Наладка токарного станка с ЧПУ на обработку типовой детали

В подсистемах резцов для точения и  растачивания  за базовые приняты    четыре конструкторских решения (см.  рис. 5).  Обозначение резцов соответствует  ГОСТ  26476—85.

Рис. 5. Типы механического крепления СМП по  IS0.

СМП без отверстия закрепляют по типу С (рис.6). При таком методе закрепления СМП базируют в закрытом гнезде державки 1 по двум базовым поверхностям и сверху прижимают к опорной поверхности прихватом 2. Быстрый съем СМП обеспечивается дифференциальным винтом 3. Опорную твердосплавную пластину 4 закрепляют винтом 5 на державке резца или разрезной пружинящей втулкой.

Тип крепления имеет  следующие исполнения: C₁ — для режущих пластин с задним углом, С₃ — без заднего угла.

 На передней поверхности  СМП с задним углом выполнены стружколомающие канавки для дробления и отвода сливной стружки. При использовании СМП без заднего угла применяют накладные стружколомы, которые закрепляют с помощью прихвата и дифференциального винта.

Рис. 6. Крепление пластины прихватом и винтом с разнонаправленной резьбой (тип С).

 

Резцы исполнений С₁ и C₃ с опорной пластиной широко применяют при точении и растачивании; резцы без опорной пластины — при растачивании малых отверстий и точении (сечение державки  резца   12X12—16X16 мм).

В резцах исполнения С₃ могут использоваться СМП из твердого сплава и режущей керамики (последние в настоящее время выпускаются без отверстий).

Резцы исполнения С₁ имеют положительные углы, что обеспечивает небольшую силу резания. Поэтому их рекомендуется применять для обработки нежестких деталей. Эти резцы могут также применяться с накладными стружколомами.

В данной работе для чернового и получистового точения поверхностей 1,2 выбираем резец проходной с механическим креплением твердосплавных пластин, правый (см. Приложение лист 2).

Параметры резца:

Таблица №3

Обозначение	Сечение резца	h1	h2	L	b2
2102-0191	25X25	25	29	150	35.8

 

      Для проточки канавок поверхности 3 используем резец токарный для обработки наружных канавок, правый (см. Приложение лист 3).

Параметры резца:

Таблица №4

Обозначение	Сечение резца	b1	f	L
035-2126-1183	25X25	25	32	150

 

      Для чистового точения поверхностей 1,2 используем резец токарный с механическим креплением квадратных пластин из керамики, правый (см. Приложение лист 4).

Параметры резца:

Таблица №5

Обозначение	Сечение резца	l2max	f	L
CSSNR/L 2525M12	25X25	36	32	150

 

          1.2.2  Вспомогательный инструмент

 

Конструкция вспомогательного инструмента для станков с  ЧПУ определяется его основными  элементами: присоединительными поверхностями  для крепления его на станке и для крепления режущего инструмента. Устройства автоматической смены инструмента определяют конструкцию хвостовика, который должен быть одинаковым для всего режущего инструмента к данному станку. Для получения размеров деталей без пробных проходов в соответствии с управляющей программой (УП) необходимо в конструкции вспомогательного инструмента (иногда и режущего тоже) предусмотреть элементы, обеспечивающие регулирование положения режущих кромок, т. е. настройку инструмента на определенный вылет. Этим объясняется наличие у станков с ЧПУ разнообразных переходников (адаптеров). Хвостовик переходника предназначен для конкретного станка, а передняя зажимная часть — для режущего инструмента со стандартными присоединительными поверхностями (призматическими, цилиндрическими и коническими по форме, с размерами, регламентированными стандартами на инструмент). Переходники образуют комплект вспомогательного инструмента (резцедержатели, патроны, оправки и втулки различных конструкций), обеспечивающий крепление требуемой номенклатуры режущего инструмента. Такой комплект в сочетании с прибором предварительной настройки должен обеспечить наладку инструмента для работы на станке с ЧПУ.

Разнообразие типов  станков с ЧПУ предполагает и  разнообразие способов установки и смены инструмента. В связи с этим разрабатывают системы вспомогательного инструмента, которые можно характеризовать как наборы универсального применения и унифицированной конструкции, обеспечивающие качественное закрепление стандартного режущего инструмента, необходимое для полной реализации технологических возможностей различных станков с ЧПУ.

Режущий инструмент на станках  токарной группы с ЧПУ устанавливается и закрепляется либо в резцедержателях суппортов, либо в револьверных головках непосредственно, либо с использованием переходных элементов.

При непосредственной установке  в гнездо суппорта или револьверной головки режущий инструмент может быть заранее настроен на определенные размеры. Это достаточно просто, если режущий инструмент имеет специальные настроечные элементы. Например, у резцов (или резцовых вставок) это специальные винты (штифты) в торце и сбоку; они могут быть и  у сверл, зенкеров и т. д. (рис. 7, а). Предварительная настройка режущего инструмента на заранее заданные величины W'_x и W'_z определит положение вершины инструмента Р относительно базовой точки F элемента станка (рис. 7, б), т. е. вылет W_x и W_z, который учитывается технологом-программистом при разработке УП. Естественно, что положение базовых поверхностей (А_к и A_z, рис. 7, б) под инструмент элемента станка относительно его базовой точки F заранее известно и постоянно для данного станка, т. е. известны значения ZFN и XFN.

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 7 Схема настройки режущего инструмента на токарном станке

 

Виды переходных элементов у токарных станков, как правило, отличаются конструкцией (единого для всех элементов) базового узла и видом базовой поверхности. Так, встречаются переходные элементы с зубчатыми базовыми поверхностями      (рис. 8, б), с двумя опорными призмами (рис. 8, г), с цилиндрическим хвостовиком (рис. 8, д.), с базирующей призмой (рис. 8, в) и др. Два последних вида развернуты в определенные подсистемы и наиболее часто используются на станках отечественного производства.

Типовой резцедержатель с цилиндрическим хвостовиком и с перпендикулярным открытым пазом под резцы различных типов приведен на рис. 9, а. Для установки резца на высоте центров служит подкладка 3. Резец крепят с помощью винтов и прижимной планки 2. Подача СОЖ в зону резания осуществляется через имеющийся в корпусе 4 канал, образованный пересекающимися отверстиями и заканчивающийся шариком /, позволяющим регулировать направление подачи СОЖ. Для облегчения настройки положения вершин резцов на заданные координаты в корпусе размещены два регулировочных винта 5, расположенных под углом 45° друг к другу

Рис. 8 Схема установки режущего инструмента на токарном станке. а-револьверная головка; б-зубчатый резцедержатель; в, г-резцедержатели с базирующими призмами;  д-резцедержатель с рифлёным хвостовиком.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

В рассмотренной подсистеме все резцедержатели в револьверной головке станка или в гнездах суппорта базируются по цилиндру хвостовика (с рифлениями на лыске), обеспечивающему точную угловую установку инструмента. Закрепляют такой инструмент в револьверной головке (см. рис. 8, д) при помощи сухаря или клина, также имеющего рифления, но смещенные относительно рифленого хвостовика. В результате опорная поверхность вспомогательного инструмента прижимается к револьверной головке с большим усилием, что обеспечивает высокую жесткость соединения.

 

Рис. 9. Резцедержатель с цилиндрическим хвостовиком с перпендикулярным открытым пазом (а) и комплект оправок для расточных резцов (б)

 

Существует  несколько способов составления  инструмента:

1) рабочую часть инструмента закрепляют непосредственно на хвостовой оправке;

2) через промежуточные  элементы (при установке меньшего  по размерам инструмента);

3) через удлинитель (например, при обработке отверстий во 2-й  или 3-й стенке корпусной детали).

Основным и наиболее важным узлом агрегатного инструмента является соединительный элемент, который обеспечивает не только взаимное соединение отдельных частей инструмента, но также жесткость, точность и повторяемость сборки агрегатных инструментов.

Принцип агрегатирования  в определенной мере применен в системах вспомогательного инструмента для  станков с ЧПУ с устройствами автоматической смены инструмента. На практике такие системы могут  быть тщательно отработаны для различного оборудования. Одной из самых совершенных систем инструмента для токарных станков с ЧПУ является в частности система агрегатно-модульного инструмента концерна «Сандвик» (Sandvik, Швеция).

Рисунок 10. Резцовый блок (а) и схема его крепления на базовой оправке (10,в)

Все режущие блоки системы имеют базовые поверхности с цилиндрическим отверстием и пазом в середине хвостовика (рисунок 10, а). При установке блока 1 в гнездо оправки 3 (сверху вниз) блок поверхностями выступа А базируется в прямоугольном гнезде оправки. При этом в цилиндрическое отверстие и паз блока входит фигурный выступ тяги 2 (рисунок 10, б). При смещении тяги 2 под действием силы Q происходит крепление блока в гнезде оправки 3 (рисунок 10, в).

 

Рис. 11. Комплект инструментальных блоков

 

Набор разнообразных  блоков (рис. 11) к одной оправке открывает широкие технологические возможности обработки деталей на каждом данном станке. Единообразие базовых поверхностей блоков обеспечивает простоту замены инструмента в зависимости от перехода (обрабатываемой поверхности) операции. В общем случае оправки для крепления инструментальных блоков могут быть выполнены в виде отдельных (индивидуальных) элементов или являться базовыми стационарными элементами револьверных головок (суппортов).

 

 

1.3  Анализ узлов и типовых элементов конструкции станка

 

        1.3.1. Привод главного движения

 

В качестве привода главного движения используется частотно – регулируемый асинхронный электродвигатель с диапазоном регулирования с постоянной мощностью 1500 – 4500 об/мин (1000- 3500 об/мин при двигателях постоянного тока производства НРБ).

Передача вращения от электродвигателя на I вал шпиндельной бабки осуществляется поли - клиновым ремнем 2240Л20 с передаточным отношением 1:2,5 (1:2 в случае применения электродвигателя постоянного тока).

 

        1.3.2 Шпиндельный узел

 

На станке установлена  шпиндельная бабка, имеющая три  диапазона скоростей вращения с  соотношением 1,25:1; 1:2; 1:5,5, переключаемых  вручную.

Коробка скоростей  служит для сообщения  шпинделю различных скоростей  вращения при резании.

Смазка подшипников и шестерен коробки скоростей осуществляется от плунжерного насоса, расположенного внутри коробки скоростей.

Шпиндель станка смонтирован  в конических двух- и однорядном подшипниках. Подшипники регулируются на заводе-изготовителе станка и не требуют регулировки в процессе эксплуатации.

Для обеспечения возможности   резьбонарезания на  шпиндельной  бабке    устанавливается  датчик резьбонарезания. Для выборки люфта  в зубчатом зацеплении; привода датчика  шестерня 1 постоянно находится под действием пружины 2, стремящейся развернуть ее относительно шестерни 3, тем самым обеспечивается беззазорное зацепление.

     Чертеж шпиндельной бабки приведен в Приложении лист 5.

 

          1.3.3 Привод продольной подачи

 

  Привод продольной  подачи включает шариковую передачу винт-гайка качения, опоры винта, приводной электродвигатель постоянного тока с редуктором (передаточное отношение 1:1) или асинхронный двигатель с частотным регулированием и редуктором (передаточное отношение 1:2), а также датчик обратной связи, который соединен с винтом через муфту или на части станков 16К20Т1.02 встроен в асинхронный электродвигатель. Выбор зазора в зубчатом зацеплении редуктора производится перемещением переходной плиты с электродвигателем при помощи поворота эксцентрика.

Регулирование натяга в  винтовой шариковой паре продольного перемещения (рис. 12) производится поворотом полугайки 2 относительно полугайки 1 с помощью сегмента 6 (число зубьев на внутреннем венце —92, на наружном— 93).

Регулирование натяга следует производить в следующей последовательности:

отвернуть винты 3 и снять крышку 5;

вывести сегмент 6 из зацепления с полугайкой 2 и сектором 7;

переставить сегмент 6 на определенное число зубьев исходя ' из того, что перестановка на один зуб приводит к осевому смещению гайки на 1 мкм;

специальным ключом довернуть  полугайку 2 в нужную сторожу;

внести в зацепление сегмент 6 с полугайкой 2 и сектором 7, закрепить» крышку 5 винтами 3.

 

Рис. 12  Регулирование  натяга в передаче винт-гайка качения

 

 

              1.3.4 Привод поперечной подачи

 

 

Привод поперечной подачи (рис.13). Каретка суппорта 1 перемещается по направляющим станины, а салазки 2 — по направляющим каретки.

От шагового двигателя  с гидроусилителем 16, закрепленного на кронштейне 14, вращение передается винту качения 9 через колеса 17 и 13. Для выбора зазора в зубчатом зацеплении смещают колесо 17 относительно колеса 13. Винт качения 9 установлен в радиальных подшипниках 12, натяг в которых создается двенадцатью пружинами 19, вставленными в специальные втулки 18. От осевого смещения винт качения удерживается упорными подшипниками 11, натяг в которых; создается сжатием пружин 10. Раскрытие стыка между правым торцом гайки 21 и втулки 20 недопустимо.