Logo GenDocs.ru

Поиск по сайту:  

Загрузка...

Станки с ЧПУ - файл 1.doc


Станки с ЧПУ
скачать (4462.5 kb.)

Доступные файлы (1):

1.doc4463kb.13.12.2011 03:40скачать

содержание
Загрузка...

1.doc

Реклама MarketGid:
Загрузка...



Задание №1 (8)

Особенности конструкции станин.
Станина является основной несущей деталью станка, на которой монтируются элементы и механизмы станка. Она должна обладать высокой жесткостью, виброустойчивостью, технологичностью конструкции, иметь минимально возможную массу. На ста­нине расположены направляющие прямолинейного или кругового движения.

Станины бывают горизонтальные и вертикальные (стойки). Форма станин имеет коробчатый вид с внутренними стенками и перегородками для повышения жесткости. На рис.1 показаны профили поперечных пересечений станин и стоек.


^ Рис. 1. Профили станин и стоек.
Для горизонталь­ных станин применяют открытый профиль (рис. 1, а). Для увели­чения жесткости стенки выполняют двойными (рис. 1, б). Для отвода стружки через окна задней стенки и повышения жесткости в станине часто выполняют наклонную перегородку (рис. 1, в). Замкнутый профиль (рис. 1, г), особенно усиленный ребрами (рис. 1, д), обладает большей жесткостью, чем полуоткрытый(рис. 1, е) или открытый, поэтому его применяют для тяжелонагруженных стоек фрезерных, расточных, сверлильных и других станков.

Ребра в станинах легких станков выполняют прямоугольного сечения (рис. 2, а), в станках общего назначения П-образного (рис. 2, б), а в станках повышенной жесткости — диагонального(рис. 2, в).

Станины изготавливают из серого чугуна СЧ20, СЧЗО, СЧ35, СЧ40, модифицированного, сербитно-перлитового чугуна, которые поддаются закалке тока­ми высокой частоты.

































изм.

лист

докум.

подпись

дата

Разработал











Контрольная

работа №1

Лит

Лист

Листов

Проверил













У

2

15









































^ Рис. 2. Типы рёбер в станинах.
Иногда вы­полняют станины сварными из ста­ли СтЗ или Ст5. Литые станины обладают большей жесткостью и виброустойчивостью, так как серый чугун имеет большую способность гасить колебания из-за высокого коэффициента внутреннего трения. Для тяжёлых уникальных станков иногда делают железобетонные станины.

Станины легких станков уста­навливают на ножки или на небольшую опорную поверхность осно­вания; станины тяжелых станков устанавливают на фундамент по опорной поверхности.
^ Задание №2 (29)

Основные функции гидропривода и средств гидропневмоавтоматики в станках с ЧПУ.
Гидравлический привод наряду с механическим находит широкое при­менение в современных металлорежущих станках. Гидравлические системы сравни­тельно простыми средствами приводятся к автоматическому цикловому действию. По сравнению с механическим, гидравлический привод более компактен и менее металлоемок; обеспечивает бессту­пенчатое регулирование скорости движения рабочих органов станка, обла­дает лучшими динамическими характеристиками и позволяет осущест­влять реверсирование прямолинейного движения; упрощает решение вопроса надежной смазки всех механизмов и направляющих станка, не требует специальных устройств для защиты деталей механизмов от перегру­зок; позволяет легко перестраивать станок на различные структуры цикла и режимы работы.

В металлорежущих станках гидравлический привод применяют в основ­ном для прямолинейного движения и довольно редко для вращения. При современных повышенных скоростях перемещения рабочих органов при­вод обеспечивает легко регулируемое плавное и активное гашение инер­ционных сил.

1) перемещение рабочих органов транспортных устройств, предназначенных для загрузки на станок заготовок и выгрузки деталей; 2) температурная стабилизация шпиндельных и других узлов станков циркулирующей охлажденной жидкостью;

такая стабилизация, как правило, предусматривается в многоопера­ционных станках повышенной точности; 3) гидростатическая раз­грузка направляющих в тяжелых станках и подшипников в шпин­делях с высокой частотой вращения; 4) закрепление деталей и узлов станка под действием упругих деформаций вследствие дав­ления жидкости.






















