Logo GenDocs.ru

Поиск по сайту:  

Загрузка...

Конструирование вертикально-фрезерного станка - файл курсовая.docx


Конструирование вертикально-фрезерного станка
скачать (2128.7 kb.)

Доступные файлы (2):

курсовая.docx2118kb.09.06.2010 14:08скачать
титул.docx12kb.09.06.2010 13:58скачать

содержание
Загрузка...

курсовая.docx

Реклама MarketGid:
Загрузка...
Содержание

Введение 3-5стр

Технология обработки фрезерованием 6-15стр

Анализ аналогичных объектов 16-21стр

Разработка конструкции станка 22-25стр

Паспорт станка 26-34стр

Заключение 35стр

Используемая литература 36стр



Введение

Важность привития молодежи технологической культуры в настоящее время признается во всем мире: ЮНЕСКО разработана программа «200+» (Международный проект по научной и технологической грамотности для всех).

Как известно, технология определяется как наука о преобразовании и использовании материи, энергии и информации в интересах и по плану человека. Эта наука включает изучение методов и средств (орудия, техника) преобразования и использования указанных объектов. Можно утверждать, что «Технология» - интегративная образовательная область, синтезирующая научные знания из математики, физики, химии, биологии и показывающая их использование в промышленности, энергетике, связи, сельском хозяйстве, транспорте и других направлениях деятельности.

Структурная модель обучения включает в себя базовое содержание и
дополнительные курсы допрофессиональной и профессиональной подготовки.
Углубленное изучение разделов «Технологии» и профессиональная
подготовка школьников играет большую роль в формировании

социальнозначимых компетенций учащихся и способствует выбору жизненного пути.

В учебных заведениях на уроках технологии затрагивают темы работы с древесиной и металлами. Все станки приспособлены для слесарных и столярных работ.

В настоящее время в машиностроении широко используются детали, содержащие сложно-профильные поверхности: 

формообразующие поверхности штампов, прессформ, копиры и многие другие.

К основным способам получения деталей с такими поверхностями можно отнести литье, штамповка, резание. Однако только обработка резанием, в частности фрезерование, позволяет получить параметры поверхности близкими к заданным и сократить время последующей доводки. Очень часто этот метод является единственным возможным методом, это особенно важно на данный момент, так как большинство предприятий машиностроения перешли на серийное или мелкосерийное производство. Получение деталей фрезерованием, при таком типе производства, наиболее экономически оправдано.

Типовой технологический процесс обработки сложнопрофильных поверхностей включает в себя следующие операции: заготовительная, фрезерная, доводочная. Последняя выполняется вручную, при этом трудоемкость операции определяется выходными параметрами поверхности после фрезерования. Поэтому обеспечив высокий класс шероховатости на стадии фрезерования, можно сократить время на доводку, которая является наиболее трудоемкой частью технологического процесса.

Учебные мастерские, оборудованные станками для столярных и слесарных работ, не имеют помещений для дополнительного оборудования. Возникает необходимость в небольшом, желательно переносном фрезерном станке.



Цел ь работы: конструирование вертикально-фрезерного станка.

Исходя из цели, необходимо решить следующие задачи:

1. Ознакомиться с историей обработки метериалов с помощью фрезерования.

2. Изучить технологии обработки фрезерованием.

3. Провести анализ существующих конструкций фрезерных станков.

  1. Разработать конструкцию станка для вертикального фрезерования.

  2. Выбрать и дать характеристику конструкционных материалов.

6. Выполнить чертёж станка.

7. Сконструировать вертикально-фрезерный станок.

8. Разработать паспорт на станок.

Объектом моей курсовой является конструирование вертикально-фрезерного станка

Предметом вертикально-фрезерный станок.

1.Технология обработки фрезерованием
^ ТИПЫ ФРЕЗ И ИХ ГЕОМЕТРИЯ

Фрезерование - высокопроизводительный и распространенный

метод обработки поверхностей: горизонтальных, вертикальных и

наклонных плоскостей, уступов и пазов различного профиля.

Фрезерование осуществляется многолезвийным режущим

инструментом - фрезой, на горизонтально-, вертикально-,

универсально-фрезерных станках, а также на карусельно-,

барабанно- и зубофрезерных.

При фрезеровании главное (вращательное) движение совершает

фреза, движение подачи - заготовка.

Фрезы классифицируются по способу крепления: осевые и

концевые.

1.1. Осевые фрезы

Осевые фрезы крепятся на оси горизонтально- и универсально-

фрезерных станков.

Осевые фрезы делятся на цилиндрические и дисковые (пазовые)

(Рис. 1.). У цилиндрических фрез длина больше диаметра.

Осевые фрезы могут иметь режущие кромки только на

цилиндрической поверхности - односторонние (рис 1б), на

цилиндрической поверхности и одной из торцевых - двухсторонние

и двух торцевых - трехсторонние фрезы (Рис.1в.). Они также могут

быть прямозубые и косозубые. Косозубые фрезы сложнее в

изготовлении, но они работают с меньшей вибрацией, поэтому

достигается большая точность обработки поверхности и

повышается стойкость инструмента.

По форме зуба осевые фрезы могут быть острозубые и



затылованные (Рис.2.). Острый зуб затачивается по задней

поверхности.

Задняя поверхность затылованного зуба имеет форму спирали

Архимеда (R=а ϖ) и при перезаточке по передней поверхности

а

профиль зуба не изменяется. Такую форму зуба имеют обычно

фасонные и модульные фрезы (Рис.3.).

На горизонтально - фрезерных станках используют также

торцевые фрезы (Рис.4.), с помощью которых обрабатываются

вертикальные плоские поверхности и угловые (дисковые) фрезы



(Рис.5.) для обработки наклонных поверхностей.
Среди осевых фрез особое место занимают фасонные фрезы,

используемые для обработки фасонных поверхностей (Рис.3.). К ним

относятся модульные фрезы, используемые для прорезания

впадин между зубьями шестерен. Модульные фрезы могут быть

пальцевыми (Рис. 6.), дисковыми (Рис. 3б.), червячными (Рис. 7.).



Дисковые и пальцевые фрезы используются для обработки зубьев

шестерен методом копирования на фрезерных станках, червячные -

методом обкатки на зубофрезерных станках.

1.2. Концевые фрезы

Концевые хвостовые фрезы закрепляются вертикально в

шпинделе вертикально-фрезерного станка. Они имеют режущие

кромки, как на торцевой, так и на цилиндрической поверхности

и используются для получения уступов и прямоугольных

пазов.

Как осевые, так и концевые фрезы по конструкции могут быть

цельными или сборными с напаянными и вставными (с

механическим креплением) зубцами. Для обработки плоских

поверхностей большой площади используются фрезерные головки

- концевые фрезы большого диаметра с механическим креплением

сменяемых зубцов (Рис.9).


1.3. Режим резания

К режиму резания при фрезеровании относятся скорость резания V,

подача S, глубина резания t и ширина фрезерования B. Скорость

резания V= πDп/1000 это окружная скорость вращения фрезы.

D - диаметр фрезы, мм; n - частота вращения фрезы, об/мин.

Подача - величина перемещения обрабатываемой заготовки

относительно вращающейся фрезы.

Различают три различные подачи:

- подача на один зуб фрезы Sz (мм/зуб) - величина перемещения

заготовки относительно фрезы за время ее углового поворота на

один зуб;

- подача на один оборот фрезы So - величина перемещения

заготовки относительно фрезы за один ее оборот;

- минутная подача Sм - величина перемещения заготовки в

минуту. Эти подачи связаны между собой следующими

зависимостями:

Sм = So n = Sz Zn

Z - число зубьев фрезы.

Глубина резания t (мм).

Ширина фрезерования В (мм) - величина обрабатываемой

поверхности, измеренная в направлении, параллельном оси фрезы

при цилиндрическом фрезеровании и перпендикулярном к

направлению подачи при торцевом фрезеровании.

1.4. Способы фрезерования

Фрезерование характеризуется рядом особенностей. Каждый зуб

фрезы находится в контакте с заготовкой небольшую часть своего

оборота, а остальную часть пути проходит без обработки.

«Холостой» поворот зуба фрезы способствует лучшему ее

охлаждению и повышению режущих свойств, поэтому стойкость

фрезы достигает сотен минут (обычно 300 мин), что значительно



больше стойкости, например, токарных резцов (60 мин).

Последовательное врезание зубьев фрезы в заготовку со-

провождается ударами, вибрациями. Кроме того, из-за изменения

толщины срезаемого слоя (стружка при фрезеровании имеет форму

запятой) и числа зубьев, одновременно находящихся в работе,

усилие резания колеблется. Все это приводит к неравномерности

процесса фрезерования, вибрациям, что может отрицательно

сказаться на точности и шероховатости обрабатываемых

поверхностей при недостаточной жесткости и виброустойчивости

станков.

Большое влияние на процесс резания оказывает также

направление подачи заготовки по отношению к направлению

вращения фрезы. Различают фрезерование «против подачи» -

встречное, если направления вращения фрезы и подачи

противоположны (рис.10а) и «по подаче» - попутное, если

направления совпадают (рис. 10б).

