37380

Анализ конструкции и наладка токарного станка с ЧПУ на обработку типовой детали

Курсовая

Производство и промышленные технологии

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

Русский

2013-09-24

1.69 MB

103 чел.

МИНИСТЕРСТВО ОБАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

КУРГАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

КАФЕДРА АВТОМАТИЗАЦИИ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ПРОЦЕССОВ И ПРОИЗВОДСТВ

КУРСОВАЯ РАБОТА

расчетно-пояснительная записка

Тема: Анализ конструкции и

наладка токарного станка с ЧПУ на обработку типовой детали

Студент группы Т-4138: Вдовенков И.И.                             

Руководитель: Рохин В.Л.                                                  подпись:_________

Дата защиты ___________

Оценка          ___________

Курган 2011

Содержание

Введение…………………………………………………………………………….3

1.Описание и анализ конструкции станка……………………………………….4

1.1.Назначение станка……………………………………………………………..4

1.1.2.Описание устройства станка……………………………………………….4

1.1.3. Кинематическая схема станка ………...…………………………………..5

1.2.Виды применяемых станочных приспособлений…………………………..7

1.2.1.Режущий инструмент…………………………………………………….....7

1.2.2.Вспомогательный инструмент…………………………………………..…9

1.3.Анализ узлов и типовых элементов станка………………………………..11

1.3.1.Привод главного движения……………………………………………….11

1.3.2.Шпиндельный узел………………………………………………………..11

1.3.3.Патрон быстропереналаживаемый ПЭК-400Ф8….………...……………13

1.3.4.Каретка с механизмами приводов подачи станка….……………………14

1.3.5.Револьверная головка……………………………………………………...16

1.3.6.Конвейер для удаления стружки.…………………………………………18

2.Настройка станка на выполнение операций…………………………………20

2.1.Карта наладки станка………………………………………………………..20

2.2.Технологический процесс изготовления стакана муфты……….………21

2.3.Операционные технологические процессы обработки детали на станке с ЧПУ……………………………………………………………………………….24

2.4.Выбор режущего и вспомогательного инструмента, приспособлений………………………………………………………………….26

2.5.Расчёт режимов резания…………………………………………………….27

  Заключение…………………………………………………………………….37

  Список литературы……………………………………………………………38

ВВЕДЕНИЕ

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

Пояснительная записка содержит 31  лист машинописного текста. Графическая часть составляет 1 лист формата А2, 3 листа формата А3.

1. Описание и анализ конструкции станка.

1.1. Назначение станка.

Роботизированный технологический комплекс  типа РРТК – 3Д31 предназначен для многооперационной обработки заготовок типа коротких тел вращения (дисков, колец, фланцев и т. п.) в условиях серийного и многосерийного производств, построен на базе токарного патронного станка с ЧПУ мод. 1П756ДФ3. Станок был выбран после расчета максимального диаметра обработки: Dmax=Dз/0.6=285/0.6=475

1.1.2. Описание устройства станка.

Общий вид РТК и его техническая характеристика представлены на листе 1.

Позиция

Наименование

1

Станок с ЧПУ мод 1П756ДФЗ

2

Автоматический манипулятор (автооператор) портального типа мод. МА80Ц 25.09

3

Накопитель заготовок и деталей

4

Тактовый стол со специализированной тарой

5

Склад стелаж

6

Устройство ЧПУ типа “Электроника МС 2101”