Лист

















3


Изм.


Лист


документа


Подпись


Дата


Гидравлический привод содержит следующие элементы: источник ги­дравлического потенциала; аппаратуру, регулирующую давление и расход циркулирующей жидкости, а также направление ее движения; гидродвига­тель, осуществляющий движение рабочего органа станка; соединительные магистрали, связывающие между собой элементы привода.

В качестве рабочей жидкости в станочных гидроприводах применяют минеральные масла.

Гидроаппаратура автоматического управления представляет собой комбинацию современных аналоговых и цифровых регуляторов электронного управления с гидравлической аппаратурой. При этом логика управления переносится в средства микроэлектроники, что расширяет технические возможности, снижает стоимость устройств управления и позволяет иметь компактные программы управления, а средства гидравлики обеспечивают исключительно высокую плотность мощности и упрощают реализацию поступательного движения в результате применения цилиндров. По сравнению с электрическими гидравлические приводы значительно быстрее реагируют на входные сигналы, имея значительно лучшие временные константы. Опыт показал, что традиционное разделение электронной и гидравлической частей нецелесообразно. В гидроаппаратуре пропорционального управления электрические сигналы преобразуются в гидравлические сигналы пропорциональными клапанами, которые имеют механические подвижные детали для управления гидравлической энергией. Эти пропорциональные клапаны служат интерфейсом между электронной и гидравлической частями. Команда на изменение режима работы гидрораспределителя подается на электронный блок, где сравнивается с сигналом, пришедшим от датчика обратной связи по положению золотника гидрораспределителя. Разность сигналов усиливается и подается на соответствующий управляющий электромагнит гидрораспределителя.
^ Задание №3 (45)

Модель станка:2Р135Ф2. Выполнить кинематическую схему

вертикальных подач суппорта с револьверной головкой и определить

Sверт max
Вертикально-сверлильный станок 2Р135Ф2 предназна­чен для сверления, зенкерования, развертывания, нарезания резьбы, легкого прямолинейного фрезерования деталей из стали, чугуна и цветных металлов в условиях мелкосерийного и серийного произ­водства. Револьверная головка с автоматической сменой инстру­мента и крестовый стол с программным управлением позволяют производить координатную обработку деталей типа крышек, фланцев, панелей и т. д. без предварительной разметки и применения кондукторов.

^ Техническая характеристика станка. Наибольший диаметр обра­батываемой детали 35 мм; наибольший диаметр нарезаемой резьбы М24; наибольшая ширина фрезерования 60 мм; число инструмен­тов 6; число частот вращения шпинделя (всего/по программе) 12/12; пределы частот вращения шпинделя 35,5—1600 мин-1; число подач по оси Z 18; пределы рабочих подач по оси Z 10—500 мм/мин; ско­рости быстрого перемещения стола и салазок 7000 мм/мин,




















Лист
















4


Изм.


Лист


документа


Подпись


Дата


а при фрезеровании 2200 мм/мин; скорость быстрого перемещения суп­порта 4000 мм/мин; размер рабочей поверхности стола 400Х710 мм; габаритные размеры станка 1800x2400x2700 мм.

Вертикальная подача суппорта с револьверной головкой осу­ществляется от электродвигателя постоянного тока М2 (№ = 2,2 кВт, п ~ 3000 мин-1). Ходовой винт XXXIII с шагом Рх.в =8 мм соединен крестовой муфтой с валом бесконтактного сельсина типа БС-155А, являющегося датчиком обратной связи по координате Z.

Рабочие подачи суппорта происходят при включении электрома­гнитной муфты М6, через передачи z13—86, z = 37—37—37,z = 4—25.
Sверт. max=3000*13/86*37/37*37/37*4/25*8=576мм/мин
Рис.3. Кинематическая схема суппорта с револьверной головкой

вертикально-сверлильного станка 2Р135Ф2






















Лист
















5


Изм.


Лист


документа


Подпись


Дата



^ Задание №4(59)

Многооперационный станок СМ400Ф4.5: назначение, устройство, кинематическая схема, технические характеристики, работа.


Многооперационный станок СМ400Ф4.5 с ЧПУ (рис.4) пред­назначен для изготовления корпусных деталей средних габаритов.



