Наладка токарного станка с ЧПУ на обработку типовой детали

Министерство  образования и науки Российской Федерации

 

 

Курганский Государственный  Университет

 

 

Кафедра автоматизации  производственных процессов и производств

 

 

 

 

 

 

КУРСОВАЯ РАБОТА

 

расчетно-пояснительная  записка

 

 

Наладка токарного  станка с ЧПУ на обработку типовой детали

 

 

 

 

 

 

 

 

Выполнил: студент группы Т-4133 Черепов А.Е.               подпись:

 

 

 

Проверил: преподаватель Рохин В.Л.                                  подпись:

 

Дата защиты

 

Оценка         

 

 

 

 

 

 

Курган, 2006

 

Аннотация

 

В настоящее время на большинстве заводов и предприятий применяются станки с числовым программным управлением. Именно эти типы станков обеспечивают максимальную гибкость производства, что необходимо для адаптации предприятия к внешним воздействиям рынка спроса.  Станки с ЧПУ легко перенастраиваются на работу с различными типами заготовок, поэтому эти станки являются наиболее перспективными. 

В данной курсовой работе рассматривается наладка станка с ЧПУ на обработку типовой  детали. Подбирается режущий и  вспомогательный инструмент. Разрабатывается расчетно-технологическая карта.

Проведится работа по модернизации станка.

Пояснительная записка содержит 40  листов машинописного текста. Графическая часть составляет  1 лист формата А1, 2 листа формата А2, 1 лист формата А3, 4 листа формата А4.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Содержание

 

Аннотация ………………………………………………………………………...2

Содержание ………………………………………………………………………3

Введение ………………………………………………………………………….5

1.Описание и анализ  конструкций станка ……………………………………...6

   1.1 Описание станка ……………………………………………………………6

      1.1.1 Назначение  станка  …………………………………………………….6

      1.1.2 Технические характеристики  ………………………………………….8

      1.1.3 Компоновка станка  …………………………………………………….9

          1.1.3.1 Основание  станка ………………………………………………...11

          1.1.3.2 Станина станка …………………………………………………...11

      1.1.4 Кинематическая  схема станка ………………………………………..12

   1.2 Виды применяемых станочных приспособлений ………………………12

      1.2.1 Режущий инструмент  ………………………………………………...12

      1.2.2 Вспомогательный  инструмент ……………………………………….15

   1.3 Анализ узлов и типовых  элементов конструкций станка  ………………22

      1.3.1 Привод главного  движения …………………………………………..22

      1.3.2 Шпиндельный узел  ……………………………………………………22

      1.3.3 Привод  продольной подачи …………………………………………..23

      1.3.4 Привод  поперечной подачи …………………………………………..24

      1.3.5 Револьверная  головка …………………………………………………25

      1.3.6 Гидравлическая  система станка ……………………………………...28

2. Настройка станка  на выполнение операции ………………………………..30

   2.1 Карта наладки станка ……………………………………………………..30

   2.2 Выбор вспомогательных  приспособлений ………………………………30

      2.2.1 Патрон ………………………………………………………………….30

      2.2.2 Задний  центр …………………………………………………………..33

   2.3 Маршрут технологического процесса …………………………………...34

  2.4 Расчет производительности и времени обработки ……………………...36

   2.5 Разработка  РТК ……………………………………………………………37

3. Модернизация ………………………………………………………………...38

4. Заключение ……………………………………………………………………39

Список литературы ……………………………………………………………...40

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

 

В данной курсовой работе рассмотрена обработка детали типа вал на токарном станке с ЧПУ. Рассмотрен способ крепления детали в патроне станка и выбран вспомогательный инструмент. Рассмотрены поверхности обрабатываемой детали и подобран соответствующий режущий инструмент для обработки этих поверхностей. Разработана РТК, показывающая способ обработки детали на данном станке. Произведен расчет производительности станка. Проанализированы типовые элементы конструкций станка.

Разработано техническое  предложение по модернизации привода  главного движения станка.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Описание и анализ конструкции станка

1.1 Описание  станка

            1.1.1 Назначение станка

 

Станок 16К20ФЗ является наиболее массовой моделью отечественного токарного станка. Предназначен станок для выполнения патронных и центровых токарных работ, на нем в полуавтоматическом цикле могут быть обработаны разнообразные наружные и внутренние цилиндрические, конические и криволинейные поверхности, а также нарезаны резьбы.

В зависимости от комплектования устройством  ЧПУ модификации станка имеют следующие обозначения; 16К20ФЗС1 — c устройством ЧПУ «Контур 2ПТ», 16К20ФЗС2 — с устройством СС221-02Р фирмы Alсatel (Франция), 16К20ФЗС4 — с устройством ЭМ907, 16К20ФЗС5 — с устройством Н22-1А1, 16К20ФЗС6— с устройством 1Н22-62, 16К.20Т1 — с устройством «Электроника НЦ-31».

