Наладка токарного станка с ЧПУ на обработку типовой детали

 

 

Рис. 13. Привод поперечной подачи станка 16К20Ф3

 

Корпус гайки 6 жестко крепят к суппорту 1 клином 5. Жесткая стыковка корпуса гайки 6 с фланцем 3 достигается подшлифовыванием последнего.

Выбор зазора и регулировку натяга в паре винт - гайка качения производят поворотом полугайки 7 относительно полугайки 4 с помощью колеса 8, поворот которого на один зуб относительно полугайки 7 приводит к осевому смещению на  1 мкм.  Бесконтактный конечный выключатель 15 выдает ход в нулевое положение.

 

             1.3.5 Револьверная головка

 

Конструкция револьверной головки со сменой инструмента приведена на рис. 14. Расфиксация револьверной головки происходит при вращении ротора, встроенного в стакан 8 электродвигателя 9. При этом через поводковую муфту 12 вращается эксцентрично расположенный блок сателлитов 13. Колесо 14, обкатываясь по неподвижному колесу 6 с внутренним зубом, приводит во вращение колесо 5, на левом торце которого выполнена резьба 17, сопрягающаяся с гайкой. При перемещении гайки влево происходит перемещение стакана 23, на торце которого расположен сменный инструментальный диск 20. На нем также установлено плоское зубчатое колесо 16, которое при перемещении влево выходит из зацепления с закрепленным на корпусе головки плоским колесом 15. При дальнейшем вращении двигателя кулачок 21 (вращается по часовой стрелке), связанный торцовой зубчатой муфтой и гайкой 22 с колесом 5, своим выступом 36 воздействует на поводок 32, жестко закрепленный в стакане 23. Подпружиненные фиксаторы 33 и 35 за счет скосов утапливаются (при этом выступ фиксатора 33 входит в прямоугольный паз на кулачке) и освобождают стакан от сцепления с кольцом 18, прикрепленным к корпусу. Происходит поворот револьверной головки в заданную позицию, которая контролируется датчиком 11, связанным со стаканом 23 валиком 10. По команде датчика двигатель 9 реверсируется, фиксаторы 33 и 35 западают в соответствующие гнезда на кольце 18, исключая обратный поворот стакана с инструментальным диском.

Следовательно, при вращении шестерни 5 через гайку стакан 23 с  плоским зубчатым колесом 16 смещается вправо, фиксируя револьверную головку. После сжатия зубчатых полумуфт 15 и 16 с требуемым усилием происходит отключение электродвигателя 9 с помощью реле тока.

Включение подачи СОЖ  на инструментальные блоки осуществляется нажатием толкателем 37 клапана 38 при фиксации инструментального диска в рабочей позиции. Коллектор 29 (25) для подачи СОЖ крепится сбоку к корпусу револьверной головки.

Механизм разжима инструментального  блока в позиции смены установлен в корпусе 7 и состоит из гидроцилиндра 4, рычага 3 и толкателя 26. При подаче масла в правую полость гидроцилиндра толкатель воздействует на плунжер 19, который через гидропласт передает давление под поршень инструментального блока 2; пружина 24 сжимается, освобождая сменную головку 1 блока, имеющую Q - образный паз.

 

 

 

Рис. 14. Револьверная головка с автоматической сменой инструмента

 

Устройства  автоматического контроля и измерения. Для контроля геометрических размеров обрабатываемой заготовки и инструментов, устанавливаемых на токарном станке с ЧПУ, обычно используют измерительные контактные (щуповые) головки. Датчик касания, встроенный

 в такую головку, регистрирует момент контакта с измеряемой поверхностью, подавая импульсный сигнал о положении головки в момент касания (по соответствующей координате) в систему ЧПУ станка. Тем самым можно производить проверку результатов обработки деталей без снятия их со станка, привязку режущих кромок инструмента после его смены к координатам нулевой точки станка и вводить в программу обработки соответствующую коррекцию. При измерении размеров детали 3-координатная щуповая головка устанавливается в одной из позиций инструментального диска (на рис. 14 головка 31).

 

 

   1.3.6  Гидравлическая система станка

 

Гидравлическая схема  представлена на примере станка 1720ПФ30.

Гидростанция  станка крепится на задней стороне  станины и содержит насос Н, фильтр Ф1 и напорный золотник КП1, а также заливной фильтр Ф2, манометр МН, реле давления РД1 и реле РУ контроля уровня масла в баке. Гидравлическая схема станка представлена на рисунке 15.