7

Гидростанция

Роботизированный технологический комплекс предназначен для многооперационной обработки заготовок типа коротких тел вращения (дисков, колец, фланцев и т. п.) в условиях серийного и многосерийного производств РТК построен на базе токарного патронного станка с ЧПУ мод 1П756ДФЗ (поз. 1), автоматического манипулятора 2 портального типа мод. МА80Ц 25.09, накопителя 3 заготовок и деталей, выполненного в виде тактового стола со специализированной тарой 4. склада-стеллажа 5 для технологической оснастки, устройства ЧПУ (поз 6) типа “Электроника МС 2101”, гидростанции 7 и других вспомогательных устройств (например, для смены схватов манипулятора). Автоматический манипулятор в составе РТК выполняет следующие операции: снятие заготовки из тары первым охватом; транспортирование ее к патрону станка; взятие из патрона обработанной детали вторым охватом и установку в него заготовки первым охватом (после поворота кисти руки манипулятора на 180°); транспортирование детали к таре и установку в соответствующей ячейке. Там же приведены общий вид специальной тары с оснасткой, позволяющей осуществить плотную укладку заготовок и деталей как горизонтально, так и вертикально (на торец). Токарный патронный станок с ЧПУ мод 1П756ДФЗ, входящий в состав РТК, имеет типовую для таких станков компоновку направляющие станины расположены в плоскости, наклоненной под углом 20° к вертикали Это обеспечивает хороший отвод и удаление стружки из зоны обработки, а также свободный доступ манипулятора к обрабатываемой в патроне заготовке. Корпус крепится винтами на станине в передней части станка. Шпиндель установлен на двух опорах двухрядном роликовом подшипнике, работающем в паре с упорно радиальным подшипником в передней опоре, и двухрядном роликоподшипнике в задней опоре. Передний конец шпинделя—фланцевый с возможностью быстросменной установки патрона. На заднем конце шпинделя имеется посадочный поясок для крепления зажимного устройства патрона. Входной вал механизма привода связан со шпинделем через один из двух промежуточных валов, на которых установлены, соответственно, передвижные блоки зубчатых колес. Настройка на один из трех диапазонов частот вращения шпинделя осуществляется механизмом управления, содержащим вал, связанный зубчатыми колесами с приводом (головкой типа ПРИЗ ВС 05), а также вилки переключения, подвижно установленные на оси. Положения вилок переключения зубчатых блоков контролируются конечными выключателями и стопорятся подпружиненными фиксаторами. Смазка механизмов шпиндельной коробки осуществляется централизованно от маслораспределителя, установленного в корпусе. Комплекс РРТК-ЗД31 оснащен различными контрольно измерительными устройствами датчиком правильной установки заготовки в патроне станка, контактной головкой для измерения инструментов, сменной головкой со щупом для измерения обрабатываемой заготовки. Все органы управления сосредоточены на неподвижном поворотном пульте на выносной консоли.
Привод главного движения состоит из шпиндельной бабки и двигателя постоянного тока.  Шпиндельный узел полуавтомата имеет жёсткую конструкцию и высокую виброустройчивость. Приводы продольной и поперечной подач выполнены с применением высокомоментных электродвигателей, что позволяет обрабатывать детали на интенсивных режимах резания. Смена инструмента на полуавтомате производится автоматически с помощью двух револьверных головок. Охлаждение в зону резания подводится через инструментальные блоки. Стружка удаляется транспортёром, установленным в нише станины полуавтомата.

1.1.3. Кинематическая схема станка.

Кинематическая схема станка 1П756ДФ3 представлена на листе 2. Привод главного движения включает в себя регулируемый электродвигатель постоянного тока и трехступенчатую механическую коробку с передаточными отношениями u1 = 1:1 (первый диапазон), u2 = 1:4 (второй диапазон) и u3= 1:16 (третий диапазон), обеспечивающих частоты вращения nшп = 8…1600 мин-1 (ряд с

φ=1.12). Наибольший крутящий момент на шпинделе Т = 3,15 кН  м при nшп до 45 мин-1. Механизм переключения диапазонов частот вращения шпинделя – электромеханический.

Корпус шпиндельной коробки крепится винтами на станине в передней части станка. Шпиндель установлен на двух опорах: двухрядном роликовом подшипнике, работающем в паре с упорно-радиальным подшипником в передней опоре, и двухрядном роликоподшипнике в задней опоре. Передний конец шпинделя – фланцевый с возможностью быстросменной установки патрона. На заднем конце шпинделя имеется посадочный поясок для крепления зажимного устройства патрона.

Входной вал  механизма привода связан со шпинделем  через один из двух промежуточных валов, на которых установлены, соответственно, передвижные блоки зубчатых колес. Настройка на один из трех диапазонов частот вращения шпинделя осуществляется механизмом управления, содержащим вал 8, связанный зубчатыми колесами с приводом (головкой типа ПРИЗ ВС-05), а также вилки переключения, подвижно установленные на оси. Положения вилок переключения зубчатых блоков контролируются конечными выключателями и стопорятся подпружиненными фиксаторами.

Датчик  резьбонарезания связан через упругую пластинчатую муфту с валом, который через зубчатую передачу соединен со шпинделем. Для выбора зазора в зацеплении разрезное зубчатое колесо этой передачи снабжено специальным пружинным устройством.

Смазка механизмов шпиндельной коробки осуществляется централизованно от маслораспределителя, установленного в корпусе.

1.2. Виды применяемых станочных приспособлений.

1.2.1. Режущий инструмент.

В качестве материалов для изготовления лезвийного инструмента для станков с ЧПУ используют: твёрдые сплавы, керамику, сверхтвёрдые синтетические материалы и быстрорежущие стали.

В настоящее время на станках с ЧПУ токарной группы, выпускаемых промышленностью, можно выполнять самые разнообразные операции. При этом комплект резцов для этих станков должен обеспечивать обработку поверхностей, наиболее часто встречающихся в машиностроении. Так, например, резцы контурные с ромбическими пластинами с =950, позволяют обтачивать детали по цилиндру, протачивать обратный конус с углом спада до 30, обрабатывать радиусные и переходные поверхности и протачивать торцы движением от центра детали к наружному диаметру.

Всё более широко в настоящее время применяются инструменты со сменными многогранными пластинами (СМП), что позволяет повысить эксплутационные качества инструмента, обеспечивает значительную экономию дефицитных режущих материалов. Вместе с тем создаются благоприятные условия для широкого применения более износо- и теплостойких режущих инструментов.

В системе резцов предусмотрены надежные методы закрепления СМП, обеспечивающих хорошее дробление и отвод стружки, высокую точность позиционирования СМП и их быстросменность.

В подсистемах резцов для точения и растачивания за базовые приняты четыре конструкторских решения. Обозначение резцов соответствует ГОСТ 26476—85.

а) Прижимом сверху (тип С)  б) Штифтом и прижимом сверху (тип М)

в) Штифтом (тип P)    г) Винтом, вставленным в коническое

                                                                          отверстие (Тип S)

Типы механического крепления СМП по IS0.

СМП без отверстия закрепляют по типу С (рисунок 7). При таком методе закрепления СМП базируют в закрытом гнезде державки 1 по двум базовым поверхностям и сверху прижимают к опорной поверхности прихватом 2. Быстрый съем СМП обеспечивается дифференциальным винтом 3. Опорную твердосплавную пластину 4 закрепляют винтом 5 на державке резца или разрезной пружинящей втулкой.

Крепление пластины прихватом и винтом с разнонаправленной резьбой (тип С).

Тип крепления имеет следующие исполнения: C1  для режущих пластин с задним углом, С3 — без заднего угла.

На передней поверхности СМП с задним углом выполнены стружколомающие канавки для дробления и отвода сливной стружки. При использовании СМП без заднего угла применяют накладные стружколомы, которые закрепляют с помощью прихвата и дифференциального винта.

Резцы исполнений С1 и C3 с опорной пластиной широко применяют при точении и растачивании; резцы без опорной пластины — при растачивании малых отверстий и точении (сечение державки резца 12X12—16X16 мм).

В резцах исполнения С3 могут использоваться СМП из твердого сплава и режущей керамики (последние в настоящее время выпускаются без отверстий).

Резцы исполнения С1 имеют положительные углы, что обеспечивает небольшую силу резания. Поэтому их рекомендуется применять для обработки нежестких деталей. Эти резцы могут также применяться с накладными стружколомами.

1.2.2. Вспомогательный инструмент.

Режущий инструмент на станках токарной группы с ЧПУ устанавливается и закрепляется либо в резцедержателях суппортов, либо в револьверных головках непосредственно, либо с использованием переходных элементов.

При непосредственной установке в гнездо суппорта или револьверной головки режущий инструмент может быть заранее настроен на определенные размеры. Это достаточно просто, если режущий инструмент имеет специальные настроечные элементы.

Подсистема вспомогательного инструмента с базирующей призмой (ОСТ2 VI6—1—78) предназначена для станков с ЧПУ моделей 1А734ФЗ, 1А751ФЗ, СМ710ФЗ, 16КЗОФЗ, 1П756ДФ3. Резцедержатели 3.1—3.3 (рис. 6) обеспечивают крепление резцов в широком диапазоне размеров. Особенно универсален трехсторонний резцедержатель 3.5. В комплект входит распределитель охлаждающей жидкости 3.4, предназначенный для подвода СОЖ в зону резания. С помощью держателей 3.7 и 3.8 закрепляют державки с цилиндрическим хвостовиком и шпонкой. Базовые элементы подсистемы позволяют (через элементы 3.6) закреплять инструмент (2.11— 2.13 и др.) из предыдущей подсистемы, что в ряде случаев расширяет технические возможности станков, а также способствует сокращению номенклатуры вспомогательного инструмента.

Рис.6. Подсистема вспомогательного инструмента с базирующей призмой

1.3. Анализ узлов и типовых элементов конструкции станка.

1.3.1.  Привод главного движения

В качестве привода главного движения используется регулируемый электродвигатель постоянного тока 2ПФ-200МГУ4 мощностью 22 кВт и частотой вращения 1500 об/мин.

Кинематическая схема механизма привода главного движения включает в себя регулируемый электродвигатель постоянного тока и трехступенчатую механическую коробку с передаточными отношениями u1 = Z40/Z40*Z48/Z48=1:1 (первый диапазон), u2 =Z22/Z88*Z60/Z60=1:4 (второй диапазон) и u3=Z22/Z88*Z24/Z96=1:16 (третий диапазон), обеспечивающих частоты вращения nшп = 8…1600 мин-1 (ряд с

φ=1.12). Наибольший крутящий момент на шпинделе Т = 3,15 кН  м при nшп до 45 мин-1. Механизм переключения диапазонов частот вращения шпинделя – электромеханический, кулачковый барабанного типа.

1.3.2.  Шпиндельный узел

Условный размер конца шпинделя

D

D1

D2

Отверстие в шпинделе а , не более

d  1

(пред откл

А2)

d  2

(пред. Откл. 7  H)

d3

D4

 d5

Номин.

Пред. Откл.

Номин

Пред. Откл.

цилиндрическое

коническое

Конус Морзе

Конус метрический

1П756ДФ3

290

196,869

+0,014

235

±0,2

Размер не регламентируется

-

100

28,0

М10

36

11,0

17,0

Корпус 1 крепится винтами на станине в передней части станка. Шпиндель 2 установлен на двух опорах: двухрядном роликовом подшипнике, работающем в паре с упорно-радиальным подшипником в передней опоре, и двухрядном роликоподшипнике в задней опоре. Передний конец шпинделя – фланцевый с возможностью быстросменной установки патрона. На заднем конце шпинделя имеется посадочный поясок для крепления зажимного устройства патрона (на листе 10 патрон и зажимное устройство не показаны).

Входной вал 3 механизма привода связан со шпинделем 2 через один из двух промежуточных валов 4 или 5, на которых установлены, соответственно, передвижные блоки 6 и 7 зубчатых колес. Настройка на один из трех диапазонов частот вращения шпинделя осуществляется механизмом управления, содержащим вал 8, связанный зубчатыми колесами 9 и 10 с приводом (головкой типа ПРИЗ ВС-05) 11, а также вилки 12 и 13 переключения, подвижно установленные на оси 14. Положения вилок переключения зубчатых блоков контролируются конечными выключателями и стопорятся подпружиненными фиксаторами 15.

Датчик 16 резьбонарезания связан через упругую пластинчатую муфту с валом 17, который через зубчатую передачу соединен со шпинделем. Для выбора зазора в зацеплении разрезное зубчатое колесо 18 этой передачи снабжено специальным пружинным устройством 19.

Смазка механизмов шпиндельной коробки осуществляется централизованно от маслораспределителя, установленного в корпусе.

Правая опора шпинделя состоит из двух подшипников: одного роликового двухрядного радиального, и одного шарикового двухрядного упорно-радиального, они регулируются с помощью гайки М155х2. Левая опора состоит из одного роликового двухрядного радиального подшипника, он регулируется с помощью гайки М120х2.

1.3.3. Патрон быстропереналаживаемый

Размеры, мм

Параметр

ПЭК-400Ф8

Диаметр наружный

400

Диаметр присоединительного конуса

196.869

Высота патрона Н

135

Диаметр изделия, зажимаемого в прямых кулачках:

Наименьший

30

Наибольший

150

Диаметр изделия, зажимаемого внутренними ступенями кулачков:

Наименьший

100

Наибольший

400

Диаметр изделия, зажимаемого наружными ступенями кулачков:

Наименьший

130

Наибольший

360

Сила зажима, кН, не менее

60

Масса патрона, кг

119

1.3.4. Каретка с механизмами приводов подачи станка

Конструкция каретки станка с механизмами приводов подачи показана на листе 11. Каретка 1 устанавливается на направляющие 2 станины и удерживается относительно них планками 3. На верхней части каретки 1 прикреплены три планки 4 с плоскими горизонтальными направляющими качения, по которым в поперечном направлении перемещается ползушка 5 суппорта. В качестве элементов качения в направляющих используются танкетки 6, две из которых жестко прикреплены к ползушке 5, а две другие установлены на клиньях 7 для возможности регулирования величин натяга. Ползушка 5 относительно направляющих удерживается планками 8.

Защита направляющих от попадания стружки и охлаждающей жидкости обеспечивается щитками 9 и уплотнениями 10. Смазка направляющих станины и каретки, а также шариковых винтов осуществляется централизованно от гидростанции через гибкие шланги, дозаторы маслопроводы в корпусе каретки.

На нижней плоскости каретки крепится гайка 11 шарикового винта продольной подачи. В расточке каретки на опорах установлен ходовой винт 12 поперечной подачи, гайка качения 13 состоящая из двух полугаек 95 и 96 зубьев, регулировка зазора в ней осуществляется путем поворота одной полугайки относительно другой. Гайка 13 жестко закреплена на нижней плоскости ползушки 5.  Верхняя опора винта содержит два упорных и радиальный игольчатый подшипники, представляющие единый комплект. Предварительный натяг упорных подшипников осуществляется тарельчатой пружиной. Нижняя опора выполнена в виде радиального роликового подшипника, свободно установленного в расточке каретки.

К переходному фланцу 14 на верхней стенке каретки крепится высокомоментный электродвигатель 15 поперечной подачи ползушки, который предохранительной муфтой 16 соединен с шариковым винтом 12.

1.3.5. Револьверная головка.

На ползушке суппорта станка установлены две револьверные головки: дисковая 8-позиционная с осью, параллельной шпинделю, и 4-гранная с перпендикулярной осью вращения. Обе револьверные головки находятся друг от друга на расстоянии, достаточном для размещения заготовки с наибольшим диаметром.

