токарных станков с ЧПУ разработаны две подсистемы вспомогательного инструмента: с цилиндрическим хвостовиком и базирующей призмой.

15. Система смазки

Работа станка во многом зависит от качества смазки различных узлов и деталей. При работе станка все детали передней бабки от автоматически действующего плунжерного насоса.

Плунжерный насос подает масло из резервуара, через пластинчатые фильтры к передней опоре, оттуда оно разбрызгивается и растекается по трущимся парам, обеспечивая хорошее смазывание.

Для предохранения вытекания масла из подшипниковых узлов, а так же для защиты их от пыли и влаги применяются манжетные уплотнения и резиновые прокладки.

Винты поперечной и продольной подачи станка и их направляющие смазываются прессмасленками.

Для смазки применяют различные виды масла широкое применение получило масло индустриальное И 30А ГОСТ 2019975.

Система смазки используемая в станке – циркуляционная

Заключение.

В ходе выполнения данного курсового проекта был спроектирован токарный станок с заданными параметрами. В процессе работы были спроектированы коробка скоростей (для чего выполнялся кинематический расчет) и коробка подач станка, а также выполнены необходимые проверочные расчеты, а именно, проверочный расчет подшипников и шпоночного соединения.

В процессе выполнения курсового проекта был произведен расчет конкурентоспособности проектируемого токарного станка методом интегральный показателей, для чего проводилось сравнение основных технических показателей проектируемого станка со станками-конкурентами. Проведенное сравнение показало, что проектируемый станок обладает достаточно высокими техническими характеристиками, что делает его достаточно конкурентоспособным, что и было доказано расчетами.

Следовательно, в курсовом проекте спроектирован токарный станок с заданными параметрами