Рис.4. Многооперационный станок СМ400Ф4.5:

1 — салазки; 2 — станина; 3 — каретка; 4 — горизонтальный стол кругового движе­ния;

5 — вертикальный стол кругового движения; ^ 6 — манипулятор; 7 — инструмен­тальный магазин; 8 — камера; 9 — шпиндельная бабка; 10 — колонна; // — колодцы камеры;

12 — дверь
Заготовка закрепляется на планшайбе вертикального стола кругового движения и при обработке перемещается по четырем координатам:

по координате Z — движение салазок / по направляющим станины 2; по координате X — движение каретки 3 по направляющим салазок 1;

по круговой координате В — вращение планшайбы стола кругового движения 4, установленного на каретке 3;

по круговой координате ^ А — вращение планшайбы вертикаль­ного стола 5 кругового движения, установленного на планшайбе стола 4 кругового движения.

Режущий инструмент в процессе обработки перемещается по двум прямолинейным координатам:

Y — вертикальное движение шпиндельной бабки 9 по на­правляющим колонны 10;

U — движение каретки 1 (рис.5) плансуппортного устрой­ства вместе с резцом 2 в направлении, перпендикулярном к оси 3 шпинделя.




















Лист
















6


Изм.


Лист


документа


Подпись


Дата




Рис. 5. Сменные плансуппортные устройства:

а — с радиальным ходом 50 мм: б — с радиальным ходом 20 мм
В станке СМ400Ф4.5 применяются сменные план-суппортные устройства, которые в соответствии с программой обработки автоматически перегружаются из инструментального магазина в шпиндель станка. Управление сменными плансуппортами осуществляется от специального механизма, смонтирован­ного в шпиндельной бабке, который обеспечивает перемещение каретки с резцом с необходимой скоростью и на заданное рассто­яние. Взаимным перемещением заготовки и режущего инстру­мента по шести координатам обеспечивается не только получение поверхности под любым пространственным углом, но и обработка заготовки с пяти сторон за один установ, вследствие чего дости­гается высокая точность взаимного расположения обработанных поверхностей. На станке выполняется автоматическое управление частотой вращения шпинделя, сменой режущего инструмента и другими функциями.

Неподвижными базовыми элементами станка являются станина и установленная на ней колонна. Станина и колонна — сварной коробчатой конструкции с внутренним оребрением. На станине смонтированы три ряда стальных закаленных направляющих планок прямоугольной формы, по которым пере­мещаются чугунные салазки(координата Z). Устранение зазора выполняется стальными клиньями и подпружиненными роликами, прижимающими салазки к боковым сторонам направляющих планок. Движение салазок по направляющим осуществляется с помощью пары ходовой винт 16 (рис. 6) — шариковая гайка 15. Ходовой винт соединяется жестко с выходным валом редуктора 13 привода подачи. Шариковая трех-ручьевая гайка закрепляется на торцовой поверхности салазок. Шариковая гайка состоит из двух полугаек, смещением которых в осевом направлении (благодаря подшлифовке стальных компен­саторов под торцами полугаек) достигается устранение зазора в шариковой паре . Шариковая пара рассчитана на работу с осевой нагрузкой до 20 000 Н (при частоте вращения ходового винта 500 мин -1). Осевая жесткость шариковой пары составляет 600 Н/мкм.

Вращение ходовому винту сообщается от электродвигателя ^ 14 постоянного тока через беззазорный редуктор 13 с передаточным отношением 1:3. Редуктор устанавливается на торцовой стенке станины. Регулирование частоты вращения ротора элек­тродвигателя, а следовательно, и скорости перемещения салазок осуществляется тиристорными преобразователями.




















Лист
















7


Изм.