Конструкция револьверной головки с вертикальной осью вращения показана на листе 12. Данная головка предназначена для закрепления блоков режущих инструментов, используемых при внутренней обработке (расточке, сверлении и т. п.). Корпус 1 револьверной головки установлен на оси, выполненной в виде полого станка 2, и промежуточном основании 3. На корпусе устанавливаются сменные инструментальные блоки, которые базируются на плоскости и зажимаются вручную планками 5.

Фиксирующее устройство револьверной головки содержит две торцевые мелкозубые полумуфты 6 и . Одна из полумуфт жестко закреплена на основании 3, а другая прикреплена к корпусу 1. Для предварительной фиксации головки имеется подпружиненный упор 8 одностороннего действия.

Механизм поворота головки смонтирован в полости станка 2 и жестко связан с ним осью 9. Электродвигатель10 через зубчатые колеса 11, 12, 13 и 14, планетарную передачу с сателлитами 15 соединяется с центральными колесами (с внутренними зубьями), связанными со станком 2 и муфтой зажима. Муфта зажима револьверной головки выполнена в виде двух полумуфт с винтовым зацеплением, одна з которых жестко связана с приводным зубчатым колесом 16, а другая (поз. 17) через промежуточную зубчатую муфту 18  с осью 9.

Движение вала электродвигателя 10 через промежуточные и планетарную передачи передается винтовой полумуфте 16. При повороте полумуфты 16 корпус 1 револьверной головки поднимается по винтовым зубьям полумуфты 17 под действием пружин в основании 3, расцепляя полумуфты 6 и 7. После этого корпус 1 поворачивается до заданного положения, контролируемого одним из четырех микровыключателей в командоаппарате 19, который монтируется в верхней части станка 2. Пи срабатывании одного из них дается команда на реверс электродвигателя: корпус 1 поворачивается до упора 8, а затем зажимается винтовой муфтой в заданном положении. Отдельный микровыключатель дает в этот момент команду на выключение электродвигателя.

В конструкции револьверной головки предусмотрены внутренние каналы для подачи СОЖ к режущим инструментам. Подача СОЖ осуществляется по каналам к клапану 4, который открывается при установке инструментального блока.

Для закрепления режущих инструментов с горизонтальной осью для наружной обточки заготовки применяется дисковая 8-позиционная револьверная головка. Конструкция аналогичной револьверной головки приведена на рисунке кинематической схемы станка.

Двигатель 1. Передаточный механизм 11-12-13-14-15-сателлит. Механизм разфиксации 6- зубчатое колесо нарезанное на основании 3 прикрученное к суппорту, 7 – зубчатый венец прикрученный к корпусу 1. Зубчатая муфта 16-17-винтовой венец. Датчики обратной связи – не показаны

1.3.6. Конвейер для удаления стружки.

На листе 13 показаны общий вид и конструкция конвейера для удаления стружки из зоны резания. Конвейер помещен в нише станины и расположен перпендикулярно оси шпинделя так, чтобы стружка отводилась в сторону задней стенки станка в тару. Помещенный в сварной корпус 1 из листового металла конвейер выполнен в виде двух бесконечных цепей 2, к звеньям которых прикреплены скребки 3, посаженные на оси 4. Цепь перемещается по направляющим 5; ведущие звездочки 6 жестко установлены на приводном валу 7, а ведомые 8 – на валу 9. Натяжение цепи осуществляется винтами 10 и крепежными болтами. Корпус 1 установлен на шасси 11 с роликами 12, позволяющими ему выдвигаться назад для обслуживания и ремонта. Конвейер приводится в действие электродвигателем 13 с зубчато-червячным редуктором 14, образующими единый комплекс мотора-редуктора.

Комплекс РРТК-3Д31 оснащен различными контрольно-измерительными устройствами: датчиком правильной установки заготовки в патроне станка; контактной головкой для измерения инструментов; сменной головкой со щупом для измерения обрабатываемой заготовки.

2. Настройка станка на выполнение операций.

2.1. Карта наладки станка.

Настройка – подготовка станка для обработки партии деталей с заданной точностью и производительностью.

При настройке решаются следующие задачи:

1) установить приспособления и режущий инструмент на станке;

2) ввести режимы обработки (nшп, № режущего инструмента, S, t);

3) осуществить пробный проход и откорректировать программу.

В карте наладке указываются:

- тип станка;

- тип приспособления;

- материал заготовки и её размеры;

- тип режущего инструмента;

- поверхности, подлежащие обработке;

- набор специальных требований.

Карта наладки станка приведена в приложении лист 4.

2.2. Технологический процесс изготовления муфты.