Гидроприводы  в станке обеспечивают следующие  функции:

• зажим-разжим патрона гидроцилиндром Ц1 с гидрозамком ГЗ, установленными в шпиндельной коробке;
• выдвижение пиноли гидроцилиндром ЦЗ и зажима гидроцилиндром Ц2 подвижной каретки задней бабки;
• переключение гидроцилиндром Ц5 диапазонов механической коробки скоростей с автоматическим натяжением приводного ремня гидроцилиндром Ц4;

 

 

 

Рисунок 15. Гидросхема станка 1720ПФ30 

 

• выдвижение измерительного щупа из корпуса шпиндельной бабки гидромотором ГМ1 с целью контроля размеров режущих инструментов;
• зажим и разжим инструментальных блоков в револьверной головке гидроцилиндром Ц6;
• открытие и закрытие ограждения рабочей зоны гидромотором ГМ2.

 

2. Настройка  станка на выполнение операций

 

     2.1 Карта наладки станка

 

Карта наладки станка приведена в Приложении лист 6.

 

     2.2 Выбор вспомогательных приспособлений

 

        2.2.1 Патрон

 

Патроны для станков  токарной группы   должны   обеспечивать:  

1)  сокращение   времени,   затрачиваемого   на смену (установку и съем) заготовок, на переналадку или замену кулачков при переустановке заготовок или смене объекта обработки,  на  смену патронов, а также на переналадку станка с патронных   на   центровые   работы;

2) соосность оси заготовки  относительно оси шпинделя  станка в процессе обработки, что предъявляет к патронам  требование  стабильной  точности центрирования    заготовок,    а   также жесткости   узлов   патронов;  

3)   силу зажима,   гарантирующую  в   процессе обработки неизменное положение заготовки, достигнутое при базировании, т. е.  препятствовать повороту и смещению заготовки  под действием  моментов и сил резания;

4) снижение или даже  исключение влияния центробежных  сил  на  силу  зажима заготовок кулачками;   

5)   достаточный   размер центрального отверстия  для  возможности обработки в одном  и том же патроне как штучных, так и прутковых заготовок;

6) возможность установки в одном патроне заготовок различной конфигурации.

Сокращение времени, затрачиваемого на растачивание незакаленных кулачков после их установки в патроне на станках с ЧПУ, может быть достигнуто за счет растачивания кулачков автоматически по заданной программе.

Для зажима   данной детали используем патрон ПЗК250Ф6(рис.16)

Рис. 16. Патрон быстропереналаживаемый

 

Патрон самоцентрирующийся клиновой  быстропереналаживаемый конструкции ЭНИМСа предназначен для  центрирования и закрепления  заготовок на токарных станках в  условиях серийного производства. Патрон состоит из корпуса 4, двух кулачков (незакаленного 1 и основного 2), крышки 3,штифта 7, эксцентрикового устройства 8, с помощью которого осуществляется закрепление зажимных кулачков прижимом 6 после их переустановки и штока 5. Зажим и разжим заготовки в патроне производится от механизированного привода, установленного на заднем конце шпинделя станка. После переустановки каждого кулачка 1 на требуемый диаметр кулачки растачиваются.

 

Технические характеристики патрона ПЗК250Ф6

 

Таблица №6

Диаметр наружный	250
Диаметр присоединительного конуса	375
Высота патрона H	105
Диаметр изделия, зажимаемого в  прямых кулачках
наименьший	20
наибольший	100
Диаметр изделия, зажимаемого  внутренними ступенями кулачков
наименьший	90
наибольший	250
Диаметр изделия, зажимаемого наружными ступенями кулачков
наименьший	90
наибольший	240
Сила зажима, кН не менее	50

 

 

                   

 

 

                2.2.2 Задний центр

 

Задний центр 7032-4114 показан на рисунке 17.

 

Рис. 17. Центр вращающийся с конусом Морзе 4 усиленной серии.

Центры вращающиеся  с конусом Морзе 4 и 5 усиленной  серии предназначены для установки деталей типа валов при их обработке на станках токарной группы.

Центр состоит из корпуса 1, центрового валика 2, трёх подшипников, на которых установлен шпиндель: двух радиальных – переднего 6, находящегося в головке корпуса, и заднего 9, установленного в хвостовике корпуса, - которые воспринимают радиальные нагрузки, и одного упорного шарикоподшипника 8, воспринимающего осевые нагрузки.

Поджим подшипника 6 производиться  гайкой 3, в которой установлено  лабиринтное кольцо 4, предохраняющее подшипники от загрязнений и удерживающее смазочный материал. Гайка фиксируется стопорным винтом 5. Задний подшипник закрывается заглушкой 10, ввернутой в резьбовое отверстие хвостовика корпуса. Смазывание подшипников осуществляется через резьбовое отверстие в корпусе, закрываемое винтом 7.

Техническая характеристика центра вращающегося с конусом Морзе 4 усиленной серии (размеры в мм):

Таблица №7

D	73
L	199
d d________________________________________________35	35
l	36
l1 l1_______________________________________________96,5	96,5
Максимальная частота вращения  центрового валика, мин -1 Максимальная частота  вращения центрового валика___1500 мин -1	1500
Радиальное биение, мкм:
Конуса центрового валика	16
Конца хвостовика валика	40
Масса, кг	2,20

 

2.3 Маршрут технологического процесса

 

Чертеж вала изображен  в Приложении лист 8.