Лист


документа


Подпись


Дата





Рис. 6. Кинематическая схема станка СМ400Ф4.5:

1 — инструментальный магазин; 2 — ведущая звездочка; 3 — редуктор; 4 — электро­двигатель; 5, 12, 18 — датчики положения; 6 — гидродвигатель; 7 — винтовая пара; В — следящий гидрозолотник; 9 — каретка; 10 — червячная пара; 11 — электродви­гатель; 13 — редуктор; 14 — электродвигатель; 15 — шариковая гайка; 16 — ходовой винт; 17 — пружинный прихват.
Контроль расстояния, на которое перемещаются салазки, выполняется дат­чиком 18 типа «линейный индуктосин» (бегунок монтируется на корпусе салазок, а линейки индуктосина — на станине станка). После перемещения на заданное расстояние выполняется зажим салазок на направляющих станины четырьмя пружинными при­хватами 17; сила зажима каждого прихвата 15 000 Н; разжим прихватов — гидравлический. Смазывание направляющих осу­ществляется через регулировочные дроссели от насосной стан­ции.

^ В верхней части салазок перпендикулярно к оси Z. установлены два ряда закаленных направляющих планок прямоугольного сечения, по которым перемещается каретка координаты X. Такие же направляющие планки установлены на колонке. По ним пере­мещается в вертикальном направлении каретка координаты Y. Конструкция и принцип работы узлов и механизмов, обеспечива­ющих движение по координатам X и Y, те же, что и узлов и ме­ханизмов, обеспечивающих движение по координатеZУзлы, выполняющие перемещения по координатам Zи X, образуют единый агрегат — крестовый стол станка. Несущим элементом стола 4 кругового движения (см. рис.4) является чугунный корпус; подвижным элементом — чугунная планшайба. Радиаль­ные направляющие поворота планшайбы — опоры качения (роли­ковый подшипник); торцовые направляющие — опоры сколь­жения.



















Лист
















8


Изм.


Лист


документа


Подпись


Дата



Поворот планшайбы выполняется с помощью червячной пары 10 (см. рис.6). Для устранения зазора в передаче применена двухчервячная схема. Вращение червяку сооб­щается от электродвигателя 11 постоянного тока. Частота вращения электродвигателя регулируется тиристорным преобразователем.

Расстояние, на которое перемещается планшайба, контроли­руется датчиком 12 обратной связи типа «круговой индуктосин», ротор которого установлен на оси план­шайбы. После поворота планшайбы на заданный угол осуще­ствляется ее зажим с помощью кольцевого электромагнита, смон­тированного в корпусе стола; сила зажима 25 000 Н. Сила зажима планшайбы после позиционирования составляет 80 000 Н.
Шпиндельная бабка 9 (см. рис.4) станка состоит из блока шпинделя, коробки скоростей, узла зажима инструментальных оправок и узла привода сменных плансуппортных устройств. Кинематическая схема шпиндельной бабки показана на рис.7. Шпиндельный блок представляет собой стальной корпус 1ци­линдрической формы, в котором на опорах качения смонтирован шпиндель 2. Передняя опора — роликовый двухрядный подшип- ник с коническим внутренним кольцом и сдвоенные радиально-упорные шарикоподшипники; задняя опора — роли­ковый двухрядный прдшипник с коническим внутрен­ним кольцом. Посадочное место шпинделя имеет конус.
Коробка скоростей представляет собой чугунный корпус 3, в расточенных отверстиях которого смонтированы на подшипни­ках качения валы, несущие цилиндрические зубчатые колеса. На задней стенке коробки установлен электродвигатель 7 по­стоянного тока. С помощью гидроцилиндров 4, смонтированных в корпусе коробки, выпол­няется перемещение подвижных блоков 5 и 6 зубчатых колес, чем достигается переключение четырех диапазонов (ступеней) работы коробки скоростей. Изменение частоты вращения шпинделя внутри каждого диапазона обеспечивается регулированием ча­стоты вращения ротора электродвигателя с помощью тиристорных преобразователей.

В коробке скоростей расположен датчик обратной связи 15 — вращающийся трансформатор типа БСКТ, кон­тролирующий угловое положение шпинделя при смене инстру­ментальных оправок. Кинематическая связь датчика со шпинделем осуществляется с помощью двух цилиндрических зубчатых ко­лес 17 и 18 с передаточным отношением 1:1. Для устранения зазора в зацеплении одно из колес сделано разрезным.
Узел механизма зажима инструментальных оправок состоит из асинхронного электродвигателя 10, редуктора 9, накидной муфты 16, гайки 19 с внутренней прямоугольной резьбой и тяги 21, на переднем конце которой выполнен шестизубый захват инструментальных оправок. Цикл работы механизма зажима следующий. Рука механизма автоматической смены инструмента устанавливает инструмен­тальную оправку 23 в посадочное конусное отверстие шпинделя-при этом хвостовик оправки, имеющий шесть зубцов, входит между зубцами захвата тяги 21; затем с помощью гидроцилин­дра 14 муфта 16 накидывается на гайку 19, при этом внутренние зубья муфты входят в зацепление с наружными зубьями гайки и, таким образом, замыкается кинематическая цепь от электро­двигателя 10 к гайке 19;





















Лист
















9


Изм.