Муфта отключения гидромеханической трансмиссии колесного тягача (рис. 6.4) входит в узел повышающей передачи, предназначенной для увеличения числа оборотов, передаваемых от двигателя ведущему валу гидромеханической трансмиссии. Муфта отключения служит для отсоединения двигателя от повышающей передачи в момент его пуска и прогрева, а также при работе тормозов и рулевого управления при буксировке машины. Конструктивно муфта представляет собой полый цилиндр с центральным шлицевым отверстием и достаточно сложной конфигурацией наружных поверхностей, включая зубчатый венец. Наиболее высокие требования поточности обработки и шероховатости поверхности предъявляются к шлицевому отверстию и цилиндрической наружной поверхности Ж 82^, 05 Технические требования по точности расположения поверхностей указаны на эскизе детали. Деталь изготовлена из легированной хромоникелевой стали марки 12ХНЗА, твердостьHRC345...48.

Технологический процесс изготовления муфты для условий крупносерийного производства приведен в табл. 6.4. Особенностью процесса является использование высокопроизводительного оборудования и прогрессивного режущего инструмента. Учитывая необходимость плавного входа и выхода муфты из зацепления, в технологическом процессе после формирования зубчатого венца предусмотрена операция зубозакругления.

Исходной заготовкой является штамповка с прошитым центральным отверстием, полученная на горизонтально-ковочной машине в горячем состоянии.


2.3. Операционные технологические процессы обработки детали на станке с ЧПУ

Контур детали. Поверхности деталей, обрабатываемых на станках с ЧПУ, подразделяются на плоскости, перпендикулярные к оси вращения, соосные цилиндры, конусы, сферы, торы и поверхности вращения с произвольной образующей, а также винтовые поверхности, формирующие резьбы. Образующими этих поверхностей являются прямые, окружности и линии, заданные последовательностью точек. Контур образующей детали поэтому представляет собой последовательность геометрических элементов: отрезков прямых, дуг окружностей и кривых, заданных в табличной форме. С технологической точки зрения эти геометрические элементы и соответствующие им поверхности принято делить на основные и дополнительные (рис. 1).

Рис. 1. Поверхности образующие контур детали:

1 – торцевая; 2 – радиусная торцевая; 3 – цилиндрическая наружная; 4 – наружная прямоугольная канавка; 5 – конусная – фаска; 6 – цилиндрическое отверстие.

К основным элементам контура детали относят образующие поверхностей, которые могут быть обработаны резцом для контурной обработки с главным углом в плане φ=95˚ и вспомогательным углом в плане  φ1=30˚. Для наружных и торцовых поверхностей такой резец принадлежит к числу проходных, а для внутренних – к числу расточных.

Элементы образующих поверхностей, формообразование которых не может быть выполнено указанным резцом, принадлежит к числу дополнительных. К ним относятся торцовые и угловые канавки для выхода шлифовального круга, канавки на наружной, внутренней и торцовой поверхностях, резьбовые поверхности, желоба под ремни и т.п.

 

Контур заготовки чаще всего представляет собой прямоугольник (рис. 2). При использовании литья или штамповки контур заготовки может быть фасонным и состоять, как контур детали, из отрезков прямых и дуг окружностей.

В начале технологического проектирования токарной операции необходимо сравнить требуемые точность обработки отдельных элементов контура детали шероховатость поверхностей с паспортными данными станка и определить те участки поверхностей детали, которые не могут быть окончательно обработаны на данном станке. Для соответствующих элементов контура назначают промежуточные припуски на последующую обработку и в соответствии с ними строят новые элементы контура детали, заменяющие первоначальные.

После назначении припусков на чистовую обработку основных поверхностей детали общий припуск на обработку, выполняемую на токарном станке с ЧПУ, разбивают на несколько промежуточных. С помощью линий, эквивалентных основным элементам контура детали и отстоящих от каждого из них на расстояние, равное чистовому припуску на соответствующий элемент, строят черновой контур детали (см. рис.2). Припуск (1), расположенный между контуром и заготовкой и черновым контуром детали, представляет собой область черновой обработки основных поверхностей. Припуск (2), расположенный между черновым контуром детали и контурами дополнительных поверхностей (канавок, резьбовых поверхностей и т.д.), составляет области обработки этих поверхностей. Наконец, припуск (3), расположенный между черновым контуром детали и ее чистовым контуром, с учетом припусков под последующую обработку образует область чистовой обработки основных поверхностей, и составляет 5мм. Поэтому припуск на черновую и чистовую обработку основных поверхностей детали разбивают на зоны в соответствии с отдельными переходами.

 Рис.3.Зоны токарной обработки:

Открытая зона – 1,  Полуоткрытая зона – 2,

Закрытая зона – 3.

2.4. Выбор режущего и вспомогательного инструмента, приспособлений. 

В качестве режущего инструмента для черновой и чистовой обработки поверхностей возьмём резец с пластиной из твердого сплава (ТУ 2-035-892-82).

Обозначение

Сечение резца

h1

l

l1

f

PCLNR3232Р16

32X32

32

16.1

170

40

Для обработки отверстия и снятия фаски используем резец расточной =75, с креплением режущих пластин из керамики с задними углами( ТУ 2-035-861-82).

