Проктирование фрезерных станков

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

20

                  Д 330.1.03.00.001.0000. ПЗ

 

3 Фрезерный станок ФСА-1

 

Станок фрезерный  с нижним расположением шпинделя имеет виброустойчивую станину - чугунную отливку коробчатой формы, на которой неподвижно установлен стол. Стол станка — чугунная отливка, усиленная ребрами жесткости. Стол жестко крепится к станине. На задней стенке на поворотной плите смонтирован привод шпинделя, который состоит из двухскоростного электродвигателя и плоскоременной передачи. Натяжение ремня тарированное (тарировка осуществляется винтовой цилиндрической пружиной). В нише с левой стороны размещено электрооборудование.

В чугунном корпусе  коробчатого сечения на подшипниках  качения смонтирован шпиндель. Шпиндельная бабка вместе со шпинделем перемещается в вертикальной плоскости относительно стола по направляющим станины на 100 мм вращением маховика с помощью червячной и винтовой передач и может быть зафиксирована рукояткой в любом промежуточном положении на высоте подъема. Режущий инструмент закрепляется на специальной насадке, которая крепится в конусном отверстии шпинделя дифференциальной гайкой, имеющей две резьбы одного направления: одну          с мелким шагом, соответствующим резьбе на оправке, и вторую с большим шагом  на шпинделе.

Инструментальная  оправка комплектуется набором простановочных колец, что позволяет закреплять на оправке фрезы различной высоты. При установке оправки или режущего инструмента на шпиндель последний стопорится от проворачивания относительно корпуса фиксатором, вставляемым

в радиальное отверстие  шпинделя. Положение фиксатора контролируется стопорным винтом, сблокированным с микровыключателем.

Ограждение инструмента  состоит из чугунного корпуса, в  котором имеется патрубок для  вытяжки стружки и пыли в общецеховую  систему, двух кронштейнов, передней и  задней направляющих линеек для базирования  обрабатываемого материала, а также механизма микронастройки линеек. Концы

 

 

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

21

                  Д 330.1.03.00.001.0000. ПЗ

линеек армированы деревянными накладками, что обеспечивает безопасную работу при переналадке станка, а также более высокое качество обработки вследствие уменьшения зазора между линейкой и инструментом. Корпус ограждения рассчитан для работы с инструментом до 150 мм.

Безопасность  работы повышает также защита инструмента, выполненная     в виде штампосварного щитка, закрывающего переднюю выступающую  часть фрезы. Подъём щитка до настроенного крайнего верхнего положения в процессе работы осуществляется передней гранью движущейся заготовки, а возврат         в исходное положение - под действием его собственного веса, частично уравновешенного пружиной. Для предотвращения обратного выброса заготовки из станка предназначен тормозной сектор.

На колонке  установлен поворотный кронштейн, к  которому через штангу подвешен автоподатчик. Заготовка подается вращающимися роликами. Для    настройки на толщину и ширину обработки автоподатчик можно переставлять

по высоте и ширине. Кроме того, его можно повернуть относительно оси колонки и установить в нерабочее положение.

Автоподатчик  используется при обработке больших партий прямолинейных заготовок. Он обеспечивает равномерную подачу деталей, повышает качество получаемого изделия, производительность и безопасность труда. Управление станком осуществляется кнопками пульта управления, установленного на кронштейне-стойке над столом.

На фронтальную  часть станины вынесен выключатель  и переключатель частоты вращения шпинделя. На боковой поверхности станины размещены маховички перемещения суппорта и натяжения ремня. Для освещения рабочего пространства на станке предусмотрена лампа.

 

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

22

                  Д 330.1.03.00.001.0000. ПЗ

3.1 Описание конструкции станка ФСА-1

 

1-станина, 2 – стол, 3 –  автоподатчик, 4 – бабка шпиндельная, 5 – насадка шпиндельная, 6 – электорооборудование, 7 – маховичок регулирования скорости, 8 – пульт управления, 9 – маховичок  перемещения бабки шпиндельной, 10 – маховичок натяжения ремня.

Рисунок 3.1- Фрезерный станок с механической подачей, ФСА-1

 

 

                                    

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                           

  Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

23

                  Д 330.1.03.00.001.0000. ПЗ

                          

                 

                            Таблица 4 - Технические данные станка ФСА-1

Толщина обрабатываемого  изделия, мм	100
Разнотолщинность последовательно обрабатываемых деталей, мм	до 20
Размеры стола (длина х  ширина), мм	1000 х 800
Диаметр шпиндельной насадки, мм	32
Частота вращения шпинделя, мин-1	4500; 9000
Вертикальное   относительное   перемещение шпинделя, мм	100
Наибольший диаметр режущего инструмента, мм	150
Внутренний конус шпинделя (конус Морзе), номер	4
Мощность электродвигателей, кВт
шпинделя	4,7/5,5
подачи	0,55
Тип подающего органа	автоподатчик
Количество подающих роликов	3
Скорость подачи, м/мин.	8…25
Регулирование подачи	бесступенчат.
Частота вращения электродвигателя, мин-1
шпинделя	1450/2860
подачи	1420
Габаритные размеры, мм:
длина	1085
ширина	1175
высота	1450
Масса, т	0,915

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

24

                  Д 330.1.03.00.001.0000. ПЗ

 