Лист


документа


Подпись


Дата



затем включается электродвигатель 10, и гайка 19 начинает вращаться, перемещаясь по резьбе вдоль оси, в результате чего тяга 21 также перемещается вдоль оси; при этом расположенный на шпинделе ролик 20 с помощью спирального паза, выполненного на зажимной тяге 21, разворачивает послед­нюю на угол 30°, в результате чего ее зубцы устанавливаются против зубцов инструментальной оправки. Дальнейшее движение тяги 21 выполняет зажим оправки. После зажима электродвига­тель 10 отключается, а накидная муфта 16 сбрасывается с по­мощью гидроцилиндра с гайки 19. Контроль силы зажима осу­ществляется с помощью реле тока; сила зажима 15 000 Н.

17

15

14

Рис.7. Кинематическая схема шпиндельной бабки
Аналогично описанному осуществляется также разжим ин­струментальных оправок, отличие состоит в направлении вра­щения ротора электродвигателя и, следовательно, гайки 19.

Узел привода сменных плансуппортных устройств состоит из электродвигателя 13 постоянного тока, редуктора 12, пары ходовой винт — гайка 8 и тяги 22Цикл работы узла следующий. Во время установа и зажима план-суппортного устройства в шпиндель, как было описано выше происходит соединение хвостовика плансуппорта с тягой 22привода. После этого включается электродвигатель 13, обесш чивающий с помощью пары ходовой винт — гайка8 перемещение тяги 22 на заданное расстояние, вследствие чего резцовая каретка

плансуппортного устройства перемещается перпендикулярно к оси вращения шпинделя. Расстояние, на которое перемещается тяга 22 контролируется



















Лист
















10


Изм.


Лист


документа


Подпись


Дата



датчиком ^ 11 обратной связи. Инструментальный магазин1 станка СМ400Ф4.5 имеет цепную конструкцию (см. рис.6). Это обеспечивает оптимальное рас­положение как магазина в компоновке станка, так и отдельных его частей: место загрузки инструментальных оправок находит в зоне, удобной для обслуживания оператором, а место перестановки инструмента — вблизи шпиндельной бабки, что упрощает конструкцию механизма автоматической смены инструмент и сокращает цикл его смены. Сокращение времени смены инстру­мента достигается, кроме того, применением в конструкции механизма подвижной каретки 9, транспортирующей инструмент от инструментального магазина к шпиндельной бабке (последняя в процессе смены остается неподвижной) со скоростью 20 м/мин. Это позволяет сократить время смены инструмента на станке по сравнению со временем смены его в станках, где в про­цессе смены шпиндельная бабка перемещается к магазину, на3-4с. Каретка 9 перемещается по направляющим с помощью винтовой пары 7. Вращение винту сообщается от гидродвига­теля 6 Точный останов каретки на необходимом расстоянии от оси шпинделя обеспечивается следящим гидрозолотником 8, установленным на корпусе каретки.
В станке СМ400Ф4.5 кодируется номер гнезда инструментального магазина. Это позволяет устанавливать в магазин инстру­менты большого диаметра (больше, чем шаг цепи инструменталь­ной магазина, равный 110 мм).