Обозначение

d

h

l

l1

f

Dmin

К.01.5036.000-09

50

47

12,7

170

35

63

Для обработки наружных канавок выбираем соответствующий резец(2И10-7--84)

Обозначение

h x b

h1

f

l

035-2126-1840

32x32

32

40

170

Выбираем резцедержатели

С открытым или закрытым продольным пазом.

Обозначение

d

 d1

ds

L

l

Конус Морзе

191831212

50

40

13

180

50

3

2.5. Расчет режимов резания

Скорость резания при наружном продольном точении рассчитаем по следующей формуле:

м/мин

где

Т – стойкость, Т=20 мин.

s – подача, S=1.5 мм/об. Черновая обработка.

t – глубина резания, t=3.5 мм.  Черновая обработка.

Коэффициенты Сv , xv , yv , m:

Cv = 340,

xv = 0.15,

yv = 0.45,

m = 0.20

Общий поправочный коэффициент

Коэффициент , т.к. материал режущей части инструмента – твердый сплав Т15К6, а обрабатываемый материал – конструкционная сталь

Коэффициент , т.к. состояние поверхности заготовки – прокат без корки.

Коэффициент , т.к. имеем дело с твердым сплавом Т15К6

Коэффициент т.к. главный угол в плане

Коэффициент , т.к. радиус при вершине резца r=1мм

Коэффициент т.к.

Коэффициент т.к. сечение державки резца q=32x32  

Тогда общий поправочный коэффициент:

Скорость резания

Составляющие силы резания (тангенциальную , радиальную и осевую ) при наружном продольном точении рассчитаем по формуле:

Pz(Py;Px) = Cp*txp*Syp*Vnp*Kp    кГ

Рассчитываем коэффициенты и показатели степеней составляющих силы резания:

 ; ; ; ; ;

 ; ; ; ; ;

 ; ; ; ; ;

Коэффициент

, где кг/мм2, а показатели степени равны соответственно:

для 0.75

для 1.35

для 1.0

Kmp = 1 (для Pz, Py, Px)

Pz = 300*3.51.0*1.50.75*139.26-0.15*1*1.08=733 кГ

Py = 243*3.50.9*1.50.6*139.26-0.3*1*1.30=282.9 кГ

Px = 339*3.51.0*1.50.5*139.26-0.4*1*0.78=157.3 кГ

Мощность резания вычисляют по формуле:

N =  кВт

N=6.68 кВт

Так как мощность привода главного движения составляет 22 кВт, а мощность резания получилась 16,68 кВт, то можно сделать вывод, что режимы резания выбраны подходящие.

Инструмент фирмы SANDVIK МКТС

СТ 15 М – резец с покрытием для черновой.

P 02.1 – группа и смс код для легированных сталей.

Черновая обработка:

fn=1.5 мм/об;

Скорость резания:

По подаче (fn) выбираем начальную скорость резания (VC0);

VC0=175 м/мин;

VC=VC0*kHB*kt;

kHB=0,83, т.к. НВ=217 ;  kt=0.95, т.к. Т=20мин.;

VC=175*0.83*0.95=137.98 м/мин;

Мощность резания: ;

k=1, т.к. главный угол в плане ; kpf=0,7 т.к. подача 1.5 мм/об; kC0.4=2100 Н/мм2;  t=3.5мм глубина;

*1*0.7=17.75 кВт    

Частота вращения шпинделя:  

Производительность удаления металла:  Q=VC*t*fn;

Q=137.98*3.5*1.5=724.4  см3/мин

Время обработки:  

То=162/1.5*151.44=0.71 мин.

Заключение

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

Список литературы.

  1.  Кузнецов Ю.И., Маслов А.Р., Байков А.Н. Оснастка для станков с ЧПУ: Справочник. – М. «Машиностроение», 1990. – 512 с.
  2.  Рохин В.Л. Оборудование автоматизированного производства. Учебно-методические материалы для самостоятельной работы студентов. КГУ, 2007. – 198 с.
  3.  Орлов В.Н. Технология изготовления деталей транспортных машин. КГУ, 2000. – 262 с.
  4.  Рохин В.Л. Металлорежущие станки с числовым программным управлением КГУ, 2008.-55с.
  5.  Рохин В.Л., Переладов А.Б. Анализ конструкций металлорежущих станков с ЧПУ и их типовых узлов: методические указания. КГУ, 2004-14с.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

28173. Модель атома Бора. Квантование круговых орбит и их характеристики. Правила квантования Бора-Зоммерфельда 157.5 KB
  В соответствии с моделью Резерфорда для строения атома Бор рассматривал движение электрона относительно покоящегося ядра по круговой орбите. Согласно Бору стационарными являются лишь те орбиты при движении по которым момент импульса электрона равен целому числу приведенных постоянных Планка удовлетворяет условию квантования круговых орбит то есть для й орбиты можно записать: 1 где и соответственно масса линейная скорость движения электрона и радиус его й орбиты; =...
28174. Фотоны и их свойства. Энергия и импульс фотона 95.5 KB
  Эффект Комптона К середине XIX века волновая природа электромагнитного излучения была подтверждена окончательно явлениями интерференции и дифракции света. Впервые это было осознано при рассмотрении проблемы теплового излучения. Попытки описать спектральное распределение теплового излучения на основе классической электродинамики закончились неудачей. Квантовые представления о природе электромагнитного излучения получили дальнейшее развитие при исследовании явления внешнего фотоэффекта.
28175. Задача молекулярной физики. Модель физического тела. Основные положения МКТ и их анализ. Модель идеального газа. Статистический и термодинамический способы описания. Основное уравнение МКТ идеального газа 811.5 KB
  Модель идеального газа. Основное уравнение МКТ идеального газа. Отсюда также следует что начинать построение теории следует с газов так как в этом случае выражение 1 имеет в правой части только одно слагаемое Модель газового физического тела получила название модели идеального газа. Уравнение состояния идеального газа уравнение Клапейрона ‒ Менделеева.
28176. Голография. Схема записи и восстановления голограмм. Запись голограмм на толстослойных эмульсиях. Применение голограмм 115 KB
  Схема записи голограммы представлена на рисунке 1. Денисюк осуществил запись голограммы в трехмерной среде объединив таким образом идею Габора с цветной фотографией Липпмана. Тогда участки голограммы с максимальным пропусканием света будут соответствовать тем участкам фронта предметной волны в которых ее фаза совпадает с фазой опорной волны. Поэтому при последующем освещении голограммы опорной волной в ее плоскости образуется то же распределение амплитуды и фазы которое было у предметной волны чем и обеспечивается восстановление...
28177. Искусственная анизотропия, создаваемая в результате механического деформирования, воздействия электрического (эффекты Керра и Поккельса) и магнитного (эффект Коттона - Мутона) поля. Естественная и искусственная (эффект Фарадея) оптическая активность 51 KB
  Искусственная анизотропия создаваемая в результате механического деформирования воздействия электрического эффекты Керра и Поккельса и магнитного эффект Коттона Мутона поля. Естественная и искусственная эффект Фарадея оптическая активность Среды в которых скорость распространения света в различных направлениях неодинакова называют оптически анизотропными. был открыт эффект Керра возникновение двулучепреломления под действием электрического поля рисунок 2. Явление Керра квадратичный электрооптический эффект объясняется...
28178. Тепловое излучение тел и его законы. Ультрафиолетовая катастрофа. Формула Планка 102 KB
  Отличительной чертой теплового излучения является то что оно возникает за счет внутренней энергии тела. Тепловое излучение имеет сплошной спектр положение максимума в спектральной кривой излучения зависит от температуры. При полном термодинамическом равновесии все части системы имеют одинаковую температуру и энергия теплового излучения испускаемого каждым телом компенсируется энергией поглощаемого этим телом теплового излучения других тел. Спектр равновесного излучения не зависит от природы вещества.
28179. Фотоэффект. Основные законы внешнего фотоэффекта. Уравнение Эйнштейна. Внутренний фотоэффект. Фотоэлементы и их применение 87.5 KB
  Фотоэффект. Основные законы внешнего фотоэффекта. Внутренний фотоэффект. Явление вырывания электронов с поверхности вещества под действием электромагнитного излучения называется внешним фотоэффектом.
28180. Поглощение (абсорбция) света веществом. Закон Бугера. Элементарная квантовая теория излучения и поглощения света. Спонтанные и вынужденные переходы. Коэффициенты Эйнштейна. Условие усиления света 165 KB
  Элементарная квантовая теория излучения и поглощения света. Условие усиления света Под действием электромагнитного поля световой волны проходящей через вещество возникают колебания электронов среды с чем связано уменьшение энергии излучения затрачиваемой на возбуждение колебаний электронов. Частично эта энергия восполняется в результате излучения электронами вторичных волн частично она может преобразовываться в другие виды энергии. Действительно опытным путем установлено а затем и теоретически доказано Бугéром что интенсивность...
28181. Лазеры. Принципиальная схема лазера. Основные структурные элементы лазера и их назначение. Типы лазеров. Основные характеристики лазеров 181 KB
  Каждому радиационному переходу между энергетическими уровнями и в спектре соответствует спектральная линия характеризующаяся частотой и некоторой энергетической характеристикой излучения испущенного для спектров испускания поглощенного для спектров поглощения или рассеянного для спектров рассеяния атомной системой. При этом распространение излучения в среде обязательно сопровождается уменьшением его интенсивности выполняется закон Бугера где интенсивность излучения вошедшего в вещество d толщина слоя коэффициент...