Рис. 1. Внешний вид  станка 16К20Ф3

 

 

Рис.2 РТК на базе станка с ЧПУ 16К20Ф3.С18 с автоматическим манипулятором  МА89Ц05.15

 

 

 

 

 

 

 

 

1.1.2 Технические характеристики

Таблица №1

Наименование  параметров	Ед. изм.	Величины
Наибольший диаметр  устанавливаемого изделия над станиной	мм	500
Наибольшая длина устанавливаемого изделия в центрах	мм	900
Наибольший диаметр  обрабатываемого изделия над станиной	мм	320
Наибольший диаметр  обрабатываемого изделия над  суппортом	мм	200
Числа оборотов шпинделя в минуту		35(50)-1500
Количество инструментов		6
Тип привода подачи		Электрогидравлический шаговый (ШД5-Д1)
Наибольший ход суппортов по оси Х/по оси Z	мм	210/905
Максимальная скорость быстрых перемещений:	мм/мин
- продольных		5000
- поперечных		3000
Минимальная/Максимальная скорость рабочих подач:	мм/мин
- продольных		1...2000
- поперечных		0,5...1500
Коррекции		Положения инструмента  или изменения подачи на 20%
Регулирование частот вращения шпинделя		ступенчатое
Количество ступеней регулирования частот вращения шпинделя		3
Частоты вращения шпинделя на ступени I/II/III (с эл.двигателем 1500 об/мин)	об/мин	80/220/660
Количество управляемых/одновременно управляемых координат		2/2
Количество входных/выходных сигналов		32/16
Число корректоров		6
Память управляющих  программ	байт	7900
Емкость архива управляющих  программ	Кбайт	16
Максимальное число  кадров управляющих программ		254
Габаритные размеры  станка:	мм
- длина		3700
- ширина		2260
- высота		1650
Тип привода главного движения		Асинхронный э/д с АКС  на ЭММ
Число скоростей привода  главного движения (общее/по программе)		12/9
Мощность электродвигателя главного движения	кВт	10
Масса станка	кг	3 800

 

1.1.3 Компоновка станка

     

     Механические базовые узлы станков с ЧПУ изготовляют с повышенной точностью, жесткостью, виброустойчивостью, надежностью, так как станки с ЧПУ, будучи дорогостоящим автоматизированным оборудованием, должны работать более двух смен в сутки. Расположение и обозначение составных частей изделий на рис. 3 и 4.

 

Рис. 3. Общий вид станка

 

Рис. 4. Общий вид станка

 

 

Таблица №2

Номер позиции (рис.1,2)	Наименование
1	Основание
2	Станина
3	Каретка
4	Опора левая винта  продольного перемещения
5	Бабка шпиндельная
6	Привод продольного  перемещения
7	Ограждение неподвижное
8	Привод датчика резьбонарезания
9	Шкаф управления
10	Ограждение подвижное
11	Головка автоматическая универсальная
12	Винтовая шариковая  пара поперечного перемещения
13	Шкаф управления
14	Винтовая шариковая  пара продольного перемещения
15	бабка задняя
16	Опора  продольного  винта правая
17	Электрооборудование
18	Пульт управления
19	Блок ручного управления
20	Электромеханический привод пиноли задней бабки
21	Смазка централизованная
22	Установка моторная
23	Патрон механизированный с электромеханическим приводом
24	Привод поперечного  движения
25	редуктор поперечной подачи
26	Разводка коммуникаций по станку
27	Разводка коммуникаций по каретке
28	Установка дисплея

 

1.1.3.1 Основание станка

 

Основание станка представляет собой  жесткую отливку, на которой устанавливаются станина, электродвигатель главного движения, станции смазки направляющих каретки и шпиндельной бабки, насос подачи СОЖ. Средняя часть основания служит сборником для стружки и СОЖ, отсек в нижней правой части основания – резервуаром СОЖ.

 

1.1.3.2 Станина.

 

 Станины станков с ЧПУ  являются основными базовыми  элементами, поскольку на них размещают направляющие станков. Встречаются следующие разновидности этих деталей:

1) чугунные станины,  оснащенные стальными закаленными  и шлифованными направляющими (как роликовыми направляющими качения, так и гидростатическими);

     2) сварные станины и стойки, имеющие закаленные направляющие, чаще всего прямоугольной формы; специальная технология сварки и термообработки обеспечивает сохранение первоначальной точности на длительное время;

3) станины токарных  станков с ЧПУ, имеющие вертикальное  или наклонное расположение плоскости  направляющих для обеспечения  схода стружки.

Станина станка имеет  коробчатую форму с поперечными  ребрами П-образного профиля, закаленные шлифованные направляющие. На станине устанавливаются шпиндельная бабка, каретка, привод продольной подачи.

 

4.  Кинематическая схема станка

 

Кинематическая схема  станка характеризуется наличием отдельных  кинематических групп основного и вспомогательных движений.

Изменение частоты вращения главного движения производится за счет переключения блоков шестерен в кинематической группе и регулирования частоты вращения двигателя

Кинематическая схема  коробки скоростей и график частот вращения приведены в Приложении лист 1.

 

 

1.2 Виды применяемых станочных приспособлений

 

     1.2.1 Режущий инструмент

 

В настоящее время  на станках с ЧПУ токарной группы, выпускаемых промышленностью, можно выполнять самые разнообразные операции. Комплект резцов для этих станков должен обеспечивать обработку поверхностей, наиболее часто встречающихся в машиностроении. Во ВНИИ разработана система токарных резцов, предназначенных для выполнения различных операций на станках с ЧПУ. В резцах применяют СМП из твердого сплава (с износостойким покрытием и без него) и из керамики.

В разработанной системе  резцы по назначению подразделяют на подсистемы для точения, растачивания, нарезания резьб, канавок и отрезания.

В системе резцов предусмотрены: надежные методы закрепления СМП, обеспечивающих хорошее дробление и отвод стружки, высокую точность позиционирования СМП и их быстросменность; возможность использований потребителем всей гаммы форм и размеров СМП; новые конструкции СМП, обеспечивающие эффективное дробление стружки; сокращение числа применяемых методов крепления СМП и унификация крепежных деталей и присоединительных элементов; соответствие точностных параметров резцов, габарита и формы державок требованиям отечественных и международных стандартов, а конструкций резцов — лучшим мировым аналогам; возможность применения специальных крепежных деталей (повышенной точности и надежности); изготовление державок и крепежных деталей из легированных сталей; технологичность изготовления  резцов.