Главная       Продать работу       Блог       Контакты       Оплата       О нас       Как мы работаем       Регистрация       Вход в кабинет
Тех. дипломные работы
   автомобили
   спец. техника
   станки
   тех. маш.
   строительство
   электроснабжение
   пищевая промышленность
   водоснабжение
   газоснабжение
   автоматизация
   теплоснабжение
   холодильники
   машиностроение
   др. тех. специальности

Тех. курсовые работы
   автомобили
   спец. техника
   станки
   тех. маш.
   строительство
   детали машин
   электроснабжение
   газоснабжение
   водоснабжение
   пищевая промышленность
   автоматизация
   теплоснабжение
   ТММ
   ВСТИ
   гидравлика и пневматика
   машиностроение
   др. тех. специальности

Тех. дополнения
   Отчеты
   Расчетно-графические работы
   Лекции
   Задачи
   Лабораторные работы
   Литература
   Контрольные работы
   Чертежи и 3D моделирование
   Тех. soft
   Рефераты
   Общий раздел
   Технологический раздел
   Конструкторский раздел
   Эксплуатационный раздел
   БЖД раздел
   Экономический раздел
   Экологический раздел
   Автоматизация раздел
   Расчетные работы

Гум. дипломные работы
   педагогика и психология
   астрономия и космонавтика
   банковское, биржевое дело
   БЖД и экология
   биология и естествознание
   бухгалтерский счет и аудит
   военное дело
   география
   геология
   государство и право
   журналистика и СМИ
   иностранные языки
   история
   коммуникации
   краеведение
   кулинария
   культура и искусство
   литература
   экономика и торговля
   математика
   медицина
   международное отношение
   менеджмент
   политология
   музыка
   религия
   социология
   спорт и туризм
   таможенная система
   физика
   химия
   философия
   финансы
   этика и эстетика
   правознавство

Гум. курсовые работы
   педагогика и психология
   астрономия и космонавтика
   банковское, биржевое дело
   БЖД и экология
   биология и естествознание
   бухгалтерский счет и аудит
   военное дело
   география
   геология
   государство и право
   журналистика и СМИ
   иностранные языки
   история
   коммуникации
   краеведение
   кулинария
   культура и искусство
   литература
   экономика и торговля
   математика
   медицина
   международное отношение
   менеджмент
   политология
   музыка
   религия
   социология
   спорт и туризм
   таможенная система
   физика
   химия
   философия
   финансы
   этика и эстетика
   правознавство

Гум. дополнения
   Отчеты
   Расчетные работы
   Лекции
   Задачи
   Лабораторные работы
   Литература
   Контрольные работы
   Сочинения
   Гум. soft
   Рефераты

Рефераты
   Авиация и космонавтика
   Административное право
   Арбитражный процесс
   Архитектура
   Астрология
   Астрономия
   Банковское дело
   Безопасность жизнедеятельнос
   Биографии
   Биология
   Биология и химия
   Биржевое дело
   Ботаника и сельское хоз-во
   Бухгалтерский учет и аудит
   Валютные отношения
   Ветеринария
   Военная кафедра
   ГДЗ
   География
   Геодезия
   Геология
   Геополитика
   Государство и право
   Гражданское право и процесс
   Делопроизводство
   Деньги и кредит
   ЕГЭ
   Естествознание
   Журналистика
   ЗНО
   Зоология
   Издательское дело и полиграф
   Инвестиции
   Иностранный язык
   Информатика
   Информатика, программировани
   Исторические личности
   История
   История техники
   Кибернетика
   Коммуникации и связь
   Компьютерные науки
   Косметология
   Краеведение и этнография
   Краткое содержание произведе
   Криминалистика
   Криминология
   Криптология
   Кулинария
   Культура и искусство
   Культурология
   Литература : зарубежная
   Литература и русский язык
   Логика
   Логистика
   Маркетинг
   Математика
   Медицина, здоровье
   Медицинские науки
   Международное публичное прав
   Международное частное право
   Международные отношения
   Менеджмент
   Металлургия
   Москвоведение
   Музыка
   Муниципальное право
   Налоги, налогообложение
   Наука и техника
   Начертательная геометрия
   Оккультизм и уфология
   Остальные рефераты
   Педагогика
   Политология
   Право
   Право, юриспруденция
   Предпринимательство
   Прикладные науки
   Промышленность, производство
   Психология
   психология, педагогика
   Радиоэлектроника
   Реклама
   Религия и мифология
   Риторика
   Сексология
   Социология
   Статистика
   Страхование
   Строительные науки
   Строительство
   Схемотехника
   Таможенная система
   Теория государства и права
   Теория организации
   Теплотехника
   Технология
   Товароведение
   Транспорт
   Трудовое право
   Туризм
   Уголовное право и процесс
   Управление
   Управленческие науки
   Физика
   Физкультура и спорт
   Философия
   Финансовые науки
   Финансы
   Фотография
   Химия
   Хозяйственное право
   Цифровые устройства
   Экологическое право
   Экология
   Экономика
   Экономико-математическое мод
   Экономическая география
   Экономическая теория
   Этика
   Юриспруденция
   Языковедение
   Языкознание, филология

Главная > Тех. дипломные работы > станки
Название:
Проект модернизации металлорежущего сверлильно-фрезерного станка 2А459АФ4

Тип: Дипломные работы
Категория: Тех. дипломные работы
Подкатегория: станки

Цена:
0 руб



Подробное описание:

РЕФЕРАТ
Объем пояснительной записки содержит 110 страниц, 8 таблиц, 15 рисунков, 3 приложения.
Объем графических документов 12 листов.

ГИДРАВЛИЧЕСКАЯ СХЕМА, ЗУБЧАТАЯ ПЕРЕДАЧА, КОНСТРУКЦИЯ, КОРОБКА СКОРОСТЕЙ, ОБОСНОВАНИЕ ТЕХНИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК, ПРИВОД ГЛАВНОГО ДВИЖЕНИЯ, ПРИВОД ПОДАЧ, СТАНОК, ШПИНДЕЛЬ, ПОДШИПНИКИ.

Целью дипломного проекта является разработка координатно-расточного - сверлильно - фрезерного станка.
В пояснительной записке произведен анализ и обзор станков аналогичного назначения. Произведено обоснование технических характеристик проектируемого станка. Выполнены кинематические расчеты привода главного движения, прочностные расчеты. В записке описана конструкция основных узлов станка. Произведено экономическое обоснование проектируемого станка. В записку вложены разделы стандартизации контроля качества продукции, охраны труда и безопасности жизнедеятельности, экологии.
ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение………………………………………………………………….....6
1. Технологическое обоснование проекта……………………………....7
2. Обзор и анализ конструкций станков аналогичного назначения…...9
Станок модели TXK160 Fanuc …………………………………...10
Основные технические данные…………………………………...10
Станок модели TK611C…………………………………………...11
Основные технические данные…………………………………...11
Станок модели 2А622Ф4………………………………………….13
Основные технические данные…………………………………...14
Станок модели ИР500ПМФ4……………………………………..14
Основные технические данные…………………………………...14
Станок модели 2254ВМФ4……………………………………….15
2.5.1. Основные технические данные…………………………………...16
2.6. Станок модели 2А620Ф1-1……………………………………….16
2.6.1. Основные технические данные…………………………………...17
2.7. Станок модели 2А459АФ4………………………………………..18
2.7.1. Основные технические данные…………………………………...18
3. Обоснование технических характеристик станка…………………..24
Определение габаритных размеров обрабатываемых заготовок…………………………………………………………...24
Выбор глубины резания…………………………………………..25
Выбор предельных значений подач……………………………...26
Выбор предельных скоростей резания…………………………..27
Определение предельных частот вращения шпинделя…………29
4. Расчет и выбор электродвигателей…………………………………..30
5. Кинематический расчет привода главного движения……………...31
Определение числа ступеней коробки скоростей……………….31
Разработка кинематической схемы коробки скоростей………...33
Построение графика частот вращения шпинделя……………….34
Расчет чисел зубьев передач……………………………………...35
6. Описание компоновки и кинематической схемы станка…………..36
7. Прочностные расчеты приводов и узлов станка……………………45
Расчет на прочность зубчатых передач………………………….45
Расчет клиноременной передачи…………………………………48
Расчет шпинделя на жесткость…………………………………...52
Расчет валов на прочность………………………………………..54
Определение долговечности опор………………………………..60
Расчет на прочность болтового соединения шестерни Z = 88 с шестерней Z = 62………………………………………………………………...62
8. Описание основных узлов станка, его конструктивных особенностей, наладки и работы………………………………………………..64
Станина…………………………………………………………….64
Стойка……………………………………………………………...65
Стол………………………………………………………………...66
Шпиндельная бабка……………………………………………….67
Коробка скоростей………………………………………………...68
Шпиндельный узел………………………………………………..69
Устройство зажима инструмента………………………………...69
Стол поворотный делительный кантуемый……………………..70
8.8.1. Технические характеристики……………………………………..71
9. Описание гидравлической схемы……………………………………74
Схема гидравлическая принципиальная…………………………74
Описание работы…………………………………………………..76
Система централизованной периодической смазки…………….80
Описание работы системы централизованной периодической смазки ……………………………………………………………………………80
10. Экономическое обоснование проекта………………………………83
11. Стандартизация и контроль качества продукции………………….88
11.1 Карта технического уровня и качества проектируемого станка…89
11.2 Анализ унифицированных узлов проектируемого станка………..92
11.3 Средства активного контроля, использованные в проектируемом станке…………………………………………………………………………….92
11.4 Методика испытаний и приемки станка…………………………..93
12. Охрана труда и техника безопасности……………………………100
Анализ опасных и вредных производственных факторов……100
Электробезопасность……………………………………………104
Пожарная безопасность…………………………………………105
13. Экология……………………………………………………………..106
Заключение……………………………………………….……………...109
Библиографический список………………………………….…………110
Приложение 1. Спецификация………………………………………....111
Приложение 2. Спецификация…………………………………………113
Приложение 3. Спецификация…………………………………………116
ВВЕДЕНИЕ
Станки координатно-расточной группы предназначены для обработки корпусных деталей с высокой точностью. Получение высокой точности зависит от многих параметров. Динамическая точность станка оказывает существенное влияние на точность обработки. Современный рынок требует от производителя станков увеличения количества номенклатуры обрабатываемых изделий на станке, повышения скорости обработки, а так же повышения числа одновременно управляемых координат от ЧПУ станка в процессе обработки изделий.
В данной работе разработан сверлильно – фрезерный координатно расточной станок с повышением частоты вращения привода главного движения, а также повышением одновременно управляемых координат от ЧПУ станка.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


1. ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ПРОЕКТА
В современном машиностроении, для достижения высокого уровня качества производства, перед производителем стоит ряд вопросов, по решению которых он сталкивается с рядом проблем. Выбор номенклатуры изделий, способы получения заготовок, выбор оптимального технологического процесса, станочного оборудования, выбор средств контроля готовых изделий, решение по вопросу реализации изделий, ряд вопросов с вязанных с экологией и многих других. Безусловно, не должна оказаться без внимания и экономическая сторона на всех стадиях производства.
При выборе станочного оборудования, в первую очередь, должна оцениваться степень загруженности того или иного станка в цехе в целом. Для чего производиться анализ всех возможных вариантов обработки того или иного изделия.
В данном дипломном проекте производиться обработка корпусной детали основание люнета из материала Сч 20 ГОСТ1412–85, в которой обрабатываются два отверстия мм и два отверстия мм, расположенных под углом 12030'.[1]
Обработка данной детали имеет определенного рода сложность по достижению точного угла между осями обрабатываемых отверстий и точности самой обработки. Обработка на универсальном оборудовании внесла бы не мало хлопот по решению данного вопроса с последующим экономическим оттенком. Скорее всего, потребовалось бы проектирование специального приспособления, что неотразимо бы внесло свою лекту в экономическую часть, а так же наличие необходимого типа станков на предприятии, с достаточной степенью точности.
Существенно облегчило бы задачу наличие станка с ЧПУ и встроенным поворотным столом с числовой индикацией, что несказанно бы отразилось на времени и точности позиционирования детали в процессе обработки. На сегодняшний момент промышленность хорошо оснащена станками данного типа, с возможностью четырех координатной обработки и даже более, с достаточной степенью точности начинаю от класса В и вплоть до С. Без условно производство таких станков обходиться не дешево, гораздо легче и дешевле осуществить модернизацию уже имеющегося оборудования, за счет внедрения новых технологий, современных устройств, систем и т.д..
В данном дипломном проекте обработка детали производиться на координатном сверлильно-фрезерном расточном станке с числовым программным управлением модели 2А459АФ4 , который в свою очередь обладает всем рядом возможностей для достижения всех требований по обработке детали представителя. Станок обладает наличием поворотного стола с ценой деления 0,001 градусов и достаточным рядом чисел оборотов шпинделя для обработки деталей данного типа, массы и размера. Другие технические характеристики станка представлены ниже в разделе обзора и анализа конструкций станков аналогичного назначения.
Заготовка должна иметь минимальные деформации от действия сил резания, зажима и собственного веса. При обработке отверстия по седьмому квалитету точности первым технологическим переходом является черновое растачивание, а за ним следует чистовое растачивание.[1].
. (1.1)
При черновом растачивании отверстий  45 и  52 мм:
.
При чистовом растачивании отверстий  45 и  52 мм:
,
где Cv - коэффициент; Тm - стойкость резца; t - глубина резания; S - подача; К - поправочный коэффициент.


2. ОБЗОР И АНАЛИЗ КОНСТРУКЦИЙ СТАНКОВ АНАЛОГИЧНОГО НАЗНАЧЕНИЯ
Координатно-расточные станки предназначены для обработки отверстий с высокой точностью относительно базовых поверхностей в корпусных деталях, кондукторных плитах, штампах в единичном и мелкосерийном производстве. На них производятся практически все операции, выполняемые на расточных станках. Кроме того, на них можно производить разметочные операции. Для точного измерения координатных перемещений станки снабжены различными механическими, оптико-механическими, индуктивными и электронными устройствами отсчета.
По компоновке станки выполняются одностоечными и двух стоечными. Главным движением является вращение шпинделя, а движением подачи вертикальное перемещение шпинделя, продольное и поперечное перемещение стола или стойки (поперечное). Установочные движения в одностоечных станках - продольное и поперечное перемещение стола на заданные координаты и вертикальное перемещение шпиндельной бабки в зависимости от высоты детали; в двух стоечных станках - продольное перемещение стола, поперечное перемещение шпиндельной бабки по траверсе и вертикальное перемещение траверсы со шпиндельной бабкой.
Точность линейных перемещений 2 – 8 мкм, а угловых - до 5'. Станки необходимо устанавливать на специальных виброизолирующих фундаментах в термоконстантных помещениях с температурой воздуха 20 + 0,2 ° С. Для достижения высокой точности обработки к основным элементам станков предъявляют высокие требования к конструкции станка, качеству изготовления, монтажу и сборке, точности систем отсчета координат.
Анализ обработки корпусных деталей, наиболее трудоемких по характеру выполнения технологического процесса, показал, что на сверление отверстий и нарезание резьб затрачивается 70% времени обработки, на фрезерование - 20% и на растачивание - 10%. Поэтому одним из важнейших путей повышения производительности обработки на станках сверлильно-расточной группы является сокращение времени установки заготовки в рабочую позицию, смены и крепления инструмента, введение комплексной обработки различными инструментами. Это может быть достигнуто применением устройств предварительного набора координат, систем знаковой индикации, ЧПУ, предварительной размерной настройки инструмента вне станка, автоматической сменой инструмента, расширением возможностей станков за счет изменения конструкции станков с револьверными инструментальными головками или инструментальными магазинами с быстрой заменой инструмента. Производительность многооперационных станков в 3 – 8 раз выше по сравнению с универсальными станками
Ниже представлен обзор станков аналогичного назначения, включая модернизируемые станок модели 2А459АФ4.
2.1 Станок модели TXK160 Fanuc
Горизонтально-расточной станок марки TXK160 с ЧПУ Fanuc (обеспечивает контроль по 4-м осям). На станках производится сверление, зенкерование, развертывание отверстий, растачивание отверстий консольными и двухопорными оправками, фрезерование плоскостей (в том числе по прямоугольному контуру), нарезание резьб, обтачивание торцов и цилиндрических поверхностей с помощью радиального суппорта планшайбы.
Увеличена площадь рабочего стола и горизонтальное перемещение.
На осях X/Y/Z используются прямолинейные направляющие, что обеспечивает высокую точность позиционирования.
2.1.1 Основные технические данные
Размер рабочего стола, мм 1300 Х 600
Ширина Т образного паза, мм / количество пазов 18/5
Перемещение по оси X, мм 1050
Перемещение по оси Y, мм 800
Перемещение по оси Z, мм 500
Конус шпинделя ВТ 50
Максимальная скорость вращения шпинделя, об/мин 3000
Мощность электродвигателя основного вала,кВт 5.5/ 7.5
Скорость подачи X,Y,Z, мм/мин 1-3000
Ускорение свободного перемещения X,Y,Z, мм/мин 18000
Точность позиционирования по осям X,Y,Z, мм ± 0.015
Система управления Е60,М64AS, ANUC
Суммарная мощность кВт 20
Габариты 2550Х3000Х2500
Масса , кг 6000
2.2 Станок модели TK611C/IV
TK611C/IV является горизонтально-расточным станком с системой ЧПУ. Произвольный контроль осей X, Y, Z и одновременный контроль всех трех осей, с ЧПУ Fanuc/Siemens. Станок может быть укомплектован четвертой осью. Благодаря вращающемуся столу можно производить обработку сложных и больших фигурных деталей и штампов.
2.2.1 Основные технические данные
Диаметр шпинделя, мм 110
Размер рабочего стола, мм 1320X1010
Количество Т-образных пазов/ширина, мм 7/22
Расстояние между двумя отверстиями, мм 125
Максимальный вес загрузки стола, кг 5000
Расстояние от центра шпинделя до крышки стола, мм 5-1205
Продольный и поперечный ход стола, мм 1800X1300
Вертикальный ход шпиндельной бабки, мм 1200
Продольный ход шпинделя, мм 550
Максимальный диаметр растачивания, мм 240
Максимальный диаметр рассверливания, мм 50
Внутренний конус шпинделя BT50
Максимально допустимый вращающий момент
на шпинделе, Нм 1100
Максимально допустимый вращающий момент
на подрезной головке, мм 1100
Радиальный ход державки подрезной головки, мм 160
Максимальный рабочий диаметр державки
подрезной головки, мм 630
Максимально допустимая сила продольной
подачи на шпинделе, Н 13000
Увеличение скорости шпинделя Бесступенчатое
Увеличение скорости подрезной головки Бесступенчатое
Диапазон скоростей шпинделя, об/мин 12-1100
Диапазон скоростей подрезной головки, об/мин 4-130
Мощность основного двигателя , кВТ 11/15
Общие габариты (ДxШxВ), мм 5347X3420X3190
Вес брутто/нетто станка, кг 14500/16000
Быстрый ход осей X, Y, W, мм/мин 5000
Быстрый ход шпинделя, мм/мин 3600
Точность позиционирования (x, y, z) X: 0.04, Y: 0.05 Z: 0.06 мм
Точность пошагового позиционирования (x, y, z) X: 0.015 мм
Номинальный диапазон цифровых показаний, мм 0.001
Точность индексации вращения рабочего стола ±6''(на90°)

 


2.3 Станок модели 2А622Ф4
2А622Ф4 - горизонтально-расточной с ЧПУ предназначен для обработки крупных деталей в условиях индивидуального и серийного производства, которым трудно сообщить вращательное главное движение. Обрабатываемую деталь закрепляют на столе станка или на плите. Возможно осуществлять черновое и чистовое растачивание отверстий, фрезерование плоскостей, сверление, зенкерование, развертывание отверстий, нарезание наружной и внутренней резьбы и другие технологические операции.
Горизонтально – расточной станок работает следующим образом: на станке осуществляется вращение шпинделя при выполнении всех основных видов работ и вращение планшайбы при обтачивании торцов радиальным суппортом. При сверлении, зенкеровании, развертывании и растачивании выдвижному шпинделю подачи (или столу) сообщают движение в продольном направлении. При растачивании отверстия резец устанавливают в борштанге, один конец которой закреплен в шпинделе, а другой вращается в подшипнике люнета стойки. При фрезеровании плоскостей осуществляют подачу выдвижного шпинделя, несущего фрезу, или стол получает перемещение в поперечном направлении. Станок даёт возможность осуществлять точные повороты стола на 900 и 1800.
Горизонтально – расточной станок имеет неподвижную переднюю стойку, прикрепленную к станине. По вертикальным направляющим стойки перемещается шпиндельная бабка, в которую вмонтирован выдвижной шпиндель, имеющий кроме вращательного движения и перемещение вдоль собственной оси. Поворотный стол станка с неподвижной передней стойкой имеет продольное и поперечное перемещения.
Предназначен для токарной обработки по программе цилиндрических,
торцовых, конических, ступенчатых и криволинейных поверхностей деталей из черных и цветных металлов и сплавов, а также для сверления и растачивания центральных отверстий, нарезания наружных резьб.
2.3.1 Основные технические данные
Размеры рабочей поверхности поворотного стола, мм 250х1250
Наибольшая масса обрабатываемого изделия, кг 5000
Наибольшее продольное перемещение
выдвижного шпинделя, мм 710
Наибольшее продольное перемещение
поворотного стола, мм 1000
Наибольшее верхнее перемещение
выдвижного шпинделя, мм 1000
Номинальная суммарная потребляемая мощность
при полной нагрузке одновременно работающих
электродвигателей, кВт 40,6
Масса станка, кг 20500
2.4 Станок модели ИР500ПМФ4
Горизонтальный сверлильно-фрезерно-расточной станок модели ИР500ПМФ4 с системой программного управления, автоматической сменой инструмента и столов-спутников предназначен для высокопроизводительной обработки корпусных деталей из различных материалов. Широкие диапазоны частоты вращения шпинделя и скоростей подач, наличие поворотного стола, высокая степень автоматизации вспомогательных работ расширяют технологические возможности станков и позволяют использовать их в составе гибких производительных систем.
2.4.1 Основные технические данные
Размеры рабочей поверхности стола, мм 630х630;500х500
Количество крепежных отверстий на поверхности стола 25
Расстояние между крепежными отверстиями, мм 100
Диаметр крепежных отверстий, мм М20
Наибольшие программируемые перемещения
по координатной оси Х, мм 800
Наибольшие программируемые перемещения
по координатной оси Y, мм 500
Наибольшие программируемые перемещения
по координатной оси Z, мм 500
Конус для крепления инструмента в шпинделе 50
Частота вращения шпинделя, мин-1 20-4500
Пределы подач по осям X, Y, Z, мм/мин 1-3600
Мощность главного привода, кВт 18
Скорость быстрых установочных перемещений
по осям X, Y, Z, м/мин 10000-15000
Количество инструментов в магазине 30; 60
Наибольший диаметр смежных инструментов, мм 125
Наибольший диаметр используемого инструмента, мм 160
Число позиций устройства смены столов-спутников 2
Габариты станка, мм 4450х4635х3205
Масса станка, кг 12785
2.5 Станок модели 2254ВМФ4
Сверлильно-фрезерно-расточный станок с ЧПУ модели 2254ВМФ4 предназначен для выполнения сверлильных, фрезерных и расточных операций при обработке плоских сторон деталей средних размеров.
На станке могут быть обработаны изделия из чугуна, стали, легких сплавов, цветных металлов, пластмасс и др.
Станок производит черновое и чистовое фрезерование плоскостей и криволинейных поверхностей, а также сверление, растачивание, зенкерование и развертывание точных отверстий, нарезание резьб метчиками и резцами.
2.5.1 Основные технические данные
Размеры рабочей поверхности стола, мм 500x630
Конус шпинделя с конусностью 7:24 N50AT5
Максимальные координатные перемещения
по осям X, Y, Z, мм 500
Пределы частот вращения шпинделя, 1/мин 2-3150
Регулирование скоростей шпинделя Бесступенчатое
Регулирование продольных, поперечных и
вертикальных подач Бесступенчатое
Пределы продольных, поперечных и вертикальных
подач, мм/мин 0,1-10000
Емкость инструментального магазина, шт 30
Мощность двигателя привода главного движения, кВт 10
Точность позиционирования (линейного), мм 0,016
Тип системы ЧПУ CNC
Габариты станка, мм 4610x4510x3235
Вес станка, кг 7000
2.6 Станок модели 2А620Ф1-1
Станок горизонтально-расточной модели 2А620Ф1-1 предназначен выполнения следующих технологических операций:
- фрезерование плоскостей, пазов, уступов;
- сверление, рассверливание, центрование и зенкерование отверстий;
- растачивание и развертывание отверстий;
- нарезание резьбы метчиками;
Станок оснащен устройством цифровой идентификации с преднабором по осям X,Y,Z, и B с применением высокоточных датчиков, обеспечивающих точное координатное перемещение подвижных узлов.

2.6.1 Основные технические данные
Поворотный стол:
размеры рабочей поверхности, мм 1 120х1 250
грузоподъемность, кг 4 000
Расточный шпиндель:
диаметр, мм 90
конус шпинделя ISO 45;40
диаметр планшайбы, мм 630
Наибольшие перемещения
стола поперечно, X, мм 1 250
шпиндельной бабки вертикально, Y, мм 1 000
стойки продольно, Z, мм 1 000
шпинделя, W, мм 710
поворот стола, B, град неограниченно
Скорость вращения:
шпинделя, об/мин 10 - 1 600
планшайбы, об/мин 6.3-160
Пределы рабочих подач:
X, Y, Z, мм/мин 1,25 - 1 250
W, мм/мин 2 – 200
U, мм/мин 0,8-800
Установочные габаритные размеры:
длина, ширина, высота, мм 7 600х3 730х3 220
Мощность главного привода, кВт 11
Масса, кг 17 000

 


2.7 Станок модели 2А459АФ4
Станок координатный сверлильно-фрезерный с числовым программным управлением модели 2А459АФ4 предназначен для выполнения в корпусных деталях станков, машин, штампов и приспособлений различных операций по обработке поверхностей и отверстий, к размерам, геометрической форме и положению которых предъявляются требования высокой точности: расточка, сверление, развертывание, подрезка торцов, фрезерование, нарезание резьбы, точная разметка и измерение в условиях индивидуального, мелкосерийного и крупносерийного производства.
Станок особо пригоден для обработки отверстий, расположенных на одной оси, параллельных, перпендикулярных или расположенных под произвольными углами параллельных зеркалу стола осях с высокой точностью, как по геометрии, так и по их взаимному расположению.
Характерной особенностью станка является наличие встроенного поворотного стола, что делает возможной обработку соосных отверстий в крупногабаритных деталях (используя точный поворот стола на 180) с высокой точностью. Кроме того. На станке можно производить обработку криволинейных контуров. Контурную обработку круглых отверстий фрезой.
Станок климатического исполнения УХЛ категории 4.1 по ГОСТ 15150-69. Но для работы при температуре 20±1С.
Класс точности станка – А (особо точные) по ГОСТ 8-82.
2.7.1 Основные технические данные
Основные технические данные приведены в таблице 2.1. Основные размеры по ОСТ 2Н62-1-80.

 

Таблица 2.1
Основные технические данные
Наименование параметров
Данные
Размеры рабочей поверхности стола
по ОСТ 2Н62-1-78, мм
ширина
длина


1000h14
1000h14
Количество Т-образных пазов
7
Расстояние между пазами по ГОСТ 6569-75, мм
125±0,4
Ширина пазов по ГОСТ 6569-75, мм
направляющего
остальных

22Н8
22Н12
Наибольшая масса заготовки, устанавливаемой на столе, кг

2000
Наибольшее программируемое рабочее перемещение по координате:
X, мм
Y, мм
Z, мм
B, градусов


1250
1000*¹
800*²
360+1/1000
Наименьшее расстояние от оси шпинделя до рабочей поверхности стола, при установке стойки
на координату 330мм, мм


30
Пределы частот вращения шпинделя, об/мин
20…3150±10%
Количество частот вращения шпинделя:
в автоматическом режиме
в ручном режиме
бесступенчатое
с дискретой 1 об/мин
Наибольший крутящий момент на шпинделе, Нм
441


Продолжение табл.2.1
Наименование параметров
Данные
Диапазон регулирования частоты вращения шпинделя:
с постоянной мощностью
с постоянным моментом


80…3150
20…80
Внутренний конус шпинделя
Конус 40 АТ4
ГОСТ19860-74
Наибольший конус в переходной втулке
Морзе 4
Наибольший диаметр обрабатываемого отверстия без интерполяции (резцом), мм

500
Наибольший диаметр сверления
по стали, мм

50
Наибольший диаметр торцовой фрезы, мм
200
Пределы подач по координате:
X; Y; Z, мм/мин
B, град/мин

2…2500±10%
0,72…1000±10%
Количество ступеней подач
в автоматическом режиме
в режиме ручного ввода данных

бесступенчатое
с дискретой 1мм/мин
Скорость быстрого перемещения в автомат. режиме/ в режиме ручного ввода:
X; Y; Z, мм/мин
B град/мин


8000±10%/5000±10%
2000±10%/1000±10%
Максимальное усилие подачи при резании по координате Z, H

10000

 


Продолжение табл.2.1
Наименование параметров
Данные
Габаритные размеры станка без приставного оборудования не более, мм
длина
ширина
высота


4415
4265
3800
Габаритные размеры станка с приставным оборудованием не более, мм
длина
ширина
высота


5870
5350
3800
Площадь занимаемая станком с приставным оборудованием, м²

34,4
Масса станка без приставного оборудования не более, кг

14600
Масса станка с приставным оборудованием не более, кг

17900
Максимальный момент, удерживаемый зажимами от проворота стола, Нм

3000
Тип системы числового программного управления
2С42 (Фанук)
Число одновременно управляемых координат:
при линейной интерполяции
при круговой интерполяции

4
2+1
Вид числового программного управления
комбинированное позиционное и контурное)
Ввод информации
вручную с перфоленты


Продолжение табл.2.1
Наименование параметров
Данные
Код представления информации по ГОСТ13052-74
7-битный
Способ задания размеров
абсолютный и по приращениям
Пределы смещения нуля отсчета
на всей длине перемещения
Преобразователь измерительный по координате X, Y, Z, В
оптико – электронные растровые
Цена деления отсчетных устройств перемещений по координате:
X; Y; Z, мм
B градусов


0,001
0,001
Точность одностороннего позиционирования по координате:
X; Y, мм
Z, мм
В, угловых сек.в положениях 0,90,180,270
в остальных


0,01
0,02
4
8
Точность межосевых расстояний расточенных отверстий, мм

0,018
Род тока питающей сети
переменный трехфазный
Частота тока, Гц
50
Напряжение, В
380 (+10%/-15%)
Род тока электроприводов главного движения, перемещения салазок стола, стойки, шпиндельной бабки, поворота стола

Постоянный


Окончание табл.2.1
Наименование параметров
Данные
Род тока электроприводов гидроагрегата, холодильного агрегата, насоса станции охлаждения

Переменный
Станций гидропривода с насосными установками

производительность, л/мин
номинальное давление, МПа
СВ-М3А-40-3Н-1,5-3/6 УЧХЛ
3/6
6,3
Емкость бака, л
40
Наибольшее рабочее давление в гидросистеме, МПа

5,5
Гидроаккумулятор
тип
max рабочее давление, МПа
емкость. л

АГП-Б-10/200
20
10
Насос установки очистки СОЖ
тип
производительность, л/мин

БХ14-44
100
Марка масла для гидросистемы и системы смазки
ИГП-18
Примечание:
Допускается применение других комплектующих изделий импортного и отечественного производства, не ухудшающих технические характеристики станка.
*¹ При положениях координаты Z в интервале координат от 0мм до 545мм и координаты В равной 0,90,180,270; при положениях координаты Z в интервале координат от 0мм до 395мм и координаты В равной 45,135,225,315.
*² При положениях координаты Y в интервале координат от 0мм до 925мм.
3. ОБОСНОВАНИЕ ТЕХНИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК СТАНКА
3.1 Определение габаритных размеров обрабатываемых заготовок
По заданным в задании данным:
обрабатываемому материалу - цв. сплавы, чугун, стали;
материалу РИ: быстрорежущие стали, твердые сплавы;
характеру производства - серийное.

При фрезеровании:
По заданным B и L определяются их предельные значения[2].
B – ширина стола; B = 1000 мм;
L – длина стола; L = 1000 мм.
(3.1)
(3.2)
(3.3)
(3.4)
Вычисляются средние значения максимальных и минимальных диаметров фрез.
Для торцовых фрез:
(3.5)
(3.6)
Рассчитанные диаметры фрез Dmax и Dmin сверяются с рядом предпочтительных чисел, после чего выбираются окончательно.

При сверлении:
По заданному наибольшему диаметру сверления D=50 мм определяют наименьший диаметр сверления Dmin:
(3.7)
.
При растачивании:
По заданному наибольшему диаметру растачивания D=500 мм определяют наименьший диаметр Dmin:
(3.8)

3.2 Выбор глубины резания
Для чернового фрезерования максимальная глубина резания при обработке в один проход равна [2]:
, (3.9)
где Пmax – максимальный припуск на сторону (выбирается по таблице в зависимости от обрабатываемого материала и размеров обрабатываемой заготовки); Пчист – чистовой припуск. Для всех размеров обрабатываемых деталей равен Пчист = 0,5 мм.
Для стали: Пmax = 6 мм.
Для чугуна Пmax = 5 мм.
Для меди Пmax = 3 мм.

тогда:
Для стали
Для чугуна
Для меди

Глубина резания при чистовой обработке равна чистовому припуску:
Для стали
Для чугуна
Для меди

3.3 Выбор предельных значений подач
Предельные значения подач Smax и Smin выбираются для всех обрабатываемых материалов и для всех материалов инструмента.
Формула для определения значений подач при фрезеровании:
(3.10)
где ST – табличное значение подачи на зуб, мм; КSU – коэффициент, учитывающий материал фрезы; КSR – коэффициент, учитывающий шероховатость обрабатываемой поверхности; КSФ – коэффициент, учитывающий форму обрабатываемой поверхности[2].
Для стали
Для чугуна
Для меди

Формула для определения значений подач при сверлении:
(3.11)
где ST – табличное значение подачи, мм/об; КSl – коэффициент, учитывающий глубину сверления; КSЖ – коэффициент, учитывающий жесткость технологической системы (КSЖ = 0,75); КSU – коэффициент, учитывающий материал инструмента; КSd – коэффициент, учитывающий тип обрабатываемого отверстия; КSМ – коэффициент, учитывающий марку обрабатываемого материала.
Для стали
Для чугуна
Для меди
Формула для определения значений подач при растачивании:
(3.12)
где ST – табличное значение подачи, мм/об; КSП – коэффициент, учитывающий состояние обрабатываемой поверхности; КSU – коэффициент, учитывающий материал инструмента; КSФ – коэффициент, учитывающий форму обрабатываемой поверхности; КSЗ – коэффициент, учитывающий влияние закалки; КSЖ – коэффициент, учитывающий жесткость технологической системы; КSМ – коэффициент, учитывающий марку обрабатываемого материала.
Для стали
Для чугуна
Для меди
3.4 Выбор предельных скоростей резания
Предельные значения скоростей резания выбираются на основании справочных данных[2].
Скорости резания при торцовом фрезеровании выбираем по таблице:
Для стали
Для чугуна
Для меди

Скорости резания при сверлении, рассчитанные на обработку одним инструментом с заданным периодом стойкости при нормальном его затуплении и работе с охлаждением, выбираем по таблице:
Для стали
Для чугуна
Для меди

При растачивании скорость резания может быть определена по формуле:
(3.13)
где VT – табличное значение скорости резания, м/мин;
КVU – коэффициент, учитывающий свойства материала инструмента;
КVφ – коэффициент, учитывающий влияния угла в плане (КVφ = 0,9);
КVЖ – коэффициент, учитывающий жесткость технологической системы;
КVП – коэффициент, учитывающий состояние обрабатываемой поверхности;
КVО – коэффициент, учитывающий влияние СОЖ.
Для стали
Для чугуна
Для меди

Также необходимо учитывать нарезание резьбы на данном станке. Скорость резания при нарезании резьбы метчиком будет равна: Vmin = 3 – 4 м/мин.

 


3.5 Определение предельных частот вращения шпинделя
Найденные по таблицам и указанным выше формулам предельные скорости резания позволяют определить предельные частоты вращения шпинделя станка. Они определяются по следующим формулам[4]:
(3.14)
(3.15)
Для фрезерования:

Для сверления:

Для растачивания:


Из всех выше рассчитанных предельных частот вращения шпинделя станка выбираем максимальную и минимальную частоты.
nmax = 3076 об/мин;
nmin = 13,4 об/мин.
Полученные значения сверяем со стандартными значениями по ОСТ Н11-1-72, после чего выбираются окончательно:
nmax = 3150 об/мин;
nmin = 20 об/мин.

4. РАСЧЕТ И ВЫБОР ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ
При выборе нормативной мощности электродвигателя необходимо учитывать следующее:
режимы при черновой обработке tmax и Smax;
материал заготовки;
материал режущего инструмента – сплав с наименьшей стойкостью.
Мощность электродвигателя привода главного движения определяется по формуле[3]:
(4.1)
где η – КПД цепи главного движения, который для данного станка можно принять η =0,7–0,85; К–коэффициент перегрузки двигателя, который для универсальных станков примерно равен К = 1,25; Nнорм – нормативная мощность электродвигателя выбирается по таблице[3]:
при фрезеровании: Nнорм = 12,1 кВт;
при сверлении: Nнорм = 8,3 кВт;
при растачивании: Nнорм = 6,4 кВт.
Из выше перечисленных мощностей выбираем максимальную номинальную мощность. Полученные данные подставляем в формулу (4.1).

Мощность электродвигателя проектируемого привода целесообразно сравнить с мощностью электродвигателей, установленных на современных станках данного типоразмера и позволяющих обеспечить выполнение основного объема работ на станке.
В соответствии с [4] выбираем двигатель 2ПН160LУХ4:
N = 14 (кВт); nн = 800 (об/мин); nmax = 4000 (об/мин).


5. КИНЕМАТИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ПРИВОДА ГЛАВНОГО ДВИЖЕНИЯ
5.1 Определение числа ступеней коробки скоростей
Исходные данные:
nш. max = 3150 об/мин;
nш. min = 20 об/мин.
Двигатель 2ПН160LУХ4:
Nдв = 14 кВт;
nн= 800 об/мин;
nmax= 4000 об/мин.

Требуемый диапазон регулирования частоты вращения привода[4]:
(5.1)

Расчетная частота вращения шпинделя:
(5.2)

Принимаем при .
Диапазон регулирования (при постоянной мощности) на шпинделе:
(5.3)

Диапазон регулирования двигателя:
(5.4)

Так как Rд. N < RN, то необходима коробка скоростей.

Число ступеней коробки скоростей определяем по формуле[4]:
(5.5)

Округляя полученное значение z в большую сторону, принимаем z=3.
Рассмотрим возможность сокращения числа ступеней привода за счет возникновения разрывов в характеристиках:
(5.6)

Таким образом упростить привод нельзя, так как в этом случае потери мощности в разрывах характеристики превысят 20%. Поэтому следует принять z =3.

 

 

 

 

 

 

 

 

5.2 Разработка кинематической схемы коробки скоростей
Разработанная кинематическая схема коробки скоростей показана на рис.5.1.

 

Рис. 5.1 Кинематическая схема коробки скоростей

 

5.3 Построение графика частот вращения шпинделя
Построим график частот вращения шпинделя (рис.5.2), исходя из обоснования технических характеристик станка приведенных ранее:

 

Рис. 5.2 График частот вращения шпинделя

Ряд чисел оборотов шпинделя получен путем бесступенчатого регулирования чисел оборотов электродвигателя и редукцией коробки скоростей.


5.4 Расчет чисел зубьев передач
Из построенного графика частот вращения известны величины передаточных отношений, производим расчет чисел зубьев[4]:

Между валами I и II:
.
Между валами II и III:
;
; ; .
Между валами III и :
;
; ; ;

;
; ; .
Между валами II и :
;
; .

Производим проверку отклонений действительных значений частот вращения шпинделя от табличных, взятых по нормали H11 – 1. Отклонение не должно превышать величины допуска на отклонение = ±10(φ- 1) %.
При φ = 1,12 имеем:

(5.7)

; .
; .
; .
; .
; .
; .
; .
; .
; .
; .
; .
; .
; .
; .
; .
; .
; .
; .
; .
; .
; .
; .
; .
; .
; .
; .
; .
; .
; .
; .
; .
; .
; .
; .
; .
; .
; .
; .
; .
; .
; .
; .
; .
; .
; .

 

 

 

 

 

 

 

6. ОПИСАНИЕ КОМПОНОВКИ И КИНЕМАТИЧЕСКОЙ СХЕМЫ СТАНКА
Основное требование, предъявляемое к базовым деталям станка с ЧПУ, - обеспечить в течение длительного времени правильное взаимное расположение и перемещение исполнительных органов, смонтированных на них.
Основной частью станка является станина, на которую монтируются узлы, механизмы и детали. Для увеличения жесткости станины, она имеет коробчатую форму с ребрами жесткости. Станина обладает виброустойчивостью, обеспечивает удобный отвод стружки и СОЖ. Аналогичные требования предъявляются к шпиндельной бабке, столу, салазкам. Базовые детали сварные (из стали). Сварные конструкции легче литых.
Направляющие базовых деталей станка, обеспечивают заданное движение исполнительных органов; характеризуются высокой и малой силой трения. В данном станке используются направляющие скольжения.
Работа привода главного движения осуществляется от двигателя постоянного тока. С него через вал I и ременную клиновую передачу движение передается на вал II. С вала II движение передается через коробку скоростей на вал I\/. Вал I\/ соединяется со шпинделем с помощью муфты.
Бесступенчатое регулирование частоты вращения осуществляется электродвигателем постоянного тока, частота вращения электродвигателя изменяется бесступенчато электронным блоком управления. Двигатель состоит в сочетании с трехступенчатой коробкой скоростей. Преимущества такого привода: простота конструкции и легкость управления.
Шпиндель станка изготовлен точным, жестким, с повышенной износостойкостью посадочных и базирующих поверхностей. Конец шпинделя стандартизирован. Шпиндель имеет отверстие для установки инструмента с конусом 7:24, и конусом Морзе.
Привод подач. Привод подач обеспечивает перемещение исполнительных органов станка в требуемую позицию согласно УП. К приводу предъявляются высокие требования. Он должен иметь минимальные зазоры, высокую жесткость; обеспечить плавность перемещений при малых скоростях и высокую скорость при вспомогательных перемещениях; обладать малым временем разгона и торможения, небольшими силами трения, уменьшенным нагревом его элементов, большим диапазоном регулирования. Указанные требования обеспечиваются с помощью шарико–винтовой передачи, направляющих скольжения.
Общий вид с обозначением составных частей станка показан на рис.6.1 и рис.6.2.
Перечень составных частей станка указан в таблице 6.1.
Кинематическая схема станка (См.лист СамГТУ.151002.060.020.006.КЗ).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис.6.1 Обозначение составных частей станка

 

 

 

 

Рис.6.2 Обозначение составных частей станка

 

 


Таблица 6.1
Перечень составных частей станка
Позиция

Наименование

Примечание
1
Станина

2
Телескопическая защита направляющих станины (стола)

3
Телескопическая защита направляющих станины (стойки)

4
Телескопическая защита направляющих станины (стойки)

5
Передача винт-гайка качения перемещения стола

6
Передача винт-гайка качения перемещения стойки

7
Стол

8
Редуктор

10
Стойка

11
Передача винт-гайка качения перемещения шпиндельной бабки

12
Зажим инструмента

13
Устройство предварительного натяга

14
Устройство шпиндельное

15
Бабка шпиндельная

16
Коробка скоростей

17
Устройство предварительного натяга

18
Опора регулируемая

19
Опора нерегулируемая

20
Устройство транспортирования гидро и электрокоммуникаций (к стойке)


Окончание табл.6.1
Позиция
Наименование
Примечание
21
Устройство транспортирования гидро и электрокоммуникаций (к столу)

22
Охлаждение зоны резания и смыв стружки

23
Охлаждение зоны резания

25
Разводка гидравлики

26
Гидроагрегат

27
Гидроцилиндр уравновешивания шпиндельной бабки

28
Цилиндр отжима инструмента

29
Гидробак

30
Цилиндр переключения шестерен

31
Цилиндр переключения блока

32
Электрошкафы

33
Пуль управления

34
Преобразователь измерительный по координате X, Y, Z (оптико – электронные растровые преобразователи ЛИР 8)

возмож. применение импортных преобразовате лей
35
Преобразователь измерительный по координате В (оптико–электронные растровые преобразователь ЛИР 1170 А)
возможно применение импортных преобразоват.
36
Датчик ориентации шпинделя (оптико– электронные преобразователь ЛИР 158 Д)

37
Устройство ЧПУ

 

7. ПРОЧНОСТНЫЕ РАСЧЕТЫ ПРИВОДОВ И УЗЛОВ СТАНКА
7.1. Расчет на прочность зубчатых передач
Зубчатая передач 32/80: m = 3 мм; b1 = 30 мм; b2 = 25 мм.
Номинальный крутящий момент, передаваемый передачей[4]:
(7.1)
Расчетный крутящий момент:
Мр = к × Мкр = 1,5 × 204 = 306Нм. (7.2)
Расчетное число оборотов: .
Скорость скольжения:
. (7.3)
Скоростной коэффициент: .
Коэффициент формы зуба: для Z = 32; для Z = 80.
Коэффициент давления: С = 670.
Напряжение изгиба:
; (7.4)
;
. (7.5)
Удельное давление на рабочих поверхностях зубьев[4]:
.(7.6)
Для материала – Сталь 40Х ГОСТ 4543–71 HRc 24..28 зубья HRc 45..50
;
.
Вывод: прочность зубчатой передачи удовлетворительна.
Зубчатая передач 24/88: m = 3 мм; b1 = 34 мм; b2 = 30 мм.
Зубчатые колеса с угловой коррекцией:
Z = 24 – смещение исходного контура x = 0,4648;
Z = 88 – смещение исходного контура x = 0,6.
Номинальный крутящий момент, передаваемый передачей:
.
Расчетный крутящий момент:
Мр = 1,5 × 450 = 675Нм.
Расчетное число оборотов: .
Скорость скольжения:
.
Скоростной коэффициент: .
Коэффициент формы зуба: ; .
Коэффициент давления: С = 670.
Напряжение изгиба:
;
;
.
Удельное давление на рабочих поверхностях зубьев:
.
Для материала – Сталь 40Х ГОСТ 4543–71 HRc 24..28 зубья HRc 45..50
;
.
Вывод: прочность зубчатой передачи удовлетворительна.
Зубчатая передач 50/62: m = 3 мм; b1 = 35 мм; b2 = 30 мм.
Номинальный крутящий момент, передаваемый передачей:

Расчетный крутящий момент:
Мр = 1,5 × 450 = 675Нм.
Расчетное число оборотов: .
Скорость скольжения:
.
Скоростной коэффициент: .
Коэффициент формы зуба: ; .
Коэффициент давления: С = 670.
Напряжение изгиба:
;
;
.
Удельное давление на рабочих поверхностях зубьев:
.
Для материала – Сталь 40Х ГОСТ 4543–71 HRc 24..28 зубья HRc 45..50
;
.
Вывод: прочность зубчатой передачи удовлетворительна.

7.2 Расчет клиноременной передачи ( Ремень Б–1120Т ГОСТ1284 – 68)
- диаметр малого шкива;
- диаметр большого шкива;
- количество ремней (профиль “Б”);
- площадь поперечного сечения ремня;
- межосевое расстояние;
- длина ремней.

Потребное количество ремней[4]:
, (7.6)
где N – мощность, которую надо передать; No – мощность, передаваемая одним ремнем; - коэффициенты (при =175).
Определяем количество ремней для различных режимов работы (таблица 7.1).

 

 

 

 

 

 

Таблица 7.1
Потребное количество ремней

Режим работы
Передаваемая мощность и потребное количество ремней
; ;
;
.

N = 6,7 кВт

; ;
;
.

N = 8,6 кВт

; ;
;
.

N = 13,3 кВт

; ;
;
.

N = 5,3 кВт

; ;
;
.

N = 2,7 кВт

; ;
;
.

N = 8,6 кВт


Вывод: для передачи номинальной мощности электродвигателя необходимое количество ремней Z = 4.

Необходимое натяжение одной ветви ремня:
, (7.7)
где - мощность, передаваемая ремнем; = 0,99; = 0,8;
– коэффициент, учитывающий скорость ремня; = 84 – численный коэффициент; = 0,008 – для профиля “Б”.

Для случая нагружения – 5:
.

Для случая нагружения – 6:
.

Общее натяжение ремня профиля ”Б”:
(ГОСТ1284–68); .

Натяжение ремня контролируют, определяя усилие Q, необходимое для оттягивания ветви ремня на величину, равную 1,55 мм на каждые 100 мм межцентрового расстояния рис.7.1.


Рис.7.1 Натяжение ремня

Для нового ремня “Б”, Со = 6 кгс:
. (7.8)

Для приработанного ремня:
; (7.9)
.

 

 

 

 

7.3. Расчет шпинделя на жесткость
Расчет производится для шпинделя на жестких опорах.
Расчетная схема представляет собой консоль, так как в передней опоре установлен двухрядный подшипник качения. При расчете не учитывается действие защемляющего момента в подшипнике передней опоры, имеющей несколько рядов тел качения.
Определим силу резания, возникающую при работе с потреблением максимальной мощности на резание при фрезеровании стали фрезой из стали Р18 [2]. Значения Ср и показателей степеней взяты из [2]. Для фрезы из стали Р18 диаметром 50 мм и числом зубьев Z=6 при глубине резания t=5 мм имеем Sz=0,15 мм/зуб. Ширина фрезерования В=30 мм. Рабочие обороты: n= 200об/мин[4].
; (7.10)
; (7.11)
. (7.12)

Для определения среднего наружного диаметра на консоли используется зависимость:
, (7.13)
где d - диаметр участка вала; l - длина участка вала с одним диаметром.
.

Примем внутренний диаметр d = 40мм.
Моменты инерции сечений подсчитываются для кольцевого сечения.
; ; (7.14)
.

Прогиб на конце шпинделя и поворот в передней опоре определяется для варианта схематизации в виде консоли рис.7.2.

Рис. 7.2 Расчетная схема

Проведем расчет прогиба и угла поворота конца шпинделя.
Прогиб
. (7.15)

Угол поворота переднего конца шпинделя:
. (7.16)

Наибольший допустимый прогиб конца шпинделя и допустимый поворот сечения шпинделя в передней опоре:
(7.17)
.

Вывод: данный вариант шпинделя удовлетворяет требованиям жесткости, т.к. прогибы и углы поворота его конца не превышают допустимых значений.
7.4. Расчет валов на прочность
Вал 
(1 вариант нагружения)


Рис. 7.3 Расчетная схема вала 


Усилия, действующие на вал[5]:

; (7.18)
; (7.19)
; (7.20)
. (7.21)

Опорные реакции и изгибающие момент в плоскости действия окружных сил:

; (7.22)
; (7.23)
; (7.24)
. (7.25)

Опорные реакции и изгибающие момент в плоскости действия радиальных сил:

; (7.26)
; (7.27)
; (7.28)
. (7.29)

 


Суммарные опорные реакции:

; (7.30)
; (7.31)

Суммарный изгибающий момент в сечениях:

; (7.32)
.

Приведенный момент в сечениях[5]:

; (7.33)
.

 

 

 

 

 

 


Вал 
(2 вариант нагружения)

Рис. 7.4 Расчетная схема вала 

 

 

Усилия, действующие на вал[5]:

; (7.34)
; (7.35)
; (7.36)
. (7.37)

Опорные реакции и изгибающие момент в плоскости действия окружных сил:

; (7.38)
; (7.39)
; (7.40)
. (7.41)

Опорные реакции и изгибающие момент в плоскости действия радиальных сил:

; (7.42)
; (7.43)
; (7.44)
. (7.45)

 

Суммарные опорные реакции:

; (7.46)
; (7.47)

Суммарный изгибающий момент в сечениях:

; (7.48)
.

Приведенный момент в сечениях[5]:

; (7.49)
.

Второй вариант нагружения вала  обладает большими приведенными моментами, поэтому расчет прогибов в сечениях производится для второго варианта нагружения.
Момент инерции сечения вала находим по формуле:
. (7.50)

Прогиб вала в сечении 1 – 1 и 2 – 2 в плоскости действия окружных сил[5]:
(7.51)

(7.52)

Прогиб вала в сечении 1 – 1 и 2 – 2 в плоскости действия радиальных сил:


Суммарный прогиб в сечениях:
; (7.53)
. (7.54)
7.5 Определение долговечности опор
Подшипник № 207 35×72×17; С=20100 Н.
Долговечность подшипника в часах[4]:
; (7.55)
, (7.56)
где - расчетное число оборотов; р = 3 – степенной показатель для шариковых подшипников; - динамическая эквивалентная нагрузка; V = 1 – коэффициент вращения относительно вектора нагрузки внутреннего кольца радиального подшипника; Х = 1 для однорядных подшипников; = 1,2 – динамический коэффициент, учитывающий влияние динамических условий; = 1 – температурный коэффициент; = 0 – осевая нагрузка; - эквивалентная динамическая радиальная нагрузка.
; (7.57)
,
где - (средний режим в  диапазоне, 60% времени работает привод); - (средний режим в  диапазоне, 30% времени работает привод); ; ,
тогда ;
;
.
Вывод: долговечность подшипников удовлетворительна.

Подшипник 116 80×125×22; С=37400 Н.
= = 1;
= 1,2.
;

;
.

Подшипник №107 35×62×14; С=12500 Н.
= = 1;
= 1,2.
;
;
;
;
.

Подшипник 1000918 90×125×18; С=25800 Н.
= = 1;
= 1,2;
;
;
.
.
Вывод: долговечность подшипников удовлетворительна.
7.6 Расчет на прочность болтового соединения шестерни Z = 88 с шестерней Z = 62
Максимальный крутящий момент, передаваемый шестерней:
Мкр = 450 Нм.

Расчетный крутящий момент:
Мр = 1,5 × 450 = 675 Нм.

Момент должен передаваться за счет трения по торцам шестерен. Сила трения создается затяжкой болтов М16, расположенных по окружности радиусом R = 65 мм, поставленных с зазором.
Для кольцевого стыка с наружным диаметром D1 = 162 мм и внутренним D2= 90 мм получаем:
, (7.58)
где Z = 6 – количество болтов ; F = 0,2 – коэффициент трения в стыке.
.

Приближенное геометрическое подобие резьб позволяет для ориентировочных расчетов пользоваться соотношением:
; (7.59)
.
Допустимый момент затяжки для болтов М16 из Стали 45 :
.

Вывод: прочность болтов М16 (6 шт.) из Стали 45 ГОСТ 4543–71 достаточна для передачи крутящего момента Мр = 675Нм.

 

 

 

 


8. ОПИСАНИЕ ОСНОВНЫХ УЗЛОВ СТАНКА
8.1 Станина
Это базовая деталь коробчатой формы с внутренними ребрами жесткости. В верхней части станины расположены две направляющие скольжения. На V-образной и плоской направляющих расположен стол, что обеспечивает ему плавность перемещения салазок стола по направляющим станины.
Направляющие станины защищены от попадания грязи, стружки ленточной защитой. На переднем торце станины, ленты защиты закреплены жестко винтами, другие концы лент натягиваются винтами. Между направляющими станины установлен привод перемещения салазок стола.
Привод состоит из пары винт-гайка качения, соединенной безлюфтовой муфтой с электродвигателем. Благодаря этому обеспечивается весь диапазон подач подвижных узлов без применения редукторов. Ходовой винт установлен в двух опорах на подшипниках качения.
Слив отработанного масла (примерно один раз в неделю) с направляющих стойки, опор ходового винта, направляющих салазок и стола происходит через окно в станине и собирается в выдвижной лоток.
Для отсчета перемещения салазок стола (координата Х) применяется преобразователь линейных перемещений ЛИР-8. Линейка преобразователя закреплена на столе, считывающая головка на станине. Координата фактического положения подвижного органа высвечивается на экране устройства ЧПУ.
Станина устанавливается на фундаменте на трех опорах: одна не регулируемая и две регулируемые.
Для отключения перемещения салазок на станине установлены:
• два микропереключателя, для отключения перемещения в крайних положениях салазок;
• два микропереключателя – аварийные;
- микровыключатель, для выхода в референтную точку, т.е. на нулевую точку отсчета движения данного органа.
Отключение перемещения хода в крайних положениях записано в памяти устройства ЧПУ.
В корпусе станины предусмотрены два сквозных отверстия для транспортировки станка. Отверстия закрыты крышками.
8.2 Стойка
Стойка представляет собой коробчатую отливку с вертикальными V-образной и плоской направляющими скольжения для перемещения каретки шпиндельной бабки. Для предотвращения попадания грязи на направляющие скольжения предусмотрена телескопическая защита. Щитки защиты скользят по пазам планок.
В верхней части стойки установлен электродвигатель, соединенный безлюфтовой муфтой с ходовым винтом, с помощью которого перемещается шпиндельная бабка. Опоры винта закреплены на стойке. Гайка закреплена на шпиндельной бабке.
Электродвигатель имеет встроенный тормоз, тормозящий ходовой винт при отключении электропитания.
Имеются два кронштейна с блоками, к которым подвешивается противовес, предназначенный для уравновешивания веса шпиндельной бабки.
Противовес перемещается внутри стойки.
Для отключения перемещения шпиндельной бабки на стойке установлены:
- два микропереключателя, для отключения перемещения шпиндельной бабки в крайних положениях;
- два микропереключателя для аварийного отключения перемещения шпиндельной бабки;
- микропереключатель – для выхода в референтную точку, т.е. на нулевую точку отсчета движения данного органа.
Работа микропереключателей осуществляется от кулачков, установленных на шпиндельной бабке.
В основании станины имеются направляющие скольжения, V-образная и плоская для поперечного перемещения стойки по направляющим скольжения станины (координата Z). Для отсчета перемещений стойки применяется преобразователь линейных перемещений ЛИР-8. Линейка преобразователя расположена салазках, считывающая головка на станине.
Привод состоит из пары винт-гайка качения, соединенной безлюфтовой муфтой с электродвигателем. Благодаря этому обеспечивается весь диапазон подач подвижных узлов без применения редукторов. Ходовой винт установлен в двух опорах на подшипниках качения.
Координаты фактического положения подвижного органа высвечивается на экране устройства ЧПУ.
8.3 Стол
Стол имеет форму круга, на рабочей поверхности стола прорезаны Т-образные пазы для закрепления деталей.
Стол устанавливается на салазках продольного перемещенья.
Привод кругового вращения стола (координата В) состоит из червячно – винтовой пары, соединенной безлюфтовой муфтой с электродвигателем. Благодаря этому обеспечивается весь диапазон круговых подач стола.
Для отсчета круговых перемещений стола применяется преобразователь круговых перемещений ЛИР 1170А.
Координата фактического положения стола высвечивается на экране устройства ЧПУ.

 

8.4 Шпиндельная бабка
Шпиндельная бабка перемещается в вертикальном направлении по направляющим стойки: одной V-образной и одной плоской. Перемещение осуществляется с помощью передачи винт-гайка качения. Винт в опорах укреплен на стойке, гайка на корпусе шпиндельной бабки.
Пара трения скольжения фторлон – чугун. На шпиндельной бабке расположено устройство освещения рабочей зоны.
В шпиндельную бабку входят следующие основные узлы: шпиндельное устройство, зажим инструмента, коробка скоростей. По роликам перемещаются тросы, на которых висит груз уравновешивания шпиндельной бабки.
Отключение перемещения шпиндельной бабки в крайних положениях осуществляется кулачком, взаимодействующим с микровыключателями, установленными на кронштейне, который закреплён на стойке.
Микровыключатели предназначены для подачи сигнала об отжатом или зажатом инструменте. На лицевой стороне шпиндельной бабки расположена панель, на которой установлены сигнальные лампы зажима и отжима инструмента
Для обеспечения необходимого минимальных давлений на направляющих и предотвращения отрыва шпиндельной бабки от направляющих стойки, на ней закреплены четыре устройства предварительного натяга. Силовое замыкание осуществляется роликами, которые катятся по соответствующим планкам стоики при перемещении бабки. Необходимое усилие прижима шпиндельной бабки к направляющим стойки обеспечивается поджимом пакета тарельчатых пружин.
Для отсчета перемещений шпиндельной бабки (координата У) применяется преобразователь линейных перемещений ЛИР-8. Линейка преобразователя закреплена на стойке, считывающая головка на шпиндельной бабке.
8.5 Коробка скоростей
Коробка скоростей (См. лист СамГТУ.151003.060.020.008.СБ) связана муфтой со шпинделем. Привод коробки скоростей осуществляется от электродвигателя постоянного тока. Имеется три диапазона чисел оборотов выходного вала коробки скоростей. Переключение с диапазона на диапазон осуществляется одним трехпозиционным и одним двухпозиционным гидроцилиндрами.
Низший диапазон чисел оборотов достигается введением в зацепление зубчатых передач поз. и поз..
Средний диапазон чисел оборотов достигается введением в зацепление передач поз. и поз..
Верхний диапазон чисел оборотов достигается введением в зацепление зубчатой муфты поз. и выведением из зацепления блока поз.. В этом диапазоне вращение от электродвигателя передается через клиноременную передачу напрямую на шпиндель, минуя зубчатые передачи.
Внутри каждого диапазона изменение чисел оборотов бесступенчатое, а тиристорного привода постоянного тока. Электродвигатель привода главного движения закреплен на подмоторной плите, которая с помощью винта перемещается вверх для натяжки клиновых ремней. После натяжки ремней подмоторная плита притягивается к коробке скоростей четырьмя винтами через виброгасители.
Смазка шестерен и подшипников коробки скоростей осуществляется централизовано поливом от станции смазки. Слив масла происходит через телескопическое устройство на станину и далее через магистраль слива в станцию смазки.
Для ориентации шпинделя во время автоматической смены инструмента служит датчик ЛИР 158Д , связанный со шпинделем зубчатой передачей. Ориентация шпинделя производится при его медленном повороте до тех пор, пока рассогласование между задающим сигналом и сигналом с датчика не достигнет минимума.
Соосно с выходным валом со стороны клиноременной передачи установлен гидроцилиндр отжима инструмента.
Смазка зубчатых колес коробки скоростей – циркуляционная.
Масло – антискачковое ВНИИ-НП-40.
Смазка подшипников качения – ЦИАТ-ИМ-201 ГОСТ 6261-59.
8.6 Шпиндельный узел
Шпиндельный узел (См. лист СамГТУ.151003.060.020.011.СБ) устанавливается в корпусе шпиндельной бабки и крепится к ней винтами. Он состоит из неподвижной гильзы и шпинделя. В качестве передней и задней опор шпинделя использованы прецизионные дуплексированные радиально-упорные шарикоподшипники. Натяг подшипников производится с помощью гайки.
Фиксация гайки от самопроизвольного откручивания осуществляется штифтом.
Периодичность замены смазки в подшипниках шпинделя через 6...8 тыс. часов работы станка.
8.7 Устройство зажима инструмента
Устройство смонтировано внутри шпинделя (См. лист СамГТУ.151003.060.020.011.СБ). Зажим инструмента осуществляется тарельчатыми пружинами.
При зажиме тарельчатые пружины передают осевое усилие через толкатель, цанге, лепестки которой заходят во втулку сжимаются и запирают грибок, ввернутый в инструментальную оправку. Последняя притягивается к конической поверхности шпинделя.
Для предотвращения от проворота инструмента в шпинделе, в процессе обработки детали, на торце имеются два выступа. Отжим инструмента производится вручную при остановке всех возможных перемещений, нажав на кнопку на пульте управления "Отжим инструмента".
При отжиме инструмента шток гидроцилиндра через тягу перемещает тягу. Пакет тарельчатых пружин начинает сжиматься. Через 1 мм хода тяги, начинает перемещаться цанга и при дальнейшем перемещении она выходит из втулки.
В это время толкатель, связанный жестко с тягой, выталкивает инструмент из конуса шпинделя.
В цангу, находящуюся в свободном состоянии, вставляем грибок с инструментом. Нажимаем кнопку «Зажим инструмента», указанную на пульте управления. Подается сигнал на сброс давления в верхней полости гидроцилиндра. Срабатывают тарельчатые пружины - инструмент зажат.
Контроль за положениями "инструмент зажат" и "инструмент отжат" осуществляется с помощью микровыключателей и кулачка, жестко связанного со штоком гидроцилиндра отжима и зажима инструмента.
Микровыключатель сблокирован с двигателем главного движения. Следовательно, если инструмент после нажима кнопки «Зажим инструмента» не зажат, то вращение шпинделя не осуществляется.
8.8 Стол поворотный делительный кантуемый
Стол поворотный делительный кантуемый (См. листы СамГТУ.151003.060.020.012.СБ, СамГТУ.151003.060.020.013.СБ, СамГТУ.151003.060.020.014.СБ ) с управлением от устройства ЧПУ станка с диаметром планшайбы 360 мм, является прецизионной оснасткой, эксплуатируется совместно с координатно – расточным или координатно – шлифовальным станками, оснащенными устройствами числового программного управления (ЧПУ) с резервным каналом управления и дополнительным электроприводом управления.
Стол предназначен для расточки, сверления, развертывания, нарезки резьб, чистового фрезерования.
Наличие точной измерительной системы отсчета стола позволяет выполнять высокоточные контрольно – измерительные операции.
Обеспечивает обработку корпусных деталей с заданными высокими требованиями к точности расположения обрабатываемых поверхностей.
Обработку деталей можно производить при горизонтальном и вертикальном положении планшайбы стола.
Столы пригодны для точной обработки деталей без специальной оснастки (в том числе для обработки кондукторов и приспособлений).
Стол может использоваться в случае обработки деталей с охлаждением.
Вид климатического исполнения УХЛ категории 4.1 по ГОСТ 15150.
Класс точности А.
8.8.1 Технические характеристики
Стол должен удовлетворять требованиям ГОСТ 16163, ГОСТ 12.2.009, ГОСТ 12.2.029 и ГОСТ 12.2.049.
Основные технические данные и характеристики должны соответствовать требованиям, указанным в таблице 8.1.

 

 

 

 

 

 

Таблица 8.1
Основные технические данные

Наименование показателей

Размерность

Значение
Диаметр рабочей поверхности планшайбы
мм
360
Число Т – образных пазов
шт.
8
Ширина Т – образных пазов по ГОСТ 1574
мм
12Н12
Диаметр центрального отверстия планшайбы
мм
25Н7
Расстояние от основания стола до рабочей поверхности планшайбы

мм

225
Расстояние от основания стола до оси планшайбы, при вертикальном положении стола


мм


215
Наибольшая масса устанавливаемой заготовки:
- при горизонтальном положении
- при вертикальном положении

кг
кг

100
80
Наибольший угол поворота планшайбы
-
неограничен
Дискретность задания перемещения
градус(сек)
0,001(3.6)
Пределы частот вращения планшайбы
об/мин
0…10
Наибольшее допускаемое усилие при сверлении (при горизонтальном положении планшайбы на краю планшайбы)


Н


1870
Наибольший крутящий момент на планшайбе
Нм
150
Потребляемая мощность, не более
кВт
1,9

 


Окончание табл.8.1

Наименование показателей

Размерность

Значение
Измерительная система

-

оптоэлектронная
Вид привода поворота планшайбы

-

электрический
Зажим планшайбы

-

гидравли – ческий
Рабочее давление в гидроцилиндре зажима стола

МПа

5,0
Габаритные размеры, не более:
- длина
- ширина
- высота
- высота при вертикальном положении стола

мм
мм
мм
мм

647
405
225
405
Масса, не более
кг
200
Установленный срок службы до первого капитального ремонта

лет

10
Установленный ресурс по точности до первого ремонта, не менее

тыс. час

10
Класс точности стола
-
А

Примечание: нормы надежности обеспечиваются при соблюдении условий хранения, монтажа, транспортировки, эксплуатации и графиков планово – предупредительных ремонтов.

 

9. ОПИСАНИЕ ГИДРАВЛИЧЕСКОЙ СХЕМЫ
9.1 Схема гидравлическая принципиальная
См.лист СамГТУ.151002.060.020.07.ГЗ.
Перечень аппаратуры гидросистемы станка таблица 9.1.
Таблица 9.1
Перечень аппаратуры гидросистемы
Поз. Обозначение

Наименование

Количество
А
Гидроагрегат в том числе насос 3БГ12–41А (N=3/6 л/мин, Рном=10 МПа )
1
АК
Пневмогидроаккумулятор
АПГ – Б – 10/20 ТУ2 – 053 – 1655 – 86

2
ДР1
Блок дроссельный смазочный БДИ2
1
ДР2
Блок дроссельный смазочный БДИ4
1
ДР3
Гидродроссель
1
ДР6
ДКМ 6/3
1
К01
Гидроклапан обратный КОМ 6/3
1
КП1
Гидроклапан предохранительный КПМ 6/3 – В2
1
КП2
Гидроклапан предохранительный КПМ 6/3 – В1
1
КР1
Гидроклапан редукционный КРМ 6/3 В2Р
1
КР2
Гидроклапан редукционный
1
КР3
КРМ 6/3 В1Р
2
МН1
Манометр ДМ 1001 – 06 МПа – 2,5
1
МН2
Манометр ДМ 1001 – 2,5 МПа – 2,5
1
МН3
Манометр ДМ 1001 – 10 МПа – 2,5
1
МХ
Машина холодильная ХМСОЖ – 4
ТУ26 – 03 – 332 - 76

1

Окончание табл.9.1
Поз. Обозначение

Наименование

Количество

Система централизованной смазки №725

П1
Питатель М6 (10Д–10Д–35Е–35Е–35ЕВ–35Е)УХЛ4.1
1
П2
Питатель МИ6 (5Д–15Д–15Д–15Д–15Д–15Е) УХЛ4.1
1
П3
Питатель М4 (10Д–15Д–30Д–35Е) УХЛ4.1
1
П4
Питатель МИ3 (15Д–10Е–15Е) УХЛ4.1
1
Р1, Р2,
Р4…Р7
Гидрораспределитель ВЕ6574А 31/Г24М
6
Р9, Р10 Р12, Р14
Гидрораспределитель ВЕ34 31/Г24М
4
Р15
Гидрораспределитель ВММ644
1
Р26
Гидрораспределитель ВММ6574
1
РД1…
РД6
Реле давления 1 ГОСТ26005 - 83
6

Ф1…Ф2
Фильтр 1 Ф1М16 – 25
2
Ц1
Гидроцилиндр переключения блоков
1
Ц2
Гидроцилиндр переключения шестерен
1
Ц3
Гидроцилиндр отжима инструмента
1
Ц4
Гидроцилиндр гидроуравновешивания шпинд. бабки
1
Ц5…Ц8
Гидроцилиндры зажима поворотного стола
4
Ц9…Ц10
Гидроцилиндры ограждения
2
Ц11…
Ц14
Гидроцилиндры отжима палеты
4
Ц15…
Ц16
Гидроцилиндры фиксации палеты
2
1…31
Точки смазки
31

9.1.1 Описание работы
Гидросистема станка выполняет следующие функции:
1) гидроуравновешивание шпиндельной бабки;
2) отжим инструмента в шпинделе;
3) переключение коробки скоростей;
4) зажим – отжим поворотного стола;
5) гидроразгрузка направляющих салазок стойки;
6) смазка коробки скоростей и червячной передачи поворотного стола;
7) подача масла в систему централизованной периодической смазки;
8) открытие и закрытие дверей ограждения*;
9) отжим стола – спутника*;
10) фиксация и расфиксация стола – спутника.

Гидросистема станка состоит из:
- гидроагрегата
- машины холодильной
- гидроаппаратуры, установленной на станке
- исполнительных органов: гидроцилиндра переключения блока Ц1; гидроцилиндра переключения шестерен Ц2; гидроцилиндра отжима инструмента Ц3; гидроцилиндра уравновешивания шпиндельной бабки Ц4; гидроцилиндров зажима поворотного стола Ц5, Ц6, Ц7, Ц8; гидроцилиндров ограждения Ц9, Ц10*; гидроцилиндров отжима и фиксации стола – спутника Ц11, Ц12, Ц13, Ц14, Ц15, Ц16*.
Основные узлы гидроагрегата рис.6; насосная установка А, гидроблок с аппаратурой модульного типа поз.1, блок реле давления поз.2, фильтры Ф1 и Ф2.
Гидроагрегат осуществляет подачу рабочей жидкости в гидросистему, систему смазки и разгрузки направляющих, а также в систему централизованной периодической смазки.
В гидросистему масло подается от насоса производительностью 3 л/мин через фильтр Ф1, обратный клапан К01 и отвод А2. Давление регулируется предохранительным клапаном КП1.
Поддерживание постоянного давления в гидросистеме осуществляется с помощью двух пневмоаккумуляторов АПГ–Б–10/20. При достижении в гидросистеме давления 5 МПа, реле давления РД2 подает сигнал в устройство числового программного управления (УЧПУ) и через 10 сек. (время задержки) гидросистема готова к работе. В случае повышения давления в гидросистеме до 7 МПа, срабатывает реле давления РД1, после чего происходит аварийный останов станка.
Контроль давления:
1) в гидросистеме и системе централизованной смазки;
2) в системе смазки и разгрузки направляющих –
осуществляется при помощи манометра МН1 и гидрораспределителя Р15, ручку которого в первом случае следует повернуть от гидрораспределителя (положение а), а во–втором к гидрораспределителю (положение б).
Сброс давления в гидросистеме осуществляется включением гидрораспределителя Р16.
Переключение диапазона скоростей привода главного движения станка: переключение коробки скоростей осуществляется подачей масла в трехпозиционный гидроцилиндр Ц1 переключения блока и двухпозиционный гидроцилиндр Ц2 переключения шестерни при включении электромагнитов Y12, Y13, Y14, Y15 гидрораспределителей Р2, Р9, Р10. Время переключения, регулируемое посредством дросселей ДР3, ДР4, ДР5 должно быть в пределах 3…5 сек.
При включении электромагнитов Y12 и Y13 масло поступает в левую полость двухпозиционного гидроцилиндра Ц2 – поршень перемешается вправо и в среднюю полость трехпозиционного гидроцилиндра Ц1 – поршень перемещается влево – 1 ступень.
При включении электромагнита Y12 масло поступает в левую полость гидроцилиндра Ц2 – поршень перемещается вправо, и в левую полость гидроцилиндра Ц2 – поршень перемещается вправо – 2 ступень.
При включении электромагнитов Y12, Y14, Y15 масло поступает в правую полость гидроцилиндра Ц2 – поршень движется влево, и в правую и левую полости гидроцилиндра Ц1 – поршень перемещается в среднее положение – 3 ступень.
При включении электромагнитов Y12 и Y14 масло поступает в левую полость гидроцилиндра Ц2 – поршень перемещается вправо, и в правую и левую полости гидроцилиндра Ц1 – поршень перемещается в среднее положение - нейтраль.
Регулировкой дросселей ДР3, ДР4, ДР5 обеспечить время переключения шестерни и блока шестерен в пределах 3...5сек.
Отжим инструмента: отжим инструмента осуществляется подачей масла в гидроцилиндр Ц3 отжима инструмента, при включении электромагнита Y11 гидрораспределителя Р9.
В исходном положении гидрораспределителя Р9 масло поступает в штоковую полость гидроцилиндра Ц3, поршневая соединена со сливом – инструмент зажат.
При включении электромагнита Y11 масло подается в поршневую полость гидроцилиндра Ц3, штоковая полость соединена со сливом, поршень перемещается влево – инструмент отжат.
Зажим и отжим поворотного стола: зажим и отжим поворотного стола осуществляется подачей масла в гидроцилиндры зажима Ц5, Ц6, Ц7, Ц8 при включении электромагнитов Y9, Y10 гидрораспределителя Р14.
Гидроуравновешивание шпиндельной бабки: гидроуравновешивание шпиндельной бабки осуществляется гидроцилиндром Ц4. Со штоковой полостью гидроцилиндра дополнительно с основным подводом присоединены рукавами два пневмогидроаккумулятора, позволяющих поддерживать постоянное давление в гидроцилиндре при ускоренном перемещении шпиндельной бабки вверх.
Открытие и закрытие дверей ограждения: открытие и закрытие дверей осуществляется гидроцилиндрами Ц9, Ц10, при включении электромагнитов Y38, Y39 гидрораспределителя Р12. При включении электромагнита Y38 масло поступает в гидроцилиндр Ц9, из гидроцилиндра Ц10 подается на слив, поршень перемещается вправо – двери ограждения открываются.
При включении электромагнита Y39 масло поступает в гидроцилиндр Ц10, из гидроцилиндра Ц9 подается на слив, поршень перемещается влево – двери ограждения закрываются. Скорость движения дверей регулируется дросселем ДР6. Время открытия дверей ограждения должно быть 3…5 сек. Регулировка давления производится редукционным клапаном КР3.
Отжим и фиксация стола – спутника: отжим и фиксация стола – спутника осуществляется гидроцилиндрами Ц11, Ц12, Ц13, Ц14, Ц15, Ц16 при включении электромагнитов Y40 и Y41 гидрораспределителей Р5 и Р6.
В исходном положении электромагниты Y40 и Y41 обесточены, стол – спутник зажат и зафиксирован.
При включении электромагнита Y40 масло поступает в поршневые полости гидроцилиндров Ц11, Ц12, Ц13, Ц14 и штоковые полости гидроцилиндров Ц15 и Ц16. Поршни гидроцилиндров Ц11, Ц12, Ц13, Ц14 перемещаются вверх, а поршни гидроцилиндров Ц15, Ц16 вниз – происходит отжим и расфиксация стола – спутника. Контроль отжима и расфиксации осуществляется при помощи реле давления РД6.
При включении электромагнита Y41 масло поступает в поршневые полости гидроцилиндров Ц15 и Ц16 и за счет разности площадей поршня перемещает его вверх – происходит фиксация стола – спутника. Контроль фиксации осуществляется при помощи реле давления РД5. При отключении электромагнита Y40 масло из гидроцилиндров Ц11, Ц12, Ц13, Ц14 поступает на слив, поршни под действием пружин перемещаются вниз – происходит зажим стола – спутника. Контроль зажима осуществляется при помощи реле давления РД6. При отключении электромагнита Y41 поршни гидроцилиндров Ц15, Ц16 остаются в верхнем положении.
9.2 Система централизованной периодической смазки
См.лист СамГТУ.151002.060.020.07.ГЗ.
Перечень элементов системы смазки указан в таблица 9.1.
9.2.1 Описание работы системы централизованной периодической смазки
Подачу масла в систему централизованной периодической смазки осуществляется при включении электромагнита Y16 гидрораспределителя Р7.
Система включает в себя центральный питатель П1 (рис.6), в комплект которого входит узел со штоком индикатора, позволяющий контролировать его работу с помощью микропереключателя, вторичные питатели, расположенные: П2 – на салазках стола, П3 – на стойке, П4 – на шпиндельной бабке.
Система работает следующим образом: включается электромагнит Y16 гидрораспределителя Р7, масло от насоса начинает поступать к центральному питателю П1, секции которого подают смазку к вторичным питателям, а от них к смазываемым точкам. При этом начинает работать счетчик импульсов. После отсчета необходимого количества ходов штока – индикатора центрального питателя, т.е. числа импульсов электромагнит Y16 отключается и подача масла прекращается. Через необходимый интервал времени опять включается электромагнит Y16 и вновь происходит смазка.
Если шток – индикатора делает недостаточное или чрезмерное число ходов, то появляется предупредительный сигнал.
Система смазки и разгрузки направляющих стойки: в систему смазки и разгрузки направляющих стойки масло поступает от насоса производительностью 6 л/мин через фильтр Ф2 (рис.6). Давление на выходе из насоса регулируется предохранительным клапаном КП2. Контроль давления в системе смазки осуществляется манометром МН1 при включении электромагнита Y21 гидрораспределителя Р15, ручку которого необходимо повернуть к гидрораспределителю (положение б).
Смазка и охлаждение коробки скоростей: одновременно с включением привода главного движения станка включается электромагнит Y17 гидрораспределителя Р1 и масло под давлением, определяемым настройкой клапана предохранительного КП2, подается через блок смазочный ДР2 (рис.6) на смазку коробки скоростей. Регулировка количества смазки осуществляется блоком смазочным ДР2, поплавки которого должны находиться на риске отмеченной красной краской соответствующей расходу 0,2 л/мин на каждом отводе. Контроль наличия смазки осуществляется при помощи реле давления РД4.
Смазка червячной передачи поворотного стола: одновременно с отжимом поворотного стола включается электромагнит Y18 гидрораспределителя Р4 и масло под давлением, определяемым настройкой КП2 подается через блок смазочный ДР1 (рис.6) на смазку червячной передачи поворотного стола. Регулировка количества смазки осуществляется блоком смазочным ДР1, поплавки которого должны находиться на риске отмеченной красной краской, соответствующей расходу 0,2 л/мин на каждом отводе. Контроль наличия смазки осуществляется при помощи реле давления РД3.
Гидроразгрузка направляющих стойки: гидроразгрузка направляющих стойки происходит постоянно при включенной гидростанции.
Перечень применяемых масел и их аналогов приведен в таблице 9.2. Карта настройки электромагнитов таблица 9.3.

 


Таблица 9.2
Перечень применяемых масел
Страна, фирма
Марка применяемого масла
РФ
Масло ИГП – 18 ТУ38101413 – 78
Shell
Tellus S32
Mobil
DTE 24
Exxon
Nuto HP32
BP
Energol HLP32
Castrol
Hyspin AWS32
Caltex
Rando HD32
Gulf
Harmony 32AW
Elf
Olna 32

Таблица 9.3
Карта настройки электромагнитов

 

10. ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ПРОЕКТА
В рыночной экономике значительно возрастают требования производства к уровню профессиональной подготовки инженерных кадров. В центре рыночных экономических отношений находится подлинный хозяин производства – свободный предприниматель. Он должен сам решать множество взаимосвязанных технических, организационных, социальных, экономических и других вопросов: что и в каком количестве производить. какими технологическими и организационными методами воспользоваться, где, кому и за сколько продавать свои изделия. Поэтому современный инженер машиностроительного производства должен уметь работать в новых экономических условиях, действующих по законам рынка.
На всех стадиях производства, при всех формах собственности, перед каждым специалистом стоит задача достижения максимальных экономических результатов при всех имеющихся технико – организационных условиях и ограничениях.
Развитию творческой самостоятельности, инициативы и предприимчивости будущих специалистов в условиях рыночного производства способствуют такие формы учебной работы, как курсовое и дипломное проектирование по профилирующим инженерным дисциплинам и, в первую очередь, по технологии машиностроения и организации машиностроительного производства.
Принимаемые в проекте технические и организационные решения должны быть экономичными. Выбор эффективных проектируемых мероприятий предусматривает сравнение различных их вариантов и экономическое обоснование наилучшего решения, поэтому все разделы проекта – как технические, так и организационно – экономические, должны сопровождаться соответствующими расчетами и сравнительной оценкой экономической эффективности.
Перед предприятием возникла проблема, связанная с реализацией производимых станков. Заказчик высказал претензии к скорости обработки цветных металлов и к функциональности станка в целом.

Данная задача была решена расширением технологических возможностей шпиндельной бабки с помощью ее углового поворота, управляемая от устройства ЧПУ станка, что позволило увеличить скорость обработки и функциональность станка.

На модернизацию были затрачены следующие средства:
КΣ = Ктехн + Кконстр + Кизгот + Кпокуп. (10.11)

В капитальные вложения войдет конструкторская и технологическая проработка модернизации, изготовление и сборка, стоимость материала и покупных деталей.
Определим затраты на конструкторскую и технологическую проработку модернизации по формуле:

, (10.2)
где Т - трудоемкость в часах; С - тарифная ставка; 1,26 - начисления на заработную плату; 5,5 - накладные расходы.
Трудоемкость конструкторской проработки - 240 часов, тарифная ставка инженера-конструктора - 29 рублей в час. Трудоемкость технологической проработки - 56 часов, тарифная ставка инженера-технолога - 28 рублей в час.

 


Определим затраты на изготовление: при планировании себестоимости определяются издержки производства не только в целом на предстоящий период, но и на единицу продукции. Метод установления себестоимости единицы продукции называется калькуляцией. Плановые калькуляции составляют по всем видам продукции, включенным в производственную программу. На их основе определяются затраты на всю товарную продукцию.
Для определения себестоимости единицы продукции необходимо иметь по даны завода или рассчитать следующие виды затрат: стоимость основных материалов, полуфабрикатов, топлива и энергии для технологических целей; прямую заработную плату производственных рабочих; дополнительную заработную плату рабочих; расходы на содержание и эксплуатацию оборудования, цеховые и общезаводские расходы; внепроизводственные расходы.
Полная (плановая) себестоимость единицы продукции определяется по формуле:
, (10.3)
где М – затраты на сырье и основные материалы, руб.; - основная заработная плата, руб.; - косвенные затраты цеха (на содержание оборудования и цеховые расходы), ; - общезаводские расходы, ; а – дополнительная заработная плата основных рабочих, ; - дополнительная плата, руб.; - начисления по социальному страхованию, ;
- внепроизводственные расходы, .
Затраты на сырье и основные материалы М=900 рублей (при стоимости 1кг чугуна 4 руб.).
Основная заработная плата:
, (10.4)
где Т - трудоемкость в часах; С - тарифная ставка; 1,26 - начисления на заработную плату; 5,5 - накладные расходы.
Трудоемкость токарных работ - 60 часов, тарифная ставка токаря 4-го разряда – 23,24 рубля в час. Трудоемкость зубофрезерных работ - 18 часов, тарифная ставка фрезеровщика 5-го разряда – 26,30 рубля в час. Трудоемкость фрезерных работ - 45 часов, тарифная ставка фрезеровщика 5-го разряда 26,30 рубля в час. Трудоемкость сборки - 140 часов, тарифная ставка слесаря 5-го разряда – 26,30 рублей в час.

.

Косвенные затраты цеха, =400 .
Общезаводские расходы, =150 .
Дополнительная заработная плата основных рабочих, а =15 ;
Дополнительная плата, =6000 руб.;
Начисления по социальному страхованию, =26 ;
Внепроизводственные расходы, =2,5 .


Кизгот =

Определим стоимость покупных изделий Кпокуп:
1 электродвигатель модели 2ПН160LУХ4 по 69000 рублей за штуку;
подшипники серии 3182111 по 3560 рублей за комплект;
подшипники серии 1788113Л по 2850 рублей за комплект;
1 стол модели СК36 – 1202 по 245000 рублей за штуку;

Кпокуп =69000+3560+2850+245000=320410.


Суммарные капитальные вложения в модернизацию:

КΣ = 12332,32 + 54740,4 + 377726,38+ 320410 = 765209 (руб.).

Себестоимость данного станка на сегодняшний день составляет 2 млн.руб.
С учетом модернизации себестоимость данного станка составляет 2765209 руб.
Станок предполагается реализовать по цене 3000000 рублей.

Учитывая, что партия составляет Q=16 станка, то прибыль от продажи станков будет равна:
П = (Ц – С)Q;
П = (3000000 – 2765209)16 = 3756656 (руб.).
765209/234791=3,25
Получаемая прибыль от продажи 16 станков окупает расходы на модернизацию.

 

 

 

 

 

 

11. СТАНДАРТИЗАЦИЯ И КОНТРОЛЬ КАЧЕСТВА ПРОДУКЦИИ
Стандартизация является средством повышения эффективности производства, улучшения качества продукции, снижения ее себестоимости. Для оценки и гарантирования качества выпускаемых изделий нужны нормативные документы, содержащие необходимые характеристики и показатели производственных материалов и изделий.
Качество продукции является важнейшим показателем деятельности предприятия. Качество станков зависит от многих факторов: технических, определяющих уровень конструкции, надежность и другие показатели качества конструкции выпускаемого оборудования, технологические и контрольные процессы его изготовления; производственных, определяющих уровень технологического оборудования (прежде всего его способность обеспечивать заданные точность и шероховатость обрабатываемой поверхности); квалификационных, определяемых квалификацией работающих.
Определяющими показателями качества продукции станка, оценивающими его возможную область применения, являются технологические показатели. К ним относятся технологические возможности станка, то есть размеры, форма и материал заготовок, которые должны обрабатываться на нем по 7-му квалитету; точность обработки может быть достигнута 7-го квалитета благодаря наличию высокоточных преобразователей линейных перемещений. В сочетании с высокой жесткостью несущей системы станка и направляющими скольжения, обеспечивается возможность автоматической отработки малых перемещений, равных дискретности измерительной системы станка (0,001 мкм), что является решающим фактором для получения высокой точности обрабатываемых криволинейных контуров поверхностей, при одновременно управляемых от ЧПУ станка координатах (линейная, круговая интерполяция по осям X,Y,Z,В).
11.1 Карта технического уровня и качества проектируемого станка
Разработкой методов количественной оценки уровня качества занимается наука квалиметрия. Различают Дифференцированный и комплексный методы оценки.
В основе дифференцированного метода лежит сравнение совокупности единичных показателей качества оцениваемой продукции с соответствующей совокупностью единичных показателей качества базового образца (аналога), отражающего наиболее высокие отечественные или зарубежные научно – технические достижения. Метод применяют в случаях, когда необходимо провести анализ сравнения уровня качества оцениваемой продукции и базового образца по отдельным показателям и установить, достигнут ли уровень базового образца в целом и какие показатели наиболее значительно отличаются от базового. Значения показателей качества берут из данных технического задания, технических условий или других конструкторских документов на данное изделие. К аналогам относят изделие того же вида, что и оцениваемое, обладающее общностью функционального назначения, масштабов производства и условий применения. Предварительно выделяют позитивные и негативные показатели качества.
Позитивным называют показатель качества продукции, увеличению значения которого отвечает улучшение качества продукции (для металлообрабатывающих станков показатели производительности, мощности привода главного движения, предельные размеры обрабатываемых поверхностей и т.п.).
Негативным называют показатель качества, увеличению значения которого отвечает ухудшение качества продукции (показатели габаритов и массы станка, времени автоматической смены инструмента, уровня звука на рабочем месте и т.п.).
С помощью единичных показателей качества рассчитывают относительный показатель качества по формулам:
- для позитивных единичных показателей; (11.1)
- для негативных единичных показателей. (11.2)
По результатам применения дифференцированного метода принимают следующие решения:
- уровень качества оцениваемой продукции выше или равен уровню базового образца, если значения всех относительных показателей ;
- уровень качества оцениваемой продукции ниже уровня базового образца, если значение всех относительных показателей .
В случаях же, когда часть значений относительных показателей больше или равна единице, а часть – меньше единице следует применять комплексный метод оценки уровня качества продукции.
Средне взвешенный арифметический показатель Q вычисляют по формуле:
, (11.3)
где - числовое значение iго относительного показателя качества; - коэффициент весомости ( значимости) iго единичного показателя; сумма коэффициентов должна удовлетворять условию ;n – число показателей (коэффициентов).
Значения коэффициентов весомости как правило, определяют экспертным путем.
Рассмотрим в качестве примера дифференцированный и комплексный методы оценки уровня качества станка модели 2А459АФ4 производства средневолжского станкостроительного завода.
В качестве базового образца для сравнения принят станок – аналог фирмы Funuc TXK160.
Таблица 11.1
Карта технического уровня


п.п.


Наименование показателя
Единица показателя
проектируемого
станка
Рi
Единица показателя
аналогич. станка
Рiδ
Относительный показатель
qi
Коэффициент весомости
mi
1
22
33

4
55
66 7
8
8

Частота вращения шпинделя (макс.), об/мин
Частота вращения шпинделя (мин.), об/мин
Подача стола (салазок) рабочая, мм/мин
Подача стола (салазок) ускоренная, мм/мин
Наибольший диаметр сверления, мм
Перемещение стола, мм
Мощность электродвигателя привода шпинделя, кВт
Размер рабочей поверхности, мм

4000

20

2500

8000

50
1250

14

1000

3000

63

3000

18000

45
1050

11

1300

1,33

3,15

0,83

0,44

1,11
1,19

1,27

0,76

0,15

0,15

0,15

0,05

0,15
0,15

0,10

0,10


Как следует из таблицы, 3 относительных показателей качества , а 5 . По этому для оценки уровня качества проектируемого станка необходимо воспользоваться комплексным показателем Q, учитывающим коэффициенты весомости единичных показателей .
Комплексный показатель рассчитывается по формуле:
;

Где qi - относительный показатель качества;
mi - параметр весомости.
Поскольку комплексный показатель , можно сделать вывод, что уровень качества модернизируемого станка выше, или по крайней мере не ниже, уровня качества базового станка.
11.2 Анализ унифицированных узлов проектируемого станка
В конструкцию современных станков применяют следующие унифицированные узлы, использование которых снижает стоимость изготовления, эксплуатации и ремонта: автоматические коробки скоростей, комплектные электроприводы с асинхронными электродвигателями постоянного тока; механические вариаторы; электромагнитные и тормозные муфты; беззазорные редукторы; передачи винт - гайка качения (скольжения); гидростатические передачи.
В данном проектируемом станке наиболее слабыми звеньями следуют считать: зубчатые колеса, муфты, датчики обратной связи.
11.3 Средства активного контроля, использованные в проектируемом станке
В проектируемом станке применены следующие средства активного контроля, например, контроль положения рабочих органов станка осуществляется индуктивными датчиками обратной связи, которые являются устройствами, выдающими информацию о величине фактического перемещения, положения и скорости исполняющих органов станка. Датчики обратной связи входят в систему путевого контроля, включенную в измерительную схему и схему формирования выходного сигнала.
По завершению обработки деталь проверяется предельными калибрами Ø и Ø мм.

 

11.4 Методика испытаний и приемки станка
Геометрическая точность станка является одним из главных факторов, определяющих точность обработки деталей машин.
Геометрическая точность станков нормируется ГОСТами, и для каждого типа станков устанавливается определенное число инструментальных проверок в зависимости от технологического назначения станков, их компоновки, уровня автоматизации, класса точности.
Испытания на точность проводятся в нерабочем состоянии станка, целью их является установление отклонений от прямолинейности, плоскостности; от правильного относительного положения поверхностей; от правильного движения (вращение без радиального и осевого биения, прямолинейности движения и др.).
Все металлорежущие станки, как новые, так и вышедшие из капитального ремонта, подвергаются испытаниям на геометрическую точность. Во время проверок геометрической точности учитывается не только величина отклонений, но и их направления (знак). Это диктуется условиями работы и необходимостью предусмотреть влияние деформаций под нагрузкой и постепенного износа трущихся поверхностей на точность работы станка.
При испытании станка на точность применяются специальные точные контрольные измерительные инструменты и приборы. Большинство проверок геометрической точности производится с использованием микрокаторов (типа 05 ИГП) с техническими характеристиками (цена деления 0,0005 мм, пределы измерений ±0,015 мм).
Основные виды проверок на точность приведены ниже.

 


Плоскость рабочей поверхности.

Рис. 11.1

Рис. 11.2
Средство измерения: с помощью точной поверочной линейки и блока плоскопараллельных концевых мер длины с точность измерения 0,001 мкм (пределы измерений 1…100мм) (см. рис.11.1). На проверяемую поверхность стола 3 в двух точках устанавливаются две опоры 2 равной высоты, на которые рабочей поверхностью кладут точную поверочную линейку 1. С помощью блока плоскопараллельных концевых мер длины 4 измеряют расстояние между линейкой и проверяемой поверхностью в выбранных точках с шагом 25-30 мм. В каждом сечении определяют наибольшую разность измеренных расстояний. Отклонение от плоскостности равно наибольшему из полученных результатов.
Средство измерения: точная поверочная линейка 1, показывающий измерительный прибор 4 (микрокатор типа 05 ИГП) (см. рис.11.2). На проверяемую поверхность 1 в двух точках устанавливают две опоры 3 равной высоты, на которые рабочей поверхностью кладут точную поверочную линейку 2. Микрокатор (типа 05 ИГП) устанавливают на столе станка с помощью штатива ШМ - 3 - 8 так, чтобы его измерительный наконечник касался рабочей поверхности линейки и был перпендикулярен ей. Микрокатор перемещают по проверяемой поверхности вдоль линейки с шагом 25-30 мм. Отклонение от плоскостности равно наибольшей алгебраической разности показаний показывающего прибора во всех сечениях.
Допускаемые отклонения:
при длине измерений до 250 мм – допуск 16мкм;
от 250 до 400 мм – допуск 20 мкм;
от 400 до 630 мм – допуск 25 мкм;
от 630 до 1000 мм – допуск 30 мкм;
допускается только вогнутость.

Постоянство углового положения стола при его перемещении: в продольном и поперечном направлениях.


Рис.11.3
Средство измерения: уровень (см.рис.11.3). Стол устанавливают в среднее положение в направлении, перпендикулярном направлению рабочего перемещения. На стол устанавливают уровень и стол перемещают шагами в 50-100 мм на всю длину его хода.
Допускаемые отклонения:
при длине измерений до 400 мм – допуск 0,02(4”);
от 400 до 1600 мм – допуск 0,03(6”).


Торцевое биение опорного торца шпинделя.

Рис.11.4
Средство измерения: измерительный прибор (микрокатор типа 05 ИГП) устанавливают на столе станка с помощью штатива ШМ - 3 - 8 так, чтобы его измерительный наконечник касался торцевой поверхности конца шпинделя у его периферии и был направлен перпендикулярно ей (см.рис.11.4). Шпиндель поворачивают не менее чем на два оборота.
Допускаемое отклонение: 10 мкм.

Радиальное биение центрирующей шейки шпинделя.


Рис.11.5
Средство измерения: измерительный прибор (микрокатор типа 05 ИГП) устанавливают на столе станка с помощью штатива ШМ - 3 - 8 так, чтобы его измерительный наконечник касался наружной поверхности конца шпинделя (см.рис.11.5). Измерения проводят в сечении, в котором окружность не прерывается пазами. Шпиндель приводят в медленное вращение.
Допускаемое отклонение: 16 мкм.


Радиальное биение конического отверстия шпинделя.

Рис.11.6

Средство измерения: измерительный прибор 3 (микрокатор типа 05 ИГП), контрольная оправка 2 (см.рис.11.6). В коническое отверстие шпинделя 1 закрепляют контрольную оправку 2 с цилиндрической рабочей поверхностью. На неподвижной части станка закрепляют измерительный прибор так, чтобы его измерительный наконечник касался поверхности оправки и был направлен к ее оси перпендикулярно образующей. Проверку производят в двух сечениях а и б на расстоянии , в двух взаимно перпендикулярных плоскостях А и Б, для чего оправку поворачивают вокруг оси вращения на 90 градусов.

Допускаемые отклонения: при ширине стола до 250 мм , L=150 мм
– допуск в сечении а) 10 мкм, б) 12 мкм;

при ширине свыше 250 мм , L=300 мм
– допуск в сечении а) 12 мкм, б) 20 мкм.

 

 


Параллельность рабочей поверхности стола оси вращения шпинделя.


Рис. 11.7
Средство измерения: измерительный прибор 3 (микрокатор типа 05 ИГП), контрольная оправка 2 (см.рис.11.7). В коническое отверстие шпинделя закрепляют контрольную оправку 2 с цилиндрической рабочей поверхностью. На столе перпендикулярно оси оправки устанавливают измерительный прибор так, чтобы его измерительный наконечник касался рабочей поверхности оправки и перемещают его на всю длину оправки. Измерения проводят в двух сечениях оправки, сначала у торца шпинделя, а потом на расстоянии L от него. Каждое измерение проводят по двум диаметрально противоположным сторонам оправки (путем поворота шпинделя вместе с оправкой на 180 градусов). Для исключения из результатов измерения отклонения от соосности оси оправки с проверяемой осью фиксируют показания прибора в А – сечении , Б – сечении . Затем оправку поворачивают на 180 градусов и повторяя измерения фиксируют А2 и Б2. Отклонение от параллельности прямой, соединяющей концы вобранного сечения проверяемой плоскости и оси в поперечном сечении  и .
.
Допускаемое отклонение:
при ширине стола до 160 мм, L=100 мм – допуск 8 мкм;
при ширине стола от 160 до 250 мм, L=150 мм – допуск 12 мкм;
при ширине стола свыше 250 мм, L=300 мм – допуск 25 мкм.
Нормативная документация:
1. ГОСТ 15945 – 82 «Конусы шпинделей и оправок с конусностью 7:24. Размеры».
2. ГОСТ 6464 – 69 «Станки координатно-расточные. Основные размеры. – Взамен ГОСТ 6464 - 63».
3. ГОСТ 18098 – 72 «Станки координатно – расточные и координатно –шлифовальные. Нормы точности».
4. ГОСТ 8 – 82Е «Станки металлорежущие общие требования к испытаниям на точность».
5. ГОСТ 2.301 – 68 … ГОСТ 2.319 – 81 ЕСКД «Общие правила выполнения чертежей».
6. ГОСТ 2.116 – 84 ЕСКД «Карта технического уровня и качества продукции».
7. ГОСТ 3.1404 – 74 ЕСТД «Правило оформления документов на механическую обработку».
8. ГОСТ 3.1418 – 82 ЕСТЛ «Правило оформления документов на технологические процессы и операции, выполняемые на станках с числовым программным управлением (ЧПУ). Обработка резанием».
9. ГОСТ 3.1118 – 82 ЕСТД «Формы и правила оформления маршрутных карт».
10. ГОСТ 24297 – 80 СПКП «Входной контроль качества продукции».
11. ГОСТ 27.002 – 83 «Надёжность в технике. Термины и определения».
12. ГОСТ 14.301 – 83 ЕСТПП «Общие правила разработки технологических процессов».
13. ГОСТ 12.1.019 – 79 ССБТ «Электробезопасность. Общие требования».

 

12. ОХРАНА ТРУДА И ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ
12.1 Анализ опасных и вредных производственных факторов
Частота появления несчастных случаев при работе на металлообрабатывающем оборудовании определяется технологией изготовления деталей и техническими средствами оснащения. Как и любой металлорежущий станок, модернизируемый координатный сверлильно-фрезерный станок модели 2А459АФ4, представляет для рабочего определенного рода опасность.
Для модернизируемого станка опасными факторами являются;
- вращающиеся фрезы, сверла, развертки;
- стружка;
- электрический ток.
Вредными производственными факторами являются;
- использование СОЖ при обработке;
- недостаточное освещение зоны резания;
- шум, вибрации.
Для защиты оператора от брызг СОЖ и стружки применяют защитные ограждения зоны резания. Зона резания закрыта металлическими щетками. Щитки изготовлены из алюминия толщиной 2 мм и имеют смотровые окна из стекла толщиной 4 мм. Ограждающее устройство перемещается по высоте. В конструкции устройства предусмотрена электрическая блокировка открывания защитного кожуха.
Безопасность труда на станке обеспечивается его изготовлением в соответствии с требованиями ГОСТ 12.2.009 и ГОСТ Р МЭК 60204-1. Требования безопасности труда при эксплуатации станка устанавливаются настоящим разделом, соответствующими разделами руководств по эксплуатации «Электрооборудование», «Гидросистема», «Смазочная система» и руководства по эксплуатации «Пожарная безопасность».
Показатели, обеспечивающие соблюдение общих требований безопасности при эксплуатации станка:
- станок имеет защитное ограждение зоны резания;
- станок имеет удобный отвод СОЖ из зоны обработки и снабжен централизованной системой смазки;
- самопроизвольное опускание шпиндельной бабки исключается применением противовеса;
- инструмент в конусе шпинделя станков закрепляется механизировано.
- удержание инструмента осуществляется пакетом тарельчатых пружин, обеспечивающих его надежное закрепление независимо от неожиданного прекращения подачи электроэнергии или падения давления в гидросистеме (при разборке механизированного зажима инструмента необходимо беречься «Выстреливания» пружин.);
- время торможения шпинделя (без инструмента) после его выключения не должно превышать 6 секунд. Торможение обеспечивается электросхемой привода главного движения;
- станок имеет предохранительные и блокирующие устройства;
- защита электрооборудования от короткого замыкания осуществляется автоматическими выключателями;
- предусмотрена защита приводов подач и главного движения от перегрузок;
- вводной выключатель станка снабжен замком, предохраняющим станок от случайного включения;
- для запирания дверок электрошкафа предусмотрены специальные запоры, закрывающиеся специальным ключом;
- на электрошкафах установлены знаки напряжения;
- станина станка, корпуса электрошкафов оснащены устройствами заземления.
Предохранительные устройства на станке модели 2А459АФ4:
- включение перемещения стола, салазок, шпиндельной бабки происходит только при достижении заданной частоты вращения шпинделя;
- аварийное динамическое торможение приводов с помощью выключателей аварийного останова;
- отключение вращения шпинделя одновременно после отключения приводов подач;
- исключающая возможность подачи команд на отжим инструмента при вращающемся шпинделе;
- включение цикла обработки при незакрытых дверках ограждения зоны резания;
- включение вводного автоматического выключателя при открытых дверках электрошкафа.
Мероприятия по защите от опасных и вредных производственных факторов при работе на станке модели 2А459АФ4:
Обслуживающему персоналу при работе необходимо соблюдать все общие правила техники безопасности работы на металлорежущих станках.
Персонал, допущенный в установленном на предприятии порядке к работе на станке, а также к его наладке и ремонту обязан:
- получить инструктаж по технике безопасности, в соответствии с инструкциями, разработанными на основании руководства по эксплуатации и типовым инструкциям по охране труда.
- ознакомиться с общими правилами эксплуатации и ремонта станка и указаниями по безопасности труда, которые содержатся в руководстве по эксплуатации «Электрооборудование», «Гидросистема», «Смазочная система», «Пожарная безопасность» и в эксплуатационной документации, прилагаемой к устройствам и комплектующим изделиям, входящим в состав станка.
При транспортировке и установке станка:
- для надежного зачаливания и безопасного перемещения станка и поставляемого к нему оборудования при монтаже, демонтаже и ремонтных работах, необходимо прежде всего ознакомиться с соответствующим разделом «Порядок установки». В противном случае работы вести запрещается.
При подготовке станка к работе необходимо:
- тщательно изучить назначение органов управления станком;
- проверить заземление станка;
- проверить функционирование системы смазки станка;
- проверить работу всех механических и электрических блокировок;
- все детали, массой более16 кг, устанавливать на станок при помощи тельфера или крана;
- установить на стол станка ограждение, которое служит средством защиты рабочего от попадания эмульсии, при работе с охлаждением, и от случайного попадания отлетевшей стружки.
При работе станка:
- во время работы станка дверцу ограждения открывать запрещается;
- включать механизмы станка только после проверки закрепления обрабатываемой заготовки на столе станка;
- запрещается включать механическое вращение шпинделя при установленных в шпиндель центроискателе с индикатором и микроскопе – центроискателе (в этом случае, клавишей «Ручной» на пульте управления, подаётся команда на нейтральное положение шпинделя). После этого, нажатием соответствующей кнопки шпиндель вращается со скоростью медленного проворота.
После окончания работы на станке необходимо:
- вынуть инструмент из шпинделя;
- отключить станок от электросети.
- категорически запрещается снимать или нарушать блокировки, предусмотренные конструкцией станка;
- категорически запрещается пользоваться сжатым воздухом при уборке станка;
- при съеме поворотного стола обязательно откл. устройство ЧПУ.
12.2 Электробезопасность
Причины поражения электрическим током при работе на станке модели 2А459АФ4: одним из важнейших вопросов техники безопасности является электробезопасность. Действие тока на человека может привести к тяжелой травме, а в ряде случаев к летальному исходу.
Причинами электротравм при работе на станке модели 2А459АФ4 являются: появление напряжения на металлических частях электрооборудования и корпусе станка в результате повреждения изоляции токоведущих проводов при механическом ремонте или замене инструмента (короткое замыкание токоведущей линии (сети), открытые участки линий электропередач, отсутствие заземления), а также не соблюдение общих требований безопасности труда из руководства по эксплуатации «Электрооборудование».
Мероприятия по защите от электротравм при работе на станке модели 2А459АФ4: одним из основных условий, по электробезопасности, является недоступность токоведущих линий совместно с наличием оградительных устройств и спец знаков «Высокое напряжение».
Мерой защиты от поражения электрическим током является помещение силовой части электрооборудования в отдельный отсек станка, закрывающийся дверцей, специального ключа, а часть электропроводов с целью защиты заключена в бронированные шланги.
На станке для питания электроприводов применена трехпроводная трехфазовая сеть с изолированной нейтралью.
Целью заземления является устранение опасности поражения электрическим током при появлении напряжения на конструктивных частях электрооборудования, т.е. при замыкании на корпус.
Общая защита электрооборудования от токов короткого замыкания осуществляется автоматическим выключателем. Для исключения перегрузки предусмотрена защита приводов подач и главного движения, осуществляемая схемой защиты от перегрузок и токовыми отсечками соответствующих преобразователей.
12.3 Пожарная безопасность
Причины возгорания при работе на станке модели 2А459АФ4: при работе станка возможно возникновение пожара из-за небрежного хранения обтирочного материала, т.е. промасленной ветоши, которая при определенных условиях способна самовозгораться: перегрузки двигателей, вызванной завышенными режимами резания при обработке детали, вследствие короткого замыкания токоведущей линии, а также по причине неосторожного обращения с огнем.
Мероприятия по предупреждению и устранению возгорания на станке модели 2А459АФ4: соответствующий инструктаж персонала, допущенного к работе на станке, а также соблюдение им требований безопасности труда при эксплуатации станка из следующих руководств по эксплуатации «Электрооборудование», «Смазочная система», «Пожарная безопасность».
Чтобы избежать возникновения пожара необходимо обтирочный материал, пропитанный рабочей жидкостью, содержать в металлическом ящике и в конце смены удалять из помещения.
По окончанию работы или в перерывах необходимо обязательно выключать все электродвигатели станка.
Защитой станка от возгорания в результате перегрузок служат тепловые реле, которые реагируют на предельно - допустимые значения электрического тока в электропроводке и размыкают электрическую цепь до наступления аварийного максимума тока.
Первичные средства тушения: вблизи станка расположены два углекислотных огнетушителя типа ОУ - 5 и специальные противопожарные покрывала из сортового полотна, а также песок.

13. ЭКОЛОГИЯ
Охрана окружающей среды в настоящее время – одна из самых насущных задач человечества. Наша область – наиболее развитая в промышленном отношении часть Поволжского экономического района. Г. Самара – крупный центр индустрии. В результате воздействия человека на природу коренным образом меняется облик нашей планеты. Поэтому в эпоху современной научно – технической революции чрезвычайно острой стала проблема нарушения экологического равновесия, выражающаяся в ухудшении качества окружающей среды в результате загрязнения ее продовольственными отходами. Промышленность потребляет все больше кислорода, возрастает выделение углекислого газа.
На современном уровне развития науки и техники практически всякое производство связано с образованием отходов, сточных вод, шлаков, выбросов в атмосферу.
Модернизируемый координатный сверлильно-фрезерный станок модели 2А459АФ4 климатического исполнения УХЛ категории 4.1 по ГОСТ 15150-69. Класс точности станка – А по ГОСТ 8-82.
Станок должен эксплуатироваться в термоканстантном помещении с температуре 20±1С.
Основными факторами, влияющими на загрязнение окружающей среды, при его эксплуатации станка являются:
• испарение СОЖ;
• шум;
• вибрации, оказывающие влияние на рабочего – оператора;
• стружка.
Для предотвращения влияния этих факторов на оператора и окружающую среду, для станков данного типа, должна быть осуществлена кабинетная компоновка станка с встроенной приточно – вытяжной вентиляцией. Данные системы позволяют поддерживать рабочую температуру в необходимых для работы станка диапазонах (20±1С), а вибро – акустические характеристики в пределах 68 - 72 децибел. Приточная вентиляция в данных системах необходима для очищения воздушного бассейна от испарения СОЖ и предотвращения попадания его в окружающую среду.
Для предотвращения влияния вибраций на оператора, в основании станка находится стенд. Конструкция стенда выглядит следующим образом: бетонный короб установлен на бетонных, армированных сваях, врытых в песочный грунт, в днище короба установлены демпферные пружины, на которых лежит прессованная резина, на которой в свою очередь установлен бетонный фундамент в виде куба. Во избежание распространения вибраций в грунт, и на оборот, влияния внешних вибраций на станок, бетонный фундамент оснащен воздушно – резинной изоляцией, располагаемой между стенками фундамента и внутренними стенками короба. В свою очередь стенд имеет разметку, а выносная панель управления ЧПУ позволяет оператору вносить корректировку в управляющую программу во время работы станка, находясь при этом вне фундамента. Данная конструкция стенда позволяет выполнять работы на станке с заданной точностью, исключая возможность влияния вибраций на оператора.
На предприятии осуществляются различные организационно - технические мероприятия по охране воздушного бассейна. Выявляются и паспортизируются источники выбросов, на них ставятся газоочистные и пылеулавливающие устройства.
Большое значение на предприятии имеют освещение, вентиляция, отопление, защита от шума, вибраций, воздействия электрического тока, чистота и порядок на рабочем месте.
Для предупреждения загрязнения воздуха в производственных помещениях (цехах) и удаления избытков влаги, а также для обеспечения воздухообмена установлена вентиляция. Предусматриваются также устройства для проветривания помещений. Для периодической замены отработанного СОЖ, в конструкции станка предусмотрены сливные пробки, через которые, отработанный СОЖ, переливается в специальные баки для последующей утилизации. По окончании смены рабочий – оператор производит уборку рабочего места. Стружка собирается ветошью и щетками в специализированный бак, откуда пересыпается в контейнеры для последующей транспортировки по железной дороге. В ожидании транспортировки контейнеры хранятся в складских помещениях предприятия. По окончании уборочных работ оператор сдает станок мастеру цеха.
Озеленение территории предприятия играет не малую роль в очистке воздуха. Деревья поглощают углекислый газ, выделяют кислород, очищают воздух oт промышленных и выхлопных газов. При этом зеленые насаждении поглощают из воздуха не только углекислый газ, но и очищают атмосферу от угарного газа, сводят его концентрацию к естественной порядка 0,00001%.
В настоящее время человечество располагает возможностью во многих отраслях промышленности производить продукцию, не оказывая отрицательною влияния на окружающую среду. К этому относится, прежде всего, запрещение ввода в эксплуатацию промышленных объектов без очистных сооружений и строгое выполнение условий сброса сточных вод, а также совершенствование технологии производства позволяющее полностью исключить загрязнение среды.

 

 

 

 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В соответствии с заданием предлагается конструкторское решение станка в целях повышения скорости вращения привода главного движения, а также повышение функциональности станка, а именно повышение одновременно управляемых координат от ЧПУ станка.
Были проведены следующие мероприятия:
• установка электродвигателя с повышенной максимальной частотой вращения ;
• установка более скоростных подшипников в шпиндельном узле;
• встраивание поворотного делительного кантуемого стола с управлением от устройства ЧПУ станка.
Проведение данных мероприятий обеспечило фактическое увеличение максимальной частоты вращения привода главного движения, а также повышение одновременно управляемых координат от ЧПУ станка с 4 на 5.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. А. Г. Косилова «Справочник технолога – машиностроителя», Т.2, Москва «Машиностроение», 1986г., 496с., ил.
2. «Обоснование технических характеристик станков: Методические указания к курсовому и дипломному проектированию для студентов дневного, вечернего и заочного отделения специальности 0501, 0636. /Сост. Зубенко В. Л., Денисенко А. Ф., Рабкин А. Л./ - Куйбышев: КптИ, 1984г., 40с.
3. «Выбор электродвигателей для металлорежущих станков». Методические указания к курсовому и дипломному проектированию. /Самарский политехнический институт; сост. А. Ф. Денисенко, Самара, 1992г., 24с.
4. «Проектирование и расчёт приводов металлорежущих станков: Методическое указание для курсового и дипломного проектирования» /Самарский Государственный технический университет. Сост. А. Н. Садовников, М. А. Вишняков, Самара, 1993г., 40с.
5. «Расчёт валов металлорежущих станков с использованием ЭВМ»: Метод. указ. /СамГТУ; Сост. В. И. Степанов. Самара, 1994г., 46с.
6. В.Э.Пуш «Конструирование металлорежущих станков». М., «Машиностроение», 1977г., 390с.
7. «Станки и инструменты» №6, 1968г.
8. «Известия высших учебных заведений», «Машиностроение», №1, №2, №3 1978г.




Комментарий:

Дипломная работа защищалась, вроде все есть, чертежи, компас, записка, приложения


Рекомендовать другу
50/50         Партнёрка
Отзывы