Таблица №8

Операция	Содержание и наименование операции	Станок, оборудование	Оснастка
005	Отрезать заготовку	Фрезерно-отрезной	Призматические тиски
010	Термическая обработка
015	Фрезеровать торцы в  размер 519±0,2 и центровать с двух сторон одновременно	Фрезерно-центровальный 2Г942	Приспособление при  станке
020	Точить: шейки Ø80g6 до Ø85,  Ø90h7 до Ø95 и фаски	Токарный 16К20Ф3	Вращающийся центр, поводковый патрон
025	Точить: шейки Ø85k6 до Ø90, Ø90h7 до Ø95 и фаски Точить: шейки Ø80g6 до Ø80,  Ø105f7 до Ø105,5h4, фаски, Ø90h6 до Ø90,5h4, проточить две канавки B=5	Токарный 16К20Ф3	То же
030	Точить: шейки Ø80g6 до Ø80,5h4, Ø90h6 до Ø90,5h14, фаски, канавки B = 5	Токарный 16К20Ф3	__”__
035	Фрезеровать шпоночный  паз 6	Шпоночно-фрезерный 6930	Самоцентрирующиеся тиски
040	Обработать два резьбовых  отверстия М10 на глубину 10	Радиально-сверлильный 2А554	Приспособления для  сверления на торцах валов
045	Фрезеровать шесть шлицев в размер 20js до 87,8	Шлицефрезерный и горизонтальный полуавтомат 5А352ПФ2	Центры, поводок
050	Фрезеровать шесть шлицев в размер 20jN до Ø67,8	То же	То же
055	Зачистить заусенцы	Механизированный верстак
060	Шлифовать шейки Ø80g6, Ø90h7, Ø105f7, торец	Круглошлифовальный 3М153ДФ2	Центры, поводок
065	Шлифовать шейки Ø85k6, Ø90h7	То же	То же
070	Промыть деталь	Моечная машина
075	Технический контроль
080	Нанесение антикоррозионного  покрытия

В данной курсовой работе рассматривается выполнение операций №20, №25 и №30.

 

2.4 Расчет производительности и времени обработки

 

Расчёт производительности для черновой обработки:

T = 30 мин

t = 8 мм

s = 1 мм/об

для резца Т15К6 (σ = 75 кг/мм²)

v = 100 м/с

число оборотов:

n = 4.8  об/с

P_z = 3690 Н

M_kp = 246 Н∙м

  Вт

η = 0.8

P_дв = Prez/η ≈ 8,1 кВт

Так как мощность электродвигателя составляет 10кВт, то мы получили нагруженность в 81%, что подтверждает целесообразность обработки данным резцом при данных глубине резания и подаче.

Формулы для определения  основного (технологического) времени  обработки детали на металлорежущих станках.

- время на точение поверхности.

- время холостых ходов

Т_ц-время обработки 1 детали

- подача на оборот шпинделя  мм/об;

- минутная подача, мм/мин;

- частота вращения шпинделя, об/мин;

 

2.5 Разработка РТК

 

РТК приведена в Приложении лист 7.

 

 

3. Модернизация

 

В связи с тем, что  при обработке данной детали был  использован современный режущий инструмент (пластины из минералокерамики), расчетные скорости резания возросли, и появилась необходимость в модернизации коробки скоростей станка. В данной работе по модернизации КС проделаны следующие операции:

- три ступени заменены двумя

- убраны  3 и 4 валы

- для расширения диапазона  частот уменьшено одно из передаточных отношении между 2 и 5 валами (c 1/φ³  до 1/φ⁶). При этом была произведена замена зубчатого колеса с числом зубьев z=30 на z=15.

Кинематическая схема  и график частот вращения, моментов, мощностей, а также вариант их модернизации приведены в Приложении лист 1.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4. Заключение

 

В данной курсовой работе приведен пример наладки токарного  станка с ЧПУ на обработку типовой  детали. Был проведен анализ подобранного для изготовления детали станка, разобраны  типовые конструкции станка. Подобран режущий и вспомогательный инструмент. Разработана Расчетно-технологическая карта и карта наладки. Разработан вариант модернизации станка.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список литературы

 

1.  Гжиров Р.И., Серебреницкий П.П. Программирование обработки на станках с ЧПУ: Справочник. – Ленинград «Машиностроение», Ленинградское отделение, 1990. – 592с.
2. Кузнецов Ю.И., Маслов А.Р., Байков А.Н. Оснастка для станков с ЧПУ: Справочник. – М. «Машиностроение», 1990. – 512с.
3. Обработка материалов резанием: Справочник / Под. ред. А.А. Панова. – М. «Машиностроение», 1988. – 736с.