При встречном фрезеровании зуб фрезы, имеющий очень малый,

но определенный радиус закругления на режущем лезвии (рис.10а),

начинает работать с нулевой глубины резания. Поэтому сразу в

металл не врезается, а скользит по наклепанной поверхности,

полученной после обработки предыдущим зубом, пока высота

валика металла перед работающим зубом не окажется примерно

равной радиусу закругления. Такое скольжение зуба приводит к

повышенному износу, уменьшению стойкости фрезы и увеличению

шероховатости. Нагрузка на зуб, возрастающая по мере поворота

фрезы, отрывает заготовку от стола и способствует возникновению

вибрации.

Встречное фрезерование применяют часто для обработки

заготовок с твердой коркой на поверхности (чугуны – отбельная

корка), так как здесь зуб фрезы подходит к поверхностному слою



снизу и отламывает хрупкую корку.

При попутном фрезеровании (рис. 10б.) зуб фрезы начинает с

максимальной толщены, проскальзывание зуба отсутствует. Силы

резания прижимают заготовку к столу станка, что уменьшает

вибрацию.

Станки для попутного фрезерования должны быть специально

оборудованы для уменьшения зазоров винтовой пары механизма

подачи заготовки. Когда зуб фрезы входит в работу, возникающее

усилие резания перемещает заготовку по ходу движения, пока

зазоры в винтовой паре между витками винта и гайки не будут

выбраны по правым сторонам витков винта (рис.10в). По выходе

зуба фрезы сила резания уменьшается, и зазор оказывается

выбранным уже по левым сторонам витков винта (рис.10г).

Такое осциллирующее перемещение заготовок создает вибрацию

и отрицательно сказывается на качестве обработанной поверхности.

Для исключения этого явления применяют гидравлический поджим

стола или используют устройство из двух гаек, соединяемых

резьбовой стяжкой, которую периодически поворачивают для

перемещения гаек и выборки зазоров. Используют также

практически беззазорные шариковые винтовые пары.

1.5. Геометрия фрез

Геометрия фрез будет рассмотрена на примере

цилиндрической фрезы (Рис.1а.) и фрезерной головки (Рис.9.).

Зуб цилиндрической фрезы представлен на Рис.11.

γ- передний угол - угол между касательной к передней

поверхности и направлением радиуса окружности вращения точки

на режущей кромке. Передний угол измеряется в плоскости А-А

перпендикулярно к режущей кромке. Он облегчает образование и

сход стружки и составляет обычно 10-20º. У фрез с пластинками

из твердых сплавов передний угол может быть отрицательным



и достигать γ = -10-(-150).

α- главный задний угол - угол между касательной к задней

поверхности в точке режущей кромки и касательной к траектории

вращения точки. Главный задний угол измеряется в плоскости,

перпендикулярной яяяяяяяяяяоси фрезы и обеспечивает благоприятные

условия перемещения задней поверхности зуба относительно

поверхности резания, а также уменьшает трение на этих

поверхностях. Обычно он составляет 10-40º.

ϖ - угол наклона зубьев, обеспечивает более спокойные условия

резания по сравнению с прямым зубом и задает направление схода

стружки.


У торцевой фрезы зуб имеет более сложную форму (Рис.11.).


φ- главный угол в плане, измеряемый в осевой плоскости

фрезы. Угол между проекцией главной режущей кромки на осевую

плоскость и направлением подачи.

φ 1- вспомогательный угол в плане, угол между проекцией

вспомогательной режущей кромки на осевую плоскость и

направлением подачи. Обычно вспомогательный угол в плане

составляет 5-100, чем он меньше, тем ниже шероховатость

обрабатываемой поверхности.

φ 0- угол в плане на переходной режущей кромке φ 0= φ/2

Наличие переходной режущей кромки (переходного лезвия)

повышает прочность зуба.

Конструкция, типы, размеры фрез регламентируются ГОСТами.

2.Анализ аналогичных объектов
















^

Вертикальный консольно-фрезерный станок модели FSS350R



Вертикальный консольно-фрезерный станок модели FSS350R (аналог станка 6Т12) по лицензии немецкой фирмы "ХЕККЕРТ" предназначен для фрезерования всевозможных деталей из различных материалов в условиях индивидуального и серийного производства.

На станке можно обрабатывать вертикальные и горизонтальные плоскости,пазы, углы, рамки, зубчатые колеса и др.
Основные узлы изготавливаются из чугуна марки СЧ25, имеют оптимальную форму и большую жесткость.

Фторопластовое покрытие направляющих стола и стойки обладает хорошими антифрикционными свойствами и антизадирной способностью, что позволяет обеспечивает стабильность точностных параметров в течение длительного времени.

Наличие автоматических циклов обработки (маятниковое фрезерование, фрезерование с ускоренным перескоком, фрезерование по прямоугольному циклу в трех плоскостях) позволяет использовать станки не только в мелкосерийном, но и в крупносерийном 

производстве.

Наличие механизма опускания консоли исключает касание инструментом обработанной поверхности при обратном ускоренном ходе стола.

Наличие механизма зажима стола при попутной подаче в продольной координате обеспечивает необходимую жесткость и исключает вибрацию. Фрезерование методом попутной подачи позволяет осуществлять эффективную обработку глубоких пазов и деталей из высокопрочных материалов.

Высокие точностные характеристики станка позволяют производить детали самого высокого качества; например, неплоскостность поверхности стола на всей длине не превышает 16 мкм.

Модульная конструкция максимально облегчает ремонт станка в случае его необходимости.





















«+»

Более высокая точность

Выше технологичность

Качественнее материал, из которого изготовлен станок
«-»

Требует больших затрат на изготовление

Громоздкий по сравнению с нашим станком

















^

Станок вертикально-фрезерный модели ГФ2171С5 с ЧПУ системы FMS3000 Сomfort




Станок вертикально-фрезерный модели ГФ2171С5 с ЧПУ системы FMS3000 Сomfort, привода FORMIC (Чехия), МСИ на 12 инструментов, 2007 г.в Станок предназначен для многооперационной обработки деталей сложной конфигурации из стали, чугуна, цветных и легких металлов, а также других материалов. Наряду с фрезерными операциями на станке можно производить 

точное сверление, растачивание, зенкерование и развертывание отверстий.

Большая мощность привода главного движения, широкий диапазон подач и частот вращения шпинделя, высокая жесткость конструкции станка позволяют применять фрезы, изготовленные из быстрорежущей стали, а также инструмент, оснащенный пластинками из твердых и сверхтвердых синтетических материалов.

Станок

«+»

Универсальность станка, возможность производить множество операций

Высокая точность

Большая мошьность главного привода

Управление ЧПУ

«-»

Более высокая стоимость

Большие габаритные размеры у станка

Фрезерный обрабатывающий центр VMX-t

Вертикально - фрезерные обрабатывающие центры с ЧПУ – обрабатывающий центр модели VMX-t благодаря своей жесткой конструкции позволяет производить силовое фрезерование.
^ Фрезерные обрабатывающие центры VMX-t, работая при стандартных оборотах 12000об/мин, по качеству обработки деталей превосходят многих именитых конкурентов
Благодаря мощному шпиндельному узлу от ведущего производителя SKF существует возможность долгой работы на максимальных оборотах. Большая масса делает вертикально-фрезерный станок долговечным и обеспечивает высокую жесткость. Описываемые фрезерные обрабатывающие центры - вертикально-фрезерные станки достигают высокой точности позиционирования за счет использования приводов Yaskawa Sigma II.
Направляющие качения позволяют повысить точность фрезерных 

координатных станков HURCO. Система смазки, все движущиеся детали и механизм направляющих разработан HURCO при участии Rexroth(Германия).
«+»

Большое время работы на максимальных оборотах

Высокое качество станка, высокая точность

Долговечность работы

«-»

Большая масса и размеры станка

Высокая стоимость









Все выше представленные модели достаточно качественные и надежные станки, но ,и все они имеют один общий недостаток – большую стоимость и большие габариты, поэтому я выбрал для своей работы небольшой вертикально-фрезерный станок, изготовленный на базе сверлильного станка НС12А.



3.Разработка конструкции станка

Метод морфологического анализа

Необходимо изучить морфологический характер вертикально-фрезерных станков и предложить новую эффективную конструкцию устройства для фрезерования вертикально-фрезерного станка на базе сверлильного станка НС12А.

Точное определение класса изучаемых систем (устройств) позволяет раскрыть основные характеристики или параметры, облегчающие поиск новых решений. Применительно к фрезерному станку морфологическими признаками могут быть функциональные узлы станка: А — двигатель, Б — передаточный механизм, В — рабочая поверхность, Г — управление, Д — материал для рабочей поверхности.

Каждая характеристика (параметр) обладает определённым числом различных независимых свойств.

Двигатели: А1 — внутреннего сгорания, А2 — газовая турбина, А3 — электродвигатель, А4 — реактивный двигатель;
Передаточный механизм: Б1 — ремень, Б2 — вал, Б3 — цепная передача, Б4 — прямая подача от двигателя.;
Рабочая поверхность: В1 — подвижная по горизонтали, В2 — подвижная по вертикали, В3 — подвижная в оба направления(гор. верт.), В3 — неподвижная;

Управление: Г1 — ручное, Г2 — автоматическая подача, Г3 — ЧПУ;

Материал для рабочей поверхности: Д1 — дерево, Д2 — сталь, Д3 — чугун.


Для вертикально-фрезерного станка матрица будет иметь вид:

1 А2 А3 А4) (Б1 Б2 Б3 Б4 ) (В1 В2 В3) (Г1 Г2 Г3) (Д1 Д2 Д3)



Морфологический ящик




характеристика

свойства







1

2

3

4

А

Двигатель

внутреннего сгорания

газовая турбина

электродвигатель

реактивный двигатель

Б

Передаточный механизм

ремень

вал

цепная передача

прямая подача от двигателя

В

Рабочий стол

подвижный по длине

подвижный по ширине

подвижный в оба направления(гор. верт.)

неподвижный

Г

Управление

ручное

автоматическая подача

ЧПУ

-

Д

Материал для рабочего стола

дерево

сталь

чугун

-

Возможные сочетания:



А3, Б1,В3, Г1, Д1; А1, Б3, В4, Г2, Д3; А3, Б3, В1, Г2, Д3; А1, Б2, В3, Г3, Д2 и др.

Из всех предложенных и возможных вариантов для нас представляет интерес только первый вариант. Электродвигатель с помощью ремня передает вращательные движения на патрон с фрезой. Подвижный по ширине и высоте рабочий стол, изготовленный из дерева, позволяет с помощью ручного управления обрабатывать деталь или заготовку.

Принцип работы станка

В станке используются вертикальные фрезы, для обработки металлических и деревянных изделий. Рабочий стол устанавливается на суппорт, благодаря которому имеется возможность осуществлять горизонтальную подачу по ширине и длине, а так же возможно осуществлять подачу фрезы на нужную глубину, благодаря регулируемой высоте подачи фрезы. Электродвигатель имеет мощность 0.6 кВт, чего достаточно для небольшого - переносного станка в условиях учебной мастерской.

4.Паспорт вертикально-фрезерного станка









Техника безопасности при работе на фрезерном станке

При фрезеровании можно травмироваться при неправильной установке детали и фрезы, неправильном управлении станком во время работы, попадании отлетаемой стружки на руки, лицо и глаза, затягивании пальцев под фрезу и т.д.

^ 1. До начала работы

• привести в порядок рабочую одежду (застегнуть обшлага рукавов, одеть головной убор);

• проверить наличие рабочего и режущего инструмента и их исправность;

• проверить наличие защитного экрана и заземления;

• проверить исправность станка на холостом ходу.

^ 2. Во время работы

• не пользоваться неисправным инструментом и тупой фрезой;

• не убирать излишки стружек руками или ветошью, не сдувать их, а удалять стружку щеткой-сметкой;

• не отходить от работающего станка, не заниматься посторонними делами;

• не производить замер обрабатываемой детали при вращаю

щейся фрезе;

• не подводить пальцы рук близко к вращающейся фрезе;

• не менять скорости вращения шпинделя без разрешения учителя.

^ 3. По окончании работы



• выключить станок от общей силовой сети;

• снять обрабатываемую деталь и фрезу, убрать фрезу и рабочий инструмент на свое предназначенное место;

• убрать станок щеткой-сметкой или ветошью;

• смазать машинным маслом все направляющие станка;

• убрать рабочее место.




5.Заключение

Во время конструирования вертикально-фрезерного станка, я успел ознакомиться с историей обработки материалов с помощью фрезерования. Изучил основные технологии обработки фрезерованием. Провел анализ существующих конструкций и разработал конструкцию станка для вертикального фрезерования. Написал паспорт станка. А так же усвоил огромное изобилие полезной информации. В ходе выполнения курсовой работы все поставленные задачи были решены. Цель курсовой работы выполнена: вертикально-фрезерный станок сконструирован.

6.Литература

  1. При написании курсовой использовались материалы сети Интернет: http://www.google.ru/ , http://www.rambler.ru/;

  2. Уч. Кувшинский В.В. «Фрезерование», Издательство: Москва, «Машиностроение» 1977г.

  3. «Фрезерное дело», учебное пособие, автор: Барбашов Ф.А., издательство: Москва, «Высшая школа» 1973г.






Скачать файл (2128.7 kb.)

Поиск по сайту:  

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