Рисунок 3.2 Кинематическая схема ФСА-1   На станине 1 рис.2.4, крепится стол 8 и шпиндельный суппорт (шпиндельная бабка) 5, шпиндель II которой  заканчивается инструментальной оправкой V, выступающей через отверстие  в поверхности стола и служащей для крепления режущего инструмента 9. Привод шпинделя во вращение осуществляется от вала / двухскоростного асинхронного электродвигателя 18, установленного на задней стенке станины на поворотной плите, через плоский синтетический ремень 20 и шкивы 19 и 2. Натяжение ремня  регулируется маховиком 16 и винтом VII через тарированную цилиндрическую пружину сжатия 17. Шпиндельный суппорт представляет  собой чугунный корпус, в котором на высокоточных подшипниках качения 3 и 6 смонтирован шпиндель. Настроечные перемещения  суппорта по высоте выполняются маховиком        Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 25                   Д 330.1.03.00.001.0000. ПЗ 13 через вал  III, вращение которого через червячную  пару 11 я 12 передается винту IV, зафиксированному в осевом направлении  в упорных подшипниках 10 и 14. В результате ввертывания винта IV в неподвижно закрепленную на суппорте гайку 15 суппорт перемещается по высоте. Суппорт в заданном положении фиксируется винтом 4. Чтобы при настройке суппорта по высоте плоский ремень 20 не соскочил со шкива 2 последний выполняется длиннее шкива 19, закрепленного на валу электродвигателя, на максимальную величину перемещения. Автоподатчик  подвешивается на штанге при помощи поворотного кронштейна опорной колонны 36, закреплённой на столе 8 станка. Привод подающих роликов 30 осуществляется от электродвигателя 21 через конусный диск 22, фрикционное кольцо сцепления 23, червячную и зубчатые передачи. Скорость подачи регулируется перестановкой конусного диска относительно кольца через винтовую передачу маховичком 32. Подающие ролики имеют независимую подвеску, а их прижим к обрабатываемому материалу обеспечивается пружинами. Автоподатчик переставляется по ширине через реечную передачу 35.

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

26

                  Д 330.1.03.00.001.0000. ПЗ

 

4  Расчёт параметров  фрезерного станка с нижним  расположением шпинделя

                4.1  Кинематический расчет привода  механизма резания

Определение передаточного  числа плоскоременной передачи с  учетом проскальзывания ремня:

U_p.n=

     (4.1)

где d₂ - диаметр ведущего шкива привода механизма резания станка                               d₂ =252 мм, d₃ - диаметр ведомого шкива, d₃ =80 мм, x - коэффициент скольжения , x = 0,02

                              U_p.n  =

Определяем частоту  вращения шпинделя станка при включении  первой частоты вращения электродвигателя привода:

                                 n_ш1 = n_дв1 U_p.n  ,    (4.2)

где n_дв1 - частота вращения вала электродвигателя привода механизма резания станка по техническому паспорту,   n_дв1 = 1500 мин^-1,

По формуле (4.2) вычислим: 

                                n_ш1=1500 3 = 4500 мин^-1

Определяем частоту  вращения шпинделя станка при включении  второй частоты вращения двухскоростного электродвигателя привода:

                               n_ш2  = n_дв2 U_p.n  ,     (4.3)

где n_дв2 -  вторая частота вращения вала электродвигателя, n_дв2 =3000 мин^-1,                    n_ш2 =3000 3 = 9000 мин^-1.

 

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

27

                  Д 330.1.03.00.001.0000. ПЗ

 

Скорость резания, соответствующая частоте вращения шпинделя n_ш1, для фрезы наибольшего допустимого диаметра D_ф.max=150 мм:

                            V_p1=       (4.4)

                           V_p1= м/с

Скорость резания, соответствующая частоте вращения шпинделя n_ш2:

                           V_p2=      (4.5)

                           V_p2= м/с

 

4.2  Кинематический  расчет привода механизма подачи

Исследуем кинематику автоподатчика.

Наименьшее передаточное число конического фрикционного вариатора с учётом явления геометрического  скольжения:

                                 U_{в мин}= ,   (4.6)

где D _ф.к - диаметр фрикционного кольца вариатора, D _ф.к = 45мм,                                    z - коэффициент проскальзывания , z ⁼0,98, D _{ф.д max} - наибольший диаметр фрикционного диска, D _{ф.д max=160}

                                         U_{в мин}= ,

Наибольшее передаточное число фрикционного вариатора с  учётом явления геометрического  скольжения:

   Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

28

                  Д 330.1.03.00.001.0000. ПЗ

                    

U_{в мах}=

,     (4.7)

где D _{ф.д мин}- наименьший диаметр фрикционного диска, D _{ф.д мин} =45 мм

                                  U_{в мах}= .

Согласно кинематической схеме передаточное число зубчатой передачи привода вальцов автоподатчика U_зп есть произведение передаточных чисел: червячной пары червяк 4 - червячное колесо 5 (U_ч.п), пар зубчатых колёс 6 и 7 (U_зп1), 8 и 9 (U_зп2):

                                    U_зп= U_ч.п U_зп1 U_зп2  .   (4.8)

Выражая множители  уравнения (3.8) через отношения соответствующих  чисел зубьев, получим выражение:

                                    U_зп= ,     (4.9)

где  z₄, z₅, z₆, z₇, z₈, z₉ - числа зубьев соответственно 4, 5, 6, 7, 8, 9 зубчатого колеса, z₄ =2, z₅ =32,  z₆ =30, z₇ =35, z₈ = 24, z₉ =27,

                                   U_зп= .

Определяем наименьшее передаточное число механизма привода  подающих вальцов:

                               U_мин = U_{в мин} U_зп                          (4.10)

                              U_мин = 0.287 0.0476 = 0.0137

Определяем наибольшее передаточное число механизма привода:

                                  U_мах = U_{в мах} U_зп     (4.11)

  Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата