Разработка кинематической структуры токарного станка
МІНІСТЕРСТВО
ОСВІТИ І НАУКИ, МОЛОДІ ТА СПОРТУ УКРАЇНИ
НАЦІОНАЛЬНИЙ
ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ
«ХАРКІВСЬКИЙ
ПОЛІТЕХНІЧНИЙ ІНСТИТУТ»
Кафедра
«Технологія машинобудування та металорізальні верстати»
Дисциплiна
«Верстатне обладнання машинобудiвного виробництва»
КОНТРОЛЬНА
РОБОТА
Група МШ-10б
Студент Огарков
Р.В.
Лектор Кропальов
О.О.
ХАРКІВ
2012
СОДЕРЖАНИЕ
Введение
.
Назначение станка и область применения
.
Техническая характеристика
.
Общий вид станка
.
Название основных узлов и органов управления станка
.
Движения в станке и принципы работы
.
Структурная схема станка
.
Кинематическая схема станка
.
Кинематическая настройка станка(определение численных предельных значений
параметров кинематических цепей главного движения, движения подач и вспомогательного
движения)
.
Наладка станка
.
Заключение
.
Список источников информации
ВВЕДЕНИЕ
Металлорежущие станки являются основным видом
заводского оборудования, предназначенным для производства современных машин,
приборов, инструментов и других изделий, поэтому количество и качество
металлорежущих станков, их техническая оснащенность в значительной степени
характеризуют производственную мощь страны.
Станки металлорежущие, машины для изготовления
частей других машин в основном путем снятия с заготовки стружки режущим
инструментом. Многое из того, что производится в результате человеческой
деятельности в настоящее время, делается на металлорежущих станках или с
помощью машин, изготовленных с применением таких станков. Их спектр очень широк
- от строгальных станков с ручным управлением до компьютеризованных и
роботизованных систем. Более 500 разных типов существующих металлорежущих
станков могут быть подразделены не менее чем на десять групп по характеру
выполняемых работ и применяемому режущему инструменту: разрезные, токарные,
сверлильные, фрезерные, шлифовальные, строгальные, зубообрабатывающие,
протяжные, многопозиционные автоматические и др.
Металлорежущие станки токарной группы наиболее
распространены в народном хозяйстве.
В эту группу входят:универсальные токарные,
токарно-винторезные,
револьверные, лобовые, карусельные,
токарно-копировальные, токарные автоматы, токарные станки специального
назначения.
Целью курсового проекта является разработка
кинематической структуры токарного станка.
1. Назначение станка и область применения
Горизонтально-фрезерный станок, модель 6П80Г,
предназначен для обработки плоскостей на небольших деталях разнообразной
конфигурации из стали, чугуна и цветных металлов.
В качестве инструмента могут быть использованы
различные типы фрез: цилиндрические, дисковые, фасонные, а также наборы фрез.
Возможно также применение торцевых и иконцевых
фрез.
Повышенная мощность и широкий диапазон скоростей
и подач позволяют успешно работать фрезами как быстрорежущим, так и оснащенными
пластинками из твердого сплава.
. ТЕХНИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА СТАНКА
Технические характеристики
горизонтально-фрезерного станка, модели 6П80Г представлены в табл.2.1
Таблица 2.1 Техническая характеристика станка
Наименование
|
Значение
|
Рабочая
поверхность стола, мм
|
200х800
|
Число
скоростей вращения шпинделя
|
12
|
Пределы
чисел оборотов шпинделя в минуту, об/мин
|
50-2240
|
Число
скоростей подач стола
|
16
|
Пределы
скоростей подач стола, мм/мин
|
продольных
(Sпр)
|
22,4-1000
|
поперечных
(Sп)
|
16-710
|
вертикальных
(Sв)
|
8-355
|
Скорость
быстрого перемещения стола, мм/мин
|
продольного
|
2400
|
поперечного
|
1710
|
вертикального
|
855
|
Мощность
главного электродвигателя, кВт
|
2,8
|
3. ОБЩИЙ ВИД СТАНКА
Рисунок 3.1. Общий вид
горизонтально-фрезерного станка модели 6П80Г
. НАЗВАНИЕ ОСНОВНЫХ УЗЛОВ И ОРГАНОВ
УПРАВЛЕНИЯ СТАНКА
Основные узлы станка (рисунок 3.1):
А - станина с коробкой скоростей и
шпиндельным узлом; Б -хобот с подвеской; В - дополнительная связь консоли с
хоботом; Г - поворотная часть стола; Д - поперечные салазки; Е - стол; Ж -
консоль с коробкой подач; З - основание станка.
- рукоятка для переключения коробки
скоростей; 2 - рукоятка для переключения перебора шпинделя; 3 - рукоятка
ручного продольного перемещения стола; 4 - рукоятка управления продольной
подачи стола; 5 - рукоятка управления поперечной подачей стола; 6 - рукоятка
управления вертикального подачей; 7 - рукоятка ручного вертикального
перемещения консоли; 8 - маховичок для переключения коробки подач; 10 -
рукоятка переключения перебора коробки подач.
. ДВИЖЕНИЯ В СТАНКЕ И ПРИНЦИПЫ
РАБОТЫ
Движения в станке:
Движение резания (главное движение)
- вращение шпинделя с фрезой.
Движение подач - перемещение стола с
обрабатываемой деталью в продольном, поперечном и вертикальном направлениях.
Вспомогательные движения - все
указанные перемещения стола, выполняемые на быстром ходу.
Принцип работы.
Обрабатываемая деталь устанавливают
непосредственно на столе, в тисках или специальных приспособлениях. Для
обработки деталей в нескольких позициях широко используется универсальная
делительная головка, которая позволяет производить делительные повороты
заготовки на требуемое количество равных частей. Торцовые фрезерные головки
закрепляют на торце шпинделя. Настройка станка в соответствии с конфигурацией и
размерами обрабатываемой детали производиться перемещением ствола , поперечных
салазок и консоли .
6. СТРУКТУРНАЯ СХЕМА СТАНКА
Фрезерные станки общего назначения имеют
структуру класса Э22.
Кинематическая структура станка состоит с
кинематических групп для двух движений: движение скорости резания Фv(В1) и
движение продольной подачи Фs1 (П2), поперечной Фs2 (П3) или вертикальной Фs3
(П4).
Кинематическая группа движения (КГД) скорости
резания Фv (В1) - простая, с внутренней кинематической связью в виде
вращающейся кинематической пары между шпинделем и шпиндельной бабкой. Внешняя
кинематическая связь передает движение шпинделю от электродвигателя
М1:М1→ 1→ Р1→ iv→ 2.
Движение скорости резания Фv(В1) - простое с
замкнутой траэкторией, поэтому оно настраивается по двум параметрам:- скорость
- органом настройки - iv, направление - реверсивным механизмом Р1.
Кинематическая группа движения (КГД) движения
продольной подачи Фs1 (П2) имеет исполнительный орган - стол, на котором
устанавливается обрабатываемая деталь. КГД продольной подачи Фs1 (П2) тоже
простая с внутренней кинематической связью в виде одной поступательной
кинематической пары между столом и направляющими.
Внешняя кинематическая связь размещена между
электродвигателем М2 и столом:
М2→ 3→ Р2→ is1→ 4→
5→ t1.
Движение подачи Фs1 (П2) - простое, с
незамкнутой траэкторией и настраивается по четырем параметрам: скорость -
органом настройки - is, направление - реверсивным механизмов Р2, путь и
исходное положение с помощью упоров (на рисунке не показаны).
Структура кинематических групп поперечной Sпоп
подачи Фs2 (П3) и вертикальной Sпверт подачи Фs3 (П4) однотипна со структурой
кинематической группы продольной Sпрод подачи Фs1 (П2).
Структурная схема горизонтально-фрезерного
станка модели 6П80Г представлена на рисунке 6.1.
Рисунок 6.1. Структурная схема
горизонтально-фрезерного станка модели 6П80Г
7. КИНЕМАТИЧЕСКАЯ СХЕМА СТАНКА
Кинематическая схема горизонтально-фрезерного
станка модели 6П80Г представлена на рис. 7.1
Рисунок 7.1- Кинематическая схема
горизонтально-фрезерного станка.
8. КИНЕМАТИЧЕСКАЯ НАСТРОЙКА СТАНКА
Определение численных значений параметров
кинематических цепей главного движения.
Движение резания (главное движение).
Привод движения резания состоит из коробки
скоростей, клиноременной передачи с натяжным устройством и перебора.
Фланец электродвигатель мощностью 2.8 квт,
связан с валом 1 коробки скоростей упругой муфтой. В коробке скоростей тройной
Б1 и двойной Б2 передвижные блоки шестерен, обеспечивающие валу 3 шесть
различных скоростей вращения, которые через 26-22 натяжного устройства и клиноременную
передачу 210-210 сообщаются полому валу 5, находящемуся на шпинделе.
От этого валика вращение передается шпинделю 7
через перебор, когда муфта М1 выключена, а блок шестерен Б3 введён в зацепление
с шестернями 31 и 71 (как показано на схеме), или вращение передается
непосредственно, когда муфта М1, включена, а шестерни блока Б3 выведены из
зацепления. Переключения муфты М1 и блока Б3 сблокированы и осуществляются
одной рукояткой. Всего шпинделю сообщается 12 различных скоростей. Минимальное
число оборотов шпинделя nmin с учетом упругого скольжения ремня определяется из
выражения
Движение подач.
Привод имеет отдельную электродвигатель и
состоит из двухступенчатого редуктора, шестискоростной коробки подач, переборного
устройства коробки реверсов и механизмов продольной, поперечной и вертикальной
подач.
Вращение от фланцевого электродвигателя
мощностью 0,6 квт (рис. 7.1) передается через шестерни редуктора 21-27 и 32-64
валу Х коробки подач и через тройной подвижной блок шестерен Б4 и двойной
подвижной блок шестерен Б5 валу ХII.
От вала XII вращение может быть передано широкой
шестерне 60, установленной на валу XIII, через шестерни перебора 18-72 и
30-60-60, когда муфта М2 отключена (как показано на схеме),либо непосредственно
через шестерни 60-60 при включенной муфте М2. В последнем случае шестерня 60,
установленная на валу XII, выводиться из зацепления с шестернёй 30 для
сцепления с кулачками шестерни 45.
Широкая шестерня 60 установлена на полом валу и
связана с ним предохранительной муфтой.
Для осуществления рабочих подач должна быть включена кулачковая муфта ,
тогда вращение от широкой шестерни 60 через предохранительную и кулачковую
муфты передается валу ХIII и через шестерни 34-40 и 48-52 валу ХV, связанному с
механизмами реверсов продольной, поперечной и вертикальной подач.
От вала ХV через коническую передачу 18-18 и вал
ХVI приводится во вращение конический реверс 28-28-28. При включении кулачковой
муфты в
ту или иную сторону ходовой винт ХVII и стол получают движение в
соответствующих направлениях. Максимальная скорость продольной подачи стола определяется
из выражения
На цилиндрической части поперечного ходового
винта ХVIII свободно установлены шестерни 54 и 50, которые вращаются в
различные стороны, так как шестерня 54 получает вращение от вала ХV
непосредственно через шестерню 38, а шестерня 50-через шестерню 35 и паразитное
колесо 39.
Кулачковой муфтой включается,
выключается и реверсируется поперечная подача, наименьшая скорость определяется
из выражения
По аналогичному принципу происходит
реверсирование вертикальных подач. При включении кулачковой муфты в
ту или иную сторону вращение получает вал ХIХ, который через шестерни 25-50 и
коническую передачу 24-36 приводит во вращение вертикальный ходовой винт ХХI.
Наименьшая скорость вертикальной подачи определяется
из выражения
Вспомогательные движения.
Быстрые перемещения стола и консоли
осуществляются включением дисковой фрикционной муфты .
При этом вал ХIII получает вращение от электродвигателя через шестерни 21-72 и
32-64-26, минуя коробку подач. От шестерни 34, закрепленной на валу ХIII,
движение передается, как при рабочих подана. Скорость быстрого перемещения
стола и продольном направлении определяется из
выражения
Ручные установочные перемещения стола в
продольном и поперечном направлениях осуществляются маховичками,
непосредственно установленными на концах ходовых винтов ХVII и ХVIII.
Вертикальное установочное перемещение стола
производиться рукояткой, находящейся конце вала ХIХ.
. НАЛАДКА СТАНКА
Рассмотрим наладку станка модели 6П80Г на
фрезерование плоской поверхности цилиндрической фрезой. Эскиз обработки показан
на рис 9.1
Рисунок 9.1 - Эскиз фрезерования плоской
поверхности
Режимы обработки:
Глубина резания t=2 мм
Частота вращения шпинделя n=160 об/мин
Продольная подача =1,0
мм/об
Скорость резания V=40,1 м/мин
10. ЗАКЛЮЧЕНИЕ
кинематический токарный станок
По ходу расчетно-графического задания изучили
токарно-винторезный станок 6П80Г.
Горизонтально-фрезерный станок имеет достаточно
простой общий вид состоящий из таких главных элементов как: станина с коробкой
скоростей и шпиндельным узлом , хобот с подвеской , стол , дополнительная связь
консоли с хоботом , поперечные салазки, консоль с коробкой подач и основание
станка (станина).
Основным требованием, предъявляемым к станку
является обеспечение требуемой точности обработки и параметры шероховатости при
высокой производительности процесса. Для этого мы изучили основные параметры
настройки, кинематические и структурные схемы станка.
Производительность станка характеризуется
различными показателями, различной наладке и наличии тех или иных
приспособлений можно получить различные значения этого показателя.
Совершенствование станков идет по пути повышения
точности, совершенствования управления, увеличение диапазонов скоростей и
подач.
11. СПИСОК ИСТОЧНИКОВ ИНФОРМАЦИИ
1
Кропальов О.О. Кинематические основы металлорежущих станков.- К.: ИСДО, 1995.
Металлорежущие
станки (альбом общих видов, кинематических схем и узлов)./ Кучер А.М.,
Киватицкий М.М., Покровский А.А.- М.: Машиностроение, 1981.