Перемещение цепи инструментального магазина выполняется с помощью ведущей звездочки ^ 2, вращение которой сообщается от электродвигателя 4 постоянного тока через червячный редуктор 3; скорость перемещения цепи 15-20 м/мин. Контроль положения цепи (поиск задан­ного гнезда) осуществляется датчиком 5, установленным на оси звездочки. Большая вместимость инструментального магазина позволяет изготовлять на станке сложные детали, для чего требуется более ста техно­логических операций.
Станок СМ400Ф4.5 предназначен для встраивания в ГПС, для чего он оснащен манипулятором ^ 6 (см. рис.4), перегружающим инструментальные оправки из системы инструментального обеспечения в магазин 7 станка, и устройствами базирования и зажима спутников на планшайбе. Защита рабочего простран­ства, а также удаление стружки и охлаждающей жидкости из зоны резания обеспечиваются специальной камерой 8, которая устанавливается на салазках крестового стола. Внутри находятся каретка, перемещающаяся по координате X, и столы кругового движения. Камера снабжена разветвленной системой трубопро­водов, подающих охлаждающую жидкость в зону резания. По окончании обработки заготовки по трубопроводам через сопла подается жидкость под давлением, которая смывает стружку с детали и спутника в два кювета, расположенные в нижней части камеры; стружка транспортируется потоком жидкости в вер­тикальные колодцы 11 и через них поступает в цеховую систему сбора стружки. Для лучшего очищения от стружки детали и спутника в процессе мойки они поворачиваются (включается поворот планшайбы вертикального стола кругового движения).



















Лист
















11


Изм.


Лист


документа


Подпись


Дата



После выгрузки детали из камеры жидкость под давлением по­дается на базовые поверхности стола фиксации спутников для очистки их перед установом очередного спутника.

Загрузка спутника с заготовкой и выгрузка детали осуще­ствляется через окно, в то время как дверца 12 автоматически поднимается.

Компоновка станка СМ400Ф4.5, предназначенного для изго­товления небольших деталей, такова, что заготовка перемещается по двум линейным координатам X и Z(крестовый стол) и двум круговым — А и В, а режущий инструмент перемещается по одной координате —Y (вертикальное перемещение шпиндельной бабки по направляющим неподвижной колонны). Такая схема координатных перемещений характеризуется двумя особенно­стями.

Первая особенность — массовое и размерное соотношения перемещаемых узлов. Приспособление с заготовкой имеет массу около 100 кг и габаритные размеры 400x400x350 мм. Масса шпиндельной бабки 1000 кг, а размеры 1900x400x760 мм. Для поворота шпиндельной бабки вокруг двух осей потребовались бы громоздкие узлы кругового движения и увеличенные мощ­ности приводов. Выбранная схема обеспечивает компактность узлов перемещения по координатам, что увеличивает жесткость конструкции станка и требует небольшой мощности приводов подач.

Вторая особенность — необходимость для выполнения ряда операций (сверление, зенкерование, растачивание, нарезание резьбы и т. п.) взаимного перемещения заготовки и режущего инструмента, а следовательно, шпиндельной бабки вдоль оси шпинделя. На станке СМ400Ф4.5 — это движение салазок по направляющим станины (координата Z). В случае перенесения поворотных координат на шпиндельную бабку, в процессе поворотов ось шпинделя оказывается непараллельной оси Z, и вы­полнение указанных выше операций становится невозможным без введения в конструкцию станка дополнительного перемеще­ния шпиндельного блока вдоль оси шпинделя, например с по­мощью пиноли.

Для фрезерных станков, где движение инструмента вдоль оси шпинделя в процессе обработки необязательно, поворотные коор­динаты часто используют для вращения шпиндельной бабки.




















Лист
















12


Изм.


Лист


документа


Подпись


Дата



Технические данные многокоординатного многооперационного станка

СМ400Ф4.5
Таблица 1

frame4



















Лист
















13


Изм.


Лист


документа


Подпись


Дата



Список используемой литературы:


  1. В.А.Лещенко, Н.А.Богданов и др. Станки с числовым программным управлением

Москва «МАШИНОСТРОЕНИЕ» 1988.

  1. Р.Э.Сафраган, А.Э.Полонский, Г.Э.Таурит Эксплуатация станков с числовым программным управлением Киев «Техника» 1974.

  2. И.М.Кучер Металлорежущие станки Ленинград «Машиностроение» 1970.

  3. С.Е.Локтева Станки с программным управлением и промышленные роботы

Москва «Машиностроение» 1986.




















Лист
















14


Изм.


Лист


документа


Подпись


Дата



Скачать файл (4462.5 kb.)

Поиск по сайту:  

© gendocs.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации