7345

Широкоуниверсальный фрезерный станок модели 6Р82Ш

Курсовая

Производство и промышленные технологии

Современные металлорежущие станки обеспечивают исключительно высокую точность обработанных деталей. Ответственны поверхности наиболее важных деталей машин и приборов обрабатывают на станках с ЧПУ с погрешностью до доли микрометров, а шероховатость поверхности при работе алмазным инструментом не превышает сотых долей микрометра.

Русский

2014-11-21

4.93 MB

68 чел.

Министерство образования Республики Беларусь

Белорусский национальный технический университет

Кафедра: « Металлорежущие станки и инструменты»

Группа 103121

Курсовая работа

на тему « Широкоуниверсальный фрезерный станок модели  6Р82Ш»

Выполнил:                                                                        Кутько В.А

Проверил:                                                                         Бабак Т.Н

Минск 2014

Введение 5

1. Патентно-информационные исследования по теме курсовой работы 6

1.1 Обзор конструкций современных металлорежущих станков заданного типа(3-4 конструкции). Технические характеристики станков. Устройство узлов и механизмов 6

1.1.1  Широкоуниверсальные фрезерные станки FUV 251M, FUV 321M, FUV 401 6

1.1.2  Широкоуниверсальный консольно-фрезерный станки мод. FU350MRApUG-03, FU450MRApUG 12

1.1.3  Универсальный станок PROMA FNS–55PD 15

1.2  Патентный поиск по узлам станка 20

2. Анализ конструкции станка и его технологических возможностей 29

2.1 Назначение станка; особенности компоновки станка, обозначение осей координат станка, устройство станка(основные узлы, механизмы, системы и их функциональное назначение) 29

2.2 Методы образования поверхностей деталей на станке; формообразующие движения с указанием методов получения производящих линий; виды фрезерных операций 34

2.3 Технологические операции выполняемые на станке 36

2.4 Технические характеристики станка; предельные размеры обрабатываемых на станке деталей; габариты рабочего пространства станка,  рабочая зона станка, основные размеры. 37

3. Оценка технического уровня станка 40

3.1 Расчет параметров режима резания для типовых операций, выполняемых на станке (включая черновую и чистовую обработку деталей) 40

3.1.1 Выбор вспомогательных коэффициентов, сталей инструмента и заготовки. 40

3.1.2 Черновая обработка детали 41

3.1.3 Чистовая обработка детали 43

3.2 Технический уровень станка(составляющие силы резания и прочие характеристики) 45

3.2.1 Диапазоны регулирования частот вращения шпинделя и подач 45

3.2.2 Составляющие силы резания и 45

3.2.3 Мощность двигателя привода главного движения 46

3.2.4 Крутящий момент на валу двигателя привода подачи 46

4. Кинематическая структура станка 47

4.1 Структурно-кинематическая схема станка, кинематическая схема станка; 47

4.2 Кинематические характеристики передач 48

4.3 Кинематические цепи движений формообразования 51

4.4 Двигатели приводов станка и их характеристики 54

4.5 Графики частот вращения привода главного движения, поворотной серьги и график подач 55

4.5.1 Расчёт диапазона регулирования частот вращения шпинделя. 55

4.5.2 Расчёт знаменателя геометрического ряда. 55

4.5.3 Определение промежуточных значений частот вращения. 55

4.5.4 Округление значений частот вращения до стандартных. 56

4.5.5 Построение графика частот. 56

4.5.6 Определение числа делений изображающих частоту вращения двигателя. 57

4.5.7 График частот вращения поворотной головки 58

4.5.8 График подач 58

5. Анализ конструкции основных узлов и систем станка 59

5.1 Узлы станка 59

5.1.1 Привод главного движения 59

5.1.2 Шпиндельный узел(устройство, основные детали) 61

5.1.3 Привод подачи(устройство, описание работы) 63

5.1.4  Коробка переключения скоростей 69

5.2 Приспособления, оснастка  и вспомогательный инструмент, применяемые на станке 70

5.3 Система управления станком 74

Литература 75


Введение

Научно-технический прогресс в машиностроении в значительной степени определяет развитие и совершенствование всего народного хозяйства страны. Важнейшими условиями ускорения научно-технического прогресса являются рост производительности труда, повышение эффективности общественного производства и улучшения качества продукции. Огромное влияние на повышение производительности оказывает оборудование, на котором выполняются технологические процессы. Развитие новых прогрессивных технологических процессов обработки способствует конструированию более совершенных машин и снижению их себестоимости. Эффективность производства, его технический прогресс, качество выпускаемой продукции во многом зависят от опережающего развития производства нового оборудования, машин, станков и аппаратов, от всемирного внедрения методов технико-экономического анализа.

Современные металлорежущие станки обеспечивают исключительно высокую точность обработанных деталей. Ответственны поверхности наиболее важных деталей машин и приборов обрабатывают на станках с ЧПУ с погрешностью до доли микрометров, а шероховатость поверхности при работе алмазным инструментом не превышает сотых долей микрометра.

Требования к точности в машиностроении постоянно растут, и это, в свою очередь, ставит новые задачи перед станкостроением.

На вертикально-сверлильном станке можно выполнять ряд операций с большей  точностью обработанной поверхности, чем на токарном или фрезерном. Из-за вертикального расположения заготовки можно намного  точнее производить процесс глубокого сверления. Благодаря процессу зенкерованию и развертыванью увеличивается точность обработки отверстия и уменьшения шероховатости. Вертикально-сверлильный станок можно унифицировать и включать в состав ГПС и автоматических линий.

На вертикально-сверлильных станка можно производить следующие работы: сверление , рассверливание , зенкерование , развертывание , нарезание резьбы ,зенкерование и растачивание. Для выполнения этих операций режущий инструмент получает вращательное движение и осевое перемещение-подачу. Вертикально-сверлильные станки подразделяются на: настольные , колонные и консольные.


1. Патентно-информационные исследования по теме курсовой работы

1.1 Обзор конструкций современных металлорежущих станков заданного типа(3-4 конструкции). Технические характеристики станков. Устройство узлов и механизмов

Широкоуниверсальные фрезерные станки обладающие широчайшими технологическими возможностями и способствующие обработке различных конструкционных материалов с максимальной производительностью. Отдельные приводы для горизонтального и вертикального шпинделей станка, механизированное перемещение хобота при выбора зоны работы инструмента, минимизируют время затрачиваемое на переналадку станка.
В зависимости от специфики производства и марок обрабатываемых материалов коробка скоростей фрезерных станков может изготавливаться с различным диапазоном рабочих подач, в том числе и бесступенчатыми.
Поворот режущего инструмента широкоуниверсальных фрезерных станков может выполняться в 2-х плоскостях, в расположенной перпендикулярно и составляющей угол 45° к поверхности стола.
Оснащение фрезерного станка поворачивающимся в пределах ±45° столом позволяет изготовлять изделия с винтообразными канавками, выполнять фрезерование шнеков при совместном применении с делительной головкой, шпиндель которой через блок шестерёнчатых передач получает вращательное движение от ходового винта стола станка.

Рассмотрим несколько современных конструкций универсальных фрезерных станков:

1.1.1  Широкоуниверсальные фрезерные станки FUV 251M, FUV 321M, FUV 401

Начнем рассмотрение станков с их технических характеристик :

Таблица 1

Модель станка

FUV 251M

FUV 321M

FUV 401

Размеры рабочей поверхности стола, мм

250х1120

320х1350

400х1600

Параметры Т-образных пазов стола:

- количество пазов

3

5

- ширина пазов, мм

14

18

- расстояние между пазами,

50

63

80

Максимальные перемещения стола при ручной подаче:

- продольное, мм

820

1000

1250

- поперечное, мм

280

360

- вертикальное, мм

410

460

Максимальные перемещения стола при механизированных подачах:

- продольное, мм

800

980

1230

- поперечное, мм

260

340

- вертикальное, мм

390

440

Поворот стола вокруг вертикальной оси, град

±45

Параметры рабочих подач в стандартном исполнении:

- кол-во значений подач

18

- диапазон продольных подач и поперечных, мм/мин

12,5…630

- диапазон вертикальных подач, мм/мин

5…262

Параметры рабочих подач во 1-м спец.исполнении:

- кол-во значений подач

18

- диапазон продольных подач и поперечных, мм/мин

16…800

- диапазон вертикальных подач, мм/мин

7…334

Параметры рабочих подач во 2-м спец.исполнении:

- кол-во значений подач

18

- диапазон продольных подач и поперечных, мм/мин

20…1000

- диапазон вертикальных подач, мм/мин

8…415

Параметры рабочих подач во 3-м спец.исполнении:

- кол-во значений подач

бесступенчатая регулировка

- диапазон продольных подач и поперечных, мм/мин

40…1000

- диапазон вертикальных подач, мм/мин

16…416

Параметры рабочих подач во 4-м спец.исполнении:

- кол-во значений подач

бесступенчатая регулировка

- диапазон продольных подач и поперечных, мм/мин

16…1000

- диапазон вертикальных подач, мм/мин

7…416

Параметры ускоренных перемещений:

- продольного и поперечного, мм/мин

2500

- вертикального, мм/мин

1040

Параметры шпинделей:

- кол-во скоростей вертикального шпинделя

12

- диапазон скоростей вертикального шпинделя, об/мин

45…2000

32…1600

- внутренний конус вращения вертикального шпинделя

ISO 40

ISO 50

- кол-во скоростей горизонтального шпинделя

18

- диапазон скоростей горизонтального шпинделя, об/мин

40…2000

32…1600

- диапазон скоростей горизонтального шпинделя по спец.заказу, об/мин

50…2500

40…2000

- внутренний конус горизонтального шпинделя

ISO 40

ISO 50

Расстояния от оси горизонтального шпинделя до поверхности стола:

440

490

Мощность эл.двигателей:

- привода подач, кВт

1,5

2,2

- привода вертикального шпинделя, кВт

4,0

- привода горизонтального шпинделя, кВт

4,0

7,5

Габаритные размеры фрезерного станка:

- длина с задвинутым хоботом, мм

2500

2755

- длина с выдвинутым хоботом, мм

2620

2775

- ширина, мм

2610

3090

3590

- высота, мм

1856

2000

Вес станка, кг

2575

3500

3575

Далее более детально рассмотрим широкоуниверсальный фрезерный станок ARSNAL FUV321M

Рисунок 1 – Общий вид FUV321M

Описание

   Универсальный вертикально-фрезерный станок ARSENAL FUV-321M (стол 250 x 1120 мм) предназначен для выполнения разных фрезерных операций выполняемых с помощью цилиндрических, дисковых, фасонных, торцевых, модульных, червячных и других фрез.
   На станке можно обрабатывать разные плоскости, канавки, зубчатые колеса, растачивать отверстия в деталях из стали, чугуна, цветных металлов и пластмассы.
Моторизованный хобот позволяет быстро переналаживать станок при работе с вертикальным и горизонтальным шпинделями и выборе рабочей зоны вертикального шпинделя. Возможна одновременная обработка двумя шпинделями.
   Универсальный фрезерный станок по металлу ARSENAL FUV-321 может осуществлять автоматический маятниковый цикл и полуавтоматические линейные циклы.
   Технологические возможности станка могут быть расширены с использованием, универсального делительного аппарата, круглого делительного стола, долбежной головки и других приборов и приспособлений.
   Все основные части станка изготовлены из высококачественной стали, что обеспечивает надежную работу станка и сохранение точности обработки в течение долгих лет.
   Модернизация: FUV 321 MP - пульт управления с джойстиком для управления перемещений по осям, бесступенчатое изменение подачи и/или оборотов шпинделя посредством приводов с частотным регулированием, возможна установка цифровой индикации.

Базовая комплектация

  1.  плавное бесступенчатое регулирование подачи по трем осям;
  2.  система централизованной смазки;
  3.  каленные направляющие;
  4.  система охлаждения;
  5.  рабочее освещение;
  6.  набор инструментов для обслуживания станка;
  7.  Защитный экран;
  8.  устройство для регулирования люфта продольного винта;
  9.  электрооборудование 400 V, три фазы, 50 Hz
  10.  упаковка: на деревянном поддоне под пленкой.

Характеристики оборудования и комплектующих к универсально-фрезерному станку ARSENAL FUV-321, приобретаемого за дополнительную плату:

  •  Вертикальная фрезерная головка для станков с размерами рабочего стола 250/320/360/400 мм, тип FU
  •  Универсальная фрезерная головка для станков с размерами рабочего стола 250/320/360/400 мм, тип FU
  •  Универсальная делительная головка для станков всех типов с размерами рабочего стола 250/320/360/400 мм
  •  Долбежная головка для станков типа FU с размерами рабочего стола 250/320/360/400 мм
  •  Круглый делительно-поворотный стол для станков всех типов с размерами рабочего стола 250/320/360/400 мм
  •  Защитный экран для станков всех типов с размерами рабочего стола 250/320/360/400 мм
  •  Фрезерная оправка короткая ISO 40 для станков всех типов с размерами рабочего стола 250 мм (Ф22, Ф27, Ф32, Ф40 мм)
  •  Фрезерная оправка длинная ISO 40 для станков всех типов с размерами рабочего стола 250 мм (Ф22, Ф27, Ф32, Ф40 мм)
  •  Фрезерная оправка короткая ISO 50 для станков всех типов с размерами рабочего стола 320/360/400 мм (Ф22, Ф27, Ф32, Ф40 мм)
  •  Фрезерная оправка длинная ISO 50 для станков всех типов с размерами рабочего стола 320/360/400 мм (Ф22, Ф27, Ф32, Ф40 мм)
  •  Комплект креплений для всех типов станков независимо от размера рабочего стола.
  •  Панель управления и бесступенчатое регулирование подачи по трем осям для всех типов станков независимо от размера стола: Вариант 1: X, Y - 40...1000 мм/мин; Z - 16...416 мм/мин. Вариант 2: X, Y - 16...1000 мм/мин; Z - 7...416 мм/мин.
  •  Панель управления подачи по трем осям для всех типов станков независимо от размеров рабочего стола.
  •  Автоматический цикл продольного движения для всех типов станков независимо от размеров рабочего стола.
  •  Увеличение диапазона скорости подачи по осям для всех типов станков независимо от размеров рабочего стола: Вариант 1: X, Y - 16...800 мм/мин; Z - 7...334 мм/мин. Вариант 2: X, Y - 20...1000 мм/мин; Z - 8...415 мм/мин.
  •  Увеличенный диапазон скоростей вращения: 50...2500 мин-1 для горизонтального вращения для станков с размерами рабочего стола 250 мм; 40...2500 мин-1 для горизонтального вращения для станков с размерами рабочего стола 320/360/400 мм
  •  Цифровая индикация подачи (при бесступенчатом регулировании)
  •  Пневматическое закрепление инструмента для станков типа FPU и FPV
  •  Цифровая индикация по трем осям марки "ОПТИМА" (Болгария) для станков с размерами рабочего стола 250/320/360/400 мм


1.1.2  Широкоуниверсальный консольно-фрезерный станки мод. FU350MRApUG-03, FU450MRApUG

Как и ранее – начнем с описания технических характеристик данных станков:

Таблица 2

Модель станка

FU350MRApUG-03

FU450MRApUG

Модель аналога,
производимого в СНГ

6Т82Ш

ГФ3203

Рабочая поверхность стола, мм
* специальное исполнение

315х1250
375х1600*

400х1600
450х1800*

Рабочая поверхность стола, мм

315х1250

400х1600

Нагрузка на стол, кг

1000

1500

Продольное перемещение стола, мм

850

1120

Поворот стола в обе стороны, град.

--

--

Поперечное перемещение крестового суппорта, мм

270

345

Вертикальное перемещение консоли, мм

500

630

Ручное поперечное перемещение контропоры, мм

--

500

Мощность главного привода, кВт

5.5

11

Макс. крутящий момент на шпинделе, Нм

925

1850

Конус инструмента

ISO-50

ISO-50

Диаметр переднего подшипника, мм

110

110

Максимальный диаметр фрезерной головки, мм

250

315

Перемещение пиноли, мм

--

--

Угол поворота в обе стороны, град.

--

--

Количество подач

18

18

Диапазон частот вращения, об/мин

28…1400

28…1400

Фрезерный шпиндель  приводная мощность, кВт

3

11

приспособление ApUG частота вращения, об/мин

56…2500

28…1400

Продольные и поперечные подачи, мм/мин

16…800

16…800

Вертикальные подачи, мм/мин

5…250

5…250

Мощность привода подач, кВт

1.5

2.2

Ускоренный ход, вдоль и поперек, мм/мин

3150

3150

Ускоренный ход по вертикали, мм/мин

1000

1000

Общая потребляемая мощность, кВт

11.11

26

Более подробно остановимся на менее мощной модели - FU350MRApUG-03

Рисунок 2 – Общий вид широкоуниверсального консольно-фрезерного  станка FU350MRApUG-03

Широкоуниверсальный консольно-фрезерный станок мод. FU350MRApUG, FU450MRApUG (аналоги, производимые в СССР - 6T82Ш, 6T83Ш). Широкоуниверсальные консольно-фрезерные станки производства ОАО «СтанкоГомель» позволяют вести фрезерование деталей из стали и чугуна как вертикальным шпинделем, так и горизонтальным. На станках данной серии вертикальная шпиндельная голова поворачивается в обе стороны на 45˚, что позволяет расширить функциональность оборудования. Станки хорошо зарекомендовали себя в мелкосерийном и крупносерийном производствах. За дополнительную плату станки комплектуются накладными вертикальными фрезерными головками. 

 

Основные преимущества станков: 

  •  Основные узлы изготавливаются из чугуна марки СЧ25, имеют оптимальную форму и большую жесткость.
  •  Фторопластовое покрытие направляющих стола и стойки обладает хорошими антифрикционными свойствами и антизадирной способностью, что позволяет обеспечивает стабильность точностных параметров в течение длительного времени.
  •  Наличие автоматических циклов обработки (маятниковое фрезерование, фрезерование с ускоренным перескоком, фрезерование по прямоугольному циклу в трех плоскостях) позволяет использовать станки не только в мелкосерийном, но и в крупносерийном производстве. Наличие механизма опускания консоли исключает касание инструментом обработанной поверхности при обратном ускоренном ходе стола.
  •  Наличие механизма зажима стола при попутной подаче в продольной координате обеспечивает необходимую жесткость и исключает вибрацию. Фрезерование методом попутной подачи позволяет осуществлять эффективную обработку глубоких пазов и деталей из высокопрочных материалов.
  •  Высокие точностные характеристики станка позволяют производить детали самого высокого качества; например, неплоскостность поверхности стола на всей длине не превышает 16 мкм. Модульная конструкция максимально облегчает ремонт станка в случае его необходимости.
  •  наличие горизонтального и вертикального шпинделя. Два шпинделя позволяют расширить функциональность станка в инструментальном и мелкосерийном производствах;
  •  Простота в управлении,

  •  Неприхотливость в эксплуатации,

  •  Жесткость конструкции, повышенная износостойкость накладок направляющих,

  •  Максимальная нагрузка на стол 1000 - 1500 кг, что позволяет вести обработку крупногабаритных деталей,

  •  Наличие механизма опускания консоли исключает касание инструментом обработанной поверхности при обратном ускоренном ходе стола,
  •  Наличие механизма зажима стола при попутной подаче в продольной координате обеспечивает необходимую жесткость и исключает вибрацию,
  •  Устанавливаемые ШВП позволяют достигать высокую точность перемещений, что нам и позволяет устанавливать на станки системы УЦИ и ЧПУ по желанию заказчика.


1.1.3  Универсальный станок PROMA FNS–55PD

Технические характеристики станка:

Таблица 3

Параметры/тип

 

FNS-55PD

Потребляемая мощность

кВт/В

2,25 / 400

Потребляемая мощность гориз. двигателя

кВт/В

-

Потребляемая мощность вертик. двиг.

кВт/В

-

Угол наклона шпиндельной головки

 

±360°

Скорость вертикальной подачи шпинделя

мм/об.

0,038 / 0,076 / 0,203

Наклон фрезерной головки:    

право-лево/вперёд-назад

 

±90° / ±45°

Макс. диаметр сверления

мм

45

Макс. диаметр горизонтальной фрезеровки

мм

60

Макс. диаметр вертикальной фрезеровки

мм

-

Макс. диаметр фрезерной головки

мм

100

Конус шпинделя

 

ISO 40

Диапазон оборотов шпинделя -горизонтального

Об./мин

65-4500
плавное регулирование

Число тупеней оборотов (горизонт.)

ступени

2

Диапазон оборотов шпинделя -вертикального

Об./мин

-

Число ступеней оборотов (вертик.)

ступени

-

Расстояние между шпинделем и:

- колонной

мм

140-609

- столом

мм

0-405

Ход шпинделя

мм

125

«T» – образный паз

мм

16

Размер стола

мм

1370x254

Ход стола:

- поперечный (Y)

мм

405

- продольный (X)

мм

800

- вертикальный (Z)

мм

400

Продольная подача механическая

 

да

Поперечная подача механическая

 

да

Ускоренная подача

 

да

Дисплей цифрового измерения по осям

 

X,Y,Z

Одно деление нониуса:
- продольный ход

мм

0,02

- поперечный ход

мм

0,02

- вертикальный ход

мм

0,02

- точная подача

мм

-

Размеры (ДхШхВ)

мм

1910x1880x2240

Вес

кг

1180

 

Точность и допуски:

Таблица 4

Параметры/тип

 

FNS-55PD

Ровность стола

мм

 0,06/1000

Перпендикулярность шпинделя к столу (при вращении)

мм

0,02/300

Биение шпинделя с прутком – у шпинделя

мм

0,01

                                         - от шпинделя

мм

0,02/300

Перпендикулярность продольной и поперечной подачи

мм

0,02/300

Прямизна хода стола - продольная

мм

0,02/200

                               - поперечная

мм

0,02/200

Вертикальная перпендикулярность шпинделя рабочему столу (угольник)

мм

0,02/200

Параллельность «T» шлица движению стола

мм

0,03/200

Параллельность горизонтального шпинделя и поперечного хода

мм

-

Биение горизонтального шпинделя

мм

-

Описание

Широкоуниверсальный фрезерный станок FNS – 55PD предназначен для обработки резанием при помощи осевого режущего инструмента, наружных и внутренних плоских и фасонных поверхностей, пазов, уступов, тел вращения, отверстий, резьбовых соединений, зубьев зубчатых колёс и т.п. Станок FNS – 55PD находит широкое применение в мелкосерийном производстве и в производстве средней серии, в ремонтных цехах, в слесарных и столярных мастерских, на складах и т.п.

В данной модели установлено устройство цифрового измерения по трём осям, ускоренная вертикальная подача консоли, предусмотрена автоматическая подача стола в обоих направлениях, рабочее освещение и система охлаждения СОЖ.

На станке можно выполнять сверление, фрезерование, нарезку резьбы и другие операции.

Основные узлы и детали оборудования

Рисунок 3 – Общий вид широкоуниверсального консольно-фрезерного  станка FNS-55PD

  •  1. Станина
  •  2. Хобот
  •  3. Шпиндельная головка
  •  4. Электродвигатель
  •  5. Коробка скоростей
  •  6. Пульт управления
  •  7. Дисплей
  •  8. Стол
  •  9. Поддон
  •  10. Основание
  •  11. Консоль

Фрезерный станок FNS-55PD состоит из следующих основных узлов: станина 1, хобот 2, шпиндельная головка 3, электродвигатель, коробка скоростей 5, стол 8, основание 10 и консоль 11.

Базой станка является станина 1, жестко закрепленная к основанию 10. По вертикальным направляющим станины движется консоль 11 (ось Z). По горизонтальным направляющим консоли перемещается в поперечном направлении механизм стол-салазки (подача по оси Y), а по направляющим салазок в продольном направлении – стол 8 (подача по оси X). Спереди консоли смонтирован электрический привод поперечной подачи (ось Y). На правом торце стола смонтирован электрический привод продольной подачи (ось X).

На станине установлен хобот 2, который вращается на 3600 вокруг своей оси по горизонтали и перемещается вперед-назад. Фрезерная головка, состоящая из шпиндельной головки 3, коробки скоростей 5 и электродвигателя 4 закреплена на переднем торце хобота 2. Фрезерная головка наклоняется вправо- влево на 90º и вперёд-назад на 45º. В шпиндельной головке 3 смонтирован шпиндельный узел, а шпиндель в пиноле на шарикоподшипниках. Ручная подача шпинделя осуществляется вращением вала-шестерни и перемещением пиноли. Шпиндель оснащён конусом ISO 40 (DIN 2080), в который можно вставить сверлильный патрон на оправке или инструмент с конусом ISO 40 (DIN 2080). Главное движение шпиндель получает от электродвигателя 4 через коробку скоростей 5 (бесступенчатого вариатора с раздвижными коническими шкивами) и блока шестерен, позволяющий изменять диапазон скоростей вращения шпинделя. В шпиндельной головке установлен механизм вертикального механического перемещения шпинделя.

Дополнительная информация :

Рисунок 4 –  Автоматическая ускоренная подача с бесступенчатой

регулировкой скоростей

 

Рисунок 5 – Пульт управления с УЦИ

 


Рисунок 6 – Массивная станина


Рисунок 7 – Централизованная смазка


1.2  Патентный поиск по узлам станка





ФЕДЕРАЛЬНАЯ СЛУЖБА
ПО ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ,
ПАТЕНТАМ И ТОВАРНЫМ ЗНАКАМ

(19) RU (11) 2101143 (13) C1

(51) 6 B23C5/26, B23B19/00

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Статус: по данным на 15.11.2014 -  действителен

(14)

Дата публикации: 2008.01.10 

(21)

Регистрационный номер заявки: 96101913/02 

(22)

Дата подачи заявки: 2006.01.24 

(45)

Опубликовано: 2008.01.10 

(56)

Аналоги изобретения: 1. SU, авторское свидетельство, 1180179, кл. B 23 C 5/26, 1985. 2. SU, авторское свидетельсто, 1404205, кл. B 23 C 5/26, 1988.

(71)

Имя заявителя: Открытое акционерное общество "ГАЗ" 

(72)

Имя изобретателя: Сиксимов А.А. 

(73)

Имя патентообладателя: Открытое акционерное общество "ГАЗ"

(54) ШПИНДЕЛЬНАЯ ГОЛОВКА

Использование: изобретение относится к области станкостроения и может быть использовано при конструировании шпиндельных головок агрегатных и др. станков. Сущность изобретения: на внутренней поверхности зажимного 19 кольца быстросменного патрона выполнен еще минимум один дополнительный паз 23 для взаимодействия с кулачком, глубина h1 которого меньше глубины h радиусных пазов 20, причем угол o1 его расположения равен или немного меньше угла o поворота зажимного кольца 19, кроме того, на буртике 16 стакана 14 выполнены глухие поверхности 22 с углом профиля o для взаимодействия с выступами 21 зажимного кольца 19. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Изобретение относится к области станкостроения и может быть использовано при конструировании шпиндельных головок агрегатных и других станков.

Известна шпиндельная головка, содержащая полый шпиндель, расположенный в отверстии шпинделя удлинитель для инструмента и быстросменный патрон [1] Однако данная конструкция имеет существенный недостаток: большие затраты времени на закрепление инструмента. Недостаток обусловлен тем, что для закрепления инструмента рабочему "на ощупь" приходится искать момент поворота дополнительной втулки удлинителя.

Наиболее близким решением по технической сущности к заявленной головке является шпиндельная головка [2] содержащая полый шпиндель, расположенный в отверстии шпинделя удлинитель для инструмента, установленный в резьбовом отверстии удлинителя регулировочный винт с образованной на его наружной поверхности посредством двух буртов кольцевой канавкой, дополнительную втулку с пазами, размещенную на регулировочном винте с возможностью осевого перемещения и поворота и подпружиненную относительно него в осевом направлении, быстросменный патрон, включающий закрепленный на заднем конце шпинделя стакан, установленные в пазы стакана с возможностью размещения в кольцевой канавке на винте кулачки и размещенное на стакане зажимное кольцо с возможностью относительного на угол поворота и выполненного с выступами для взаимодействия с пазами дополнительной втулки и радиусными пазами на внутренней поверхности, предназначенной для взаимодействия с кулачками.

Основными недостатками данной головки являются низка надежность работы при высокоскоростной обработке и сложность конструкции. Первый недостаток обусловлен тем, что при высокоскоростной обработке при остановке вращения шпинделя станка зажимное кольцо под действием большого инерционного момента поворачивается относительно стакана и раскрепляет инструмент с удлинителем. Второй недостаток обусловлен тем, что элементы конструкции: глухой радиусный паз зажимного кольца и выступ на буртике стакана трудоемки в изготовлении, что усложняет конструкцию быстросменного патрона.

Техническая задача изобретения повышение надежности крепления инструмента и упрощение конструкции шпиндельной головки.

Указанная техническая задача достигается тем, что в известной головке, содержащей полый шпиндель, расположенный в отверстии шпинделя удлинитель для инструмента, установленный в резьбовом отверстии удлинителя регулировочный винт с образованной на его наружной поверхности посредством двух буртов кольцевой канавки, дополнительную втулку с пазами, размещенную на регулировочном винте с возможностью осевого перемещения и поворота, и подпружиненную относительно него в осевом направлении, быстросменный патрон, включающий закрепленный на заднем конце шпинделя стакан, установленные в пазах стакана с возможностью размещения в кольцевой канавке на винте кулачки и размещенное на стакане зажимное кольцо с возможностью относительного на угол a поворота и выполненного с выступами для взаимодействия с пазами дополнительной втулки и радиусными пазами на внутренней поверхности, предназначенными для взаимодействия с кулачками на внутренней поверхности зажимного кольца выполнен еще минимум один дополнительный паз для взаимодействия с кулачком, глубина h которого меньше глубины h1 радиусных пазов, причем угол a1 его расположения равен или немного меньше угла поворота зажимного кольца. Кроме того на буртике стакана выполнены глухие поверхности с углом профиля a для взаимодействия с выступами зажимного кольца. Наличие дополнительного радиусного паза на внутренней поверхности зажимного кольца позволит фиксировать последнее относительно резьбового стакана подпружиненным кулачком, а не силами трения от кулачка, что значительно надежнее. Наличие глухих поверхностей на буртике резьбового стакана, выполненн6ых с возможностью взаимодействия с выступами зажимного кольца, существенно упростит конструкцию быстросменного патрона.

На фиг. 1 показана шпиндельная головка, продольный разрез;на фиг. 2 - сечение по А-А на фиг. 1, повернуто; на фиг. 3 вид по стрелке Б на фиг. 1, повернуто.

Шпиндельная головка состоит из полого шпинделя 1, установленного в подшипниках 2, расположенных в корпусе 3. Внутри шпинделя расположен инструмент 4 и удлинитель, состоящий из втулки 5 со шпонкой 6 и регулировочного винта, содержащего резьбовой стержень 7 с кольцевой канавкой 8, стопорную гайку 9 и дополнительную подпружиненную втулку 10, расположенную на резьбовом стержне между двух опор, буртика 11 стержня и стопорного кольца 12 и имеющую на нижнем конце буртик с двумя пазами. На заднем конце шпинделя 1 расположен быстросменный патрон 13, состоящий из стакана 14 и подпружиненных кулачков 15. С одного торца стакана расположена резьбовая часть, а с противоположного буртик 16. Стакан 14 посредством своей резьбовой части навернут на задний конец шпинделя. Между буртиком 16 стакана 14, его стопорным кольцом 17 и шайбой 18 расположено зажимное кольцо 19. На внутренней поверхности зажимного кольца расположены два радиусных паза 20, глубиной h для размещения подпружиненных кулачков 15 и обеспечения свободной установки инструментального блока в шпиндель 1 головки. На правом (верхнем) торце зажимного кольца имеются два выступа 21, расположенные в глухих поверхностях 22, выполненных на буртике 16 резьбового стакана 14, при этом угол a профиля поверхностей 22 предотвращает раскрепление инструмента в процессе обработки и определяется из условия:



где H ширина радиусного паза;
D диаметр внутренней поверхности зажимного кольца;
n число кулачков.

Кроме того, выступы 21 зажимного кольца 19 расположены в пазах дополнительной втулки 10. На внутренней поверхности зажимного кольца 19 расположены также два дополнительных радиусных паза 23, глубина которых h1 меньше глубины h пазов 20, но обеспечивает контакт кулачков 15 с нижним торцем канавки 8 резьбового стержня 7 в закрепленном положении инструментального блока. При этом угол 1 расположения дополнительных пазов 23 относительно имеющихся радиусных пазов 20 равен или немного меньше угла поворота зажимного кольца 19. Имеются и другие детали,выполненные по общим правилам конструирования шпиндельных головок.

Шпиндельная головка работает следующим образом. Инструмент настраивают на заданный размер обработки вне станка. Затем его устанавливают в полый шпиндель 1 головки до упора торца буртика втулки 10 в торец быстросменного патрона 13 так, чтобы пазы втулки совпали с выступами 21 зажимного кольца 19. После этого шестигранный торцевой ключ 24 надевают на шестигранную поверхность втулки 10, воздействуют на верхний конец резьбового стержня 7 и, сжимая пружину, перемещают инструмент с удлинителем вниз до тех пор, пока торец стопорного кольца 12 не упрется в торец втулки 10. После этого поворачивают втулку, а вместе с ней и зажимное кольцо 19 быстросменного патрона в направлении, противоположном вращению инструмента, до тех пор, пока торец выступа 21 не упрется в торец глухой поверхности 22. При повороте втулки 10 кулачки 15 выходят из радиусных пазов 20 и свободно размещаются в кольцевой канавке 8 регулировочного винта удлинителя, чем осуществляется его фиксация в осевом направлении. В конце поворота зажимного кольца 19 подпружиненные кулачки 15 немного на величину h1 перемещаются назад и входят в дополнительные радиусные пазы 23, осуществляя фиксацию зажимного кольца 19 относительно резьбового стакана 14 и исключая тем самым его поворот под действием инерционных сил и раскрепление инструмента.

Предлагаемая шпиндельная головка позволит существенно повысить надежность крепления инструмента, что в свою очередь исключит брак при обработке деталей. Кроме того, упрощается конструкция быстросменного патрона, что повышает эффективность процесса обработки.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ


1. Шпиндельная головка, содержащая полый шпиндель, расположенный в отверстии шпинделя удлинитель для инструмента, установленный в резьбовом отверстии удлинителя регулировочный винт с образованной на его наружной поверхности посредством двух буртов кольцевой канавкой, дополнительную втулку с пазами, размещенную на регулировочном винте с возможностью осевого перемещения и поворота и подпружиненную относительно него в осевом направлении, быстросменный патрон, включающий закрепленный на заднем конце шпинделя стакан, установленные в пазах стакана с возможностью размещения в кольцевой канавке на винте кулачки и размещенное на стакане зажимное кольцо с возможностью относительного на угол поворота и выполненного с выступами для взаимодействия с пазами дополнительной втулки и радиусными пазами на внутренней поверхности, предназначенными для взаимодействия с кулачками, отличающаяся тем, что на внутренней поверхности зажимного кольца выполнен еще минимум один дополнительный паз для взаимодействия с кулачком, глубина h1 которого меньше глубины h радиусных пазов, причем угол 1 его расположения равен или немного меньше угла поворота зажимного кольца.

2. Головка по п. 1, отличающаяся тем что на буртике стакана выполнены глухие поверхности с углом профиля для взаимодействия с выступами зажимного кольца.

Рисунок 8 – Графическая часть патента

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Статус: по данным на 20.11.2014 - действителен

(14)

Дата публикации: 2011.05.27 

(21)

Регистрационный номер заявки: 99106681/02 

(22)

Дата подачи заявки: 2009.03.31 

(24)

Дата начала отсчета срока действия патента: 2009.03.31 

(43)

Дата публикации заявки:2011.01.20 

(45)

Опубликовано: 2011.05.27

(56)

Аналоги изобретения: SU 1459895 A1, 23.02.1989. SU 286453, 05.01.1971. SU 831258, 04.06.1981. SU 1135559, 23.01.1985. SU 1713749 A1, 31.03.1989. US 5290130, 01.05.1994. EP 0440096 A1, 07.08.1991. 

(71)

Имя заявителя: Курский государственный технический университет 

(72)

Имя изобретателя: Кобелев Н.С. 

(73)

Имя патентообладателя: Курский государственный технический университет

(54) ШПИНДЕЛЬНЫЙ УЗЕЛ

Изобретение относится к станкостроению и может быть использовано в быстроходных шпиндельных узлах металлорежущих станков. Шпиндельный узел содержит корпус с установленным в нем с возможностью вращения на подшипниковых опорах шпинделем, имеющим равномерно расположенные по окружности наклонные и параллельные оси шпинделя каналы, соединенные с цилиндрической полостью в стакане, закрепленном на заднем торце шпинделя. Для повышения производительности путем увеличения быстроходности шпинделя за счет устранения застойных зон процесса охлаждения при циркуляции теплоносителя в указанных каналах шпинделя выполнены продольные винтообразные канавки, а на поверхности цилиндрической полости стакана - поперечные винтообразные канавки. При этом винтообразные канавки в наклонных и параллельных оси шпинделя каналах совмещены. 4 ил.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ


Изобретение относится к станкостроению и может быть использовано в быстроходных шпиндельных узлах металлорежущих станков.

Известен резец-холодильник (см. А.С. 286453, МПК В 23 Q 11/12. Бюл. 34, 1970) с подводом и циркуляцией охлажденного агента через камеру, в которой выполнена дополнительная полость со спиральной внутренней поверхностью, и в корпусе установлены регулируемый дроссель и прокладки.

Недостатком системы охлаждения является необходимость поддержания высокого давления сжатого воздуха для обеспечения его термодинамического расслоения на холодный (внутренний) и теплый (внешний) потоки, что резко снижает эксплуатационную надежность охлаждаемого элемента, т.е. резца-холодильника.

Известен шпиндельный узел (см. А.С. 1459895 МКИ В 23 Q 11/14. Бюл. 7, 1999), содержащий корпус с установленным в нем с возможностью вращения на подшипниковых опорах шпинделем, в котором выполнены равномерно расположенные по окружности наклонные и параллельные горизонтальной оси каналы, соединенные с цилиндрической полостью, образованной стаканом, закрепленным на заднем торце шпинделя.

Недостатком является неполное охлаждение отдельных участков поверхности шпинделя, что ограничивает увеличение быстроходности шпинделя и соответственно производительности станка, возникающее за счет образования застойных зон в системе циркуляции теплоносителя в местах контакта наклонных и горизонтальных каналов и особенно при соединении горизонтальных каналов с цилиндрической полостью стакана.

Технической задачей предлагаемого изобретения является повышение производительности путем увеличения быстроходности шпинделя за счет устранения застойных зон процесса охлаждения при циркуляции теплоносителя, что обеспечивает равномерность теплообмена по всей поверхности охлаждаемых элементов системы.

Технический результат достигается тем, что шпиндельный узел, содержащий корпус с установленным в нем с возможностью вращения на подшипниковых опорах шпинделем, в котором выполнены равномерно расположенные по окружности наклонные и параллельные горизонтальной оси каналы, соединенные с цилиндрической полостью, образованной стаканом, закрепленным на заднем торце шпинделя. В наклонных и параллельно расположенных к горизонтальной оси каналах шпинделя выполнены продольные винтообразные канавки, а в цилиндрической полости, образованной стаканом на торце шпинделя, выполнены поперечные винтообразные канавки.

На фиг.1 изображен продольный разрез элемента шпиндельного узла со схемой циркуляции теплоносителя; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - сечение Б-Б на фиг. 1; на фиг. 4 - сечение В-В на фиг. 1.

Шпиндельный узел содержит корпус (не показан), в котором установлен шпиндель 1. Последний установлен с возможностью вращения на подшипниковых опорах 2 и 3, соответственно на задней и передней. Шпиндель 1 снабжен герметичным устройством для стабилизации температуры, которое состоит из выполненных в шпинделе 1 равномерно по окружности наклонно к горизонтальной оси шпинделя каналов 4 с продольными винтообразными канавками 5 и параллельно к горизонтальной оси каналов 6 с продольными винтообразными канавками 7, а также стаканом 8 с цилиндрической полостью 9, на поверхности которой выполнены поперечные винтообразные канавки 10.

Продольные винтообразные канавки 5 каналов 4 совмещены с продольными винтообразными канавками 7 каналов 6, что обеспечивает поддержание турбулизационного течения в пограничном слое по всему пути движения теплоносителя в системе охлаждения,

Шпиндельный узел работает следующим образом.

При вращении шпинделя 1 теплоноситель под действием центробежных сил заполняет часть поперечных сечений, обращенных к наружной поверхности шпинделя 1, а наклонные каналы 4 заполняются теплоносителем практически полностью. Центробежные силы, действующие при вращении шпинделя 1 на теплоноситель, заставляют более холодную часть теплоносителя двигаться по наклонным каналам 4 в направлении по оси вращения к переднему торцу шпинделя 1, охлаждая его и вытесняя к заднему торцу нагретую часть теплоносителя и его пары, которые попадают в полость 9 стакана 8.

Движущийся теплоноситель и его пары, перемещаясь по продольным винтообразным канавкам 5 и 7, образуют завихрения у поверхности каналов, преобразуя ламинарное движение теплоносителя в пограничном слое в турбулентное. В результате турбулизации пограничнного слоя его толщина уменьшается, что приводит к интенсификации теплообмена между теплоносителем и материалом шпинделя (см. , например, стр. 324-338. Теплопередача. Исаченко И.П. и др. М.Л. Энергия. 1965. 424 с.), а это, как известно, улучшает процесс охлаждения шпинделя.

В полости 9 за счет скачкообразного увеличения площади поперечного сечения, занимаемого парами, последние конденсируются и, перемещаясь по поперечным винтообразным канавкам 10, завихряются, термодинамически расслаиваясь на периферийный и осевые потоки, дополнительно снижая температуру охлаждаемого теплоносителя, возвращаемого к передней опоре 3. В результате происходит круговая циркуляция теплоносителя с активным теплоотводом от опор и термостабилизацией шпиндельного узла по всей его внутренней поверхности герметичного устройства для стабилизации температуры.

Оригинальность технического решения заключается в том, что осуществлена интенсификация процесса охлаждения шпиндельного узла путем устранения застойных зон теплообмена по пути движения теплоносителя в герметичном устройстве за счет выполнения на его поверхности продольных винтообразных канавок, а в полости стакана поперечных винтообразных канавок.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

Шпиндельный узел, содержащий корпус с установленным в нем с возможностью вращения на подшипниковых опорах шпинделем, имеющим равномерно расположенные по окружности наклонные и параллельные оси шпинделя каналы, соединенные с цилиндрической полостью в стакане, закрепленном на заднем торце шпинделя, отличающийся тем, что в наклонных и параллельных оси шпинделя каналах выполнены продольные винтообразные канавки, а на поверхности цилиндрической полости стакана - поперечные винтообразные канавки, при этом винтообразные канавки в наклонных и параллельных оси шпинделя каналах совмещены.

Рисунок 9 – Графическая часть патента


2. Анализ конструкции станка и его технологических возможностей

2.1 Назначение станка; особенности компоновки станка, обозначение осей координат станка, устройство станка(основные узлы, механизмы, системы и их функциональное назначение)

Назначение и область применения :

Широкоуниверсальные консольно-фрезерные станки моделей 6Р82Ш и 6Р83Ш предназначены для выполнении различных фрезерных работ в условиях индивидуального производства.

На станках можно изготовлять металлические модели, штампы, прессформы, шаблоны, кулачки и т. п.

Для обработки различного вида поверхностей, а также крупногабаритных деталей, превышающих по своим размерам габарит стола, шпиндельная головка смонтирована на выдвижном хоботе и может поворачиваться под любым углом в двух взаимно перпендикулярных плоскостях.

Горизонтальный шпиндель станка может быть использован при обработке плоскостей торцовыми

и цилиндрическими фрезами. Возможна как раздельная. так и одновременная работа обоими шпинделями. При установке серег станки могут быть использованы как обычные горизонтально- фрезерные.

Технологические возможности станков могут быть расширены с применением делительной головки, поворотного круглого стола и других приспособлений.

Техническая характеристика и жесткость станков позволяют полностью использовать возможности быстрорежущего твердосплавного инструмента.

Рисунок 10 – Расположение составных частей станка

Перечень составных частей станка:

Таблица 5

Номер позиции на рисунке 8

Наименование

Обозначение

Примечание

1

Станина

6Р82Ш-1

Для станков 6Р82Ш

2

Хобот

6Р82Ш-11

3

Коробка скоростей

6М82Ш-3

4

Коробка подач

6Р82Ш-4

5

Коробка переключения

6Р82Ш-5

6

Консоль

6Р82Ш-6

7

Стол и салазки

6Р82Г-7

8

Электрооборудование

6Р82Ш-8

9

Накладная головка

6Р82Ш-32

10

Поворотная головка

6Р82Ш-31

Рисунок 11 – Размещение органов управления на станке

Таблица 6

Номер позиции на рисунке 9

Органы управления и их назначение

1

Кнопка «Стоп» (дублирующая)

2

Кнопка «Пуск шпинделя» (дублирующая)

3

Стрелка-указатель скоростей шпинделя

4

Указатель скоростей шпинделя

5

Кнопка «Быстро стол» (дублирующая)

6

Кнопка «Импульс шпинделя»

7

Переключатель освещения

8

Ручное перемещение хобота

9

Рукоятка переключения скоростей шпинделя поворотной головки

10

Зажим серьги

11

Зажим поворотной головки

12

Маховичок выдвижения гильзы шпинделя

13

Рукоятка зажима гильзы шпинделя

14

Рукоятка включения продольных перемещений стола

15

Звездочка механизма автоматического цикла

16

Зажимы стола

17

Маховичок ручного продольного перемещения стола

18

Кнопка «Быстро стол»

19

Кнопка «Пуск шпинделя»

20

Кнопка «Стоп»

21

Переключатель ручного управления стола

22

Маховичок ручных поперечных перемещений стола

23

Лимб механизма поперечных перемещений стола

24

Кольцо-нониус

25

Рукоятка ручных вертикальных перемещений стола

26

Кнопка фиксации грибка переключения подач

27

Грибок переключения подач

28

Указатель подач стола

29

Стрелка-указатель подач стола

30

Рукоятка включения поперечной и вертикальной подач стола

31

Зажим салазок на направляющих консоли

32

Рукоятка включения продольных перемещений стола(дублир.)

33

Рукоятка включения поперечной и вертикальной подач стола(дублир.)

34

Переключатель ввода «включено-выключено»

35

Переключатель насоса охлаждения «включено-выключено»

36

Переключатель вращения горизонтального шпинделя «влево вправо»

37

Маховичок ручного продольного перемещения стола(дублир.)

38

Рукоятка переключения скоростей горизонтального шпинделя

39

Реверсивный переключатель направления вращения шпинделя накладной головки

40

Переключатель управления «автоматич. цикл – ручное управление – работа с круглым столом»

41

Зажим консоли на станине

42

Зажим хобота на станине

Основные узлы, механизмы, системы и их функциональное назначение :

  1.  Станина является базовым узлом, на котором монтируются все остальные узлы и механизмы станка. Станина жестко закреплена на основании и зафиксирована штифтами.
  2.  Хобот представляет собой самостоятельный узел. В нем монтируется коробка скоростей привода шпинделя поворотной головки. Изменение скоростей шпинделя осуществляется передвижением зубчатых блоков по шлицевым валам.
  3.  Коробка скоростей горизонтального шпинделя смонтирована непосредственно в корпусе станины. Соединение коробки с валом электродвигателя осуществляется упругой муфтой,  допускающей несоосность в установке двигателя до 0.5-  0.7 мм. Осмотр коробки скоростей можно произвести через окно с правой стороны
  4.  Коробка переключения скоростей позволяет выбирать требуемую скорость без последовательного прохождения промежуточных ступеней.
  5.  Поворотная головка крепится к хоботу через промежуточную плиту при помощи болтов, введенных в кольцевой Т- образный паз, и центрируется в кольцевой выточке.
  6.  Коробка подач обеспечивает получение рабочих подач в быстрых перемещениях стола, салазки и консоли.
  7.  Коробка переключения подач входит в узел коробки подач. Принцип ее работы аналогичен работе переключения скоростей.
  8.  Консоль являетсчя базовым узлом, объединяющим узлы цепи подач станка. В консоли смонтирован ряд валов и зубчатых колес, передающих движение от коробки подач в трех направлениях – к винтам продольной, поперечной и вертикальной подач, механизм включения быстрого хода, электродвигатель подач. В узел «консоль» также входит механизм включения поперечных и вертикальных подач.
  9.  Механизм включения быстрого хода включает кулачковую муфту подачи и сжимает диски фрикционной муфты.
  10.  Механизм включения поперечных и вертикальных подач выполнен в отдельном корпусе и управляет включением и отключением кулачковых муфт поперечной и вертикальной подач и электродвигателя подачи.
  11.  Стол и салазки обеспечивают продольные и поперечные перемещения стола.
  12.  Механизм включения продольной подачи осуществляет включение кулачковой муфты продольного хода, а также включение, выключение и реверсирование электродвигателя подач.
  13.  Механизм автоматического цикла обеспечивает возможность управления столом от кулачков.


2.2 Методы образования поверхностей деталей на станке; формообразующие движения с указанием методов получения производящих линий; виды фрезерных операций

 В аналитической геометрии поверхность определяется как след движения одной линии – образующей по другой – направляющей. Обе эти линии можно назвать производящими. Метод образования реальной поверхности определяется сочетанием методов получения производящих линий.

Производящие линии могут быть получены методом копирования, обката, следа и касания.

Рисунок 12 – Схема нарезания зубчатых дисковой фрезой методом копирования

1. Метод копирования характеризуется тем, что вспомогательная линия, например, режущая кромка инструмента, по всей форме совпадает с образуемой производящей линией, для получения которой не требуется никаких движений, кроме сближения режущей кромки инструмента и образуемой линии.

2. Метод касания характеризуется тем, что в.м.т. участвует в двух движениях, например, вращается вокруг некоторой оси, перемещающейся вдоль образующей линии. Образуемая таким образом линия формируется как ряд последовательных касаний в.м.т. (или линии). Такая картина образования производящей линии наблюдается при фрезеровании цилиндрической фрезой. Для образования производящей линии при этом необходимо вращательное движение фрезы Ви и поступательное движение заготовки Пз(рис. 15).

Рисунок 13 – Метод касания

 

Характерными примерами сочетаний получения производящих линий, обеспечивающих образование реальной поверхности, являются:

1. образующая – методом копирования, направляющая – методом следа (точение широким резцом (рис. 12) и нарезание резьбы резцом ;

2. образующая – методом копирования, направляющая – методом касания (фрезерование цилиндрической фрезой (рис. 13));


2.3 Технологические операции выполняемые на станке

Рисунок ниже отображает ряд операций, осуществляемых с помощью разнообразных видов фрез в процессе фрезерования.

Цилиндрические и торцовые фрезы, позиции 1 и 2 на рисунке 3, служат для обработки плоскостей. Назначение дисковых, концевых, пазовых и угловых фрез, позиция 3 на рисунке, заключается в создании канавок и пазов на обрабатываемой детали. Позиция 4 отображает фасонные фрезы, применяемые для обрабатывания фасонных поверхностей. Дисковыми и пальцевыми фрезами в виде модулей, позиции 5 и 6, нарезают зубья на зубчатых колесах.

Рисунок 14 – Виды операций, выполняемых на фрезерных станках


2.4 Технические характеристики станка; предельные размеры обрабатываемых на станке деталей; габариты рабочего пространства станка,  рабочая зона станка, основные размеры.

Паспорт станка:

Таблица 7

Наименование параметров

6Р82Ш

СТОЛ. Размеры рабочей поверхности( длина x ширина), мм

1250 х 320

Число Т- образных пазов

3

Размеры Т- образных пазов, мм

Наибольшие перемещения стола, мм:

  1.  Продольное механическое

800

  1.  Продольное вручную

800

  1.  Поперечное механическое

240

  1.  Поперечное вручную

250

  1.  Вертикальное механическое

410

  1.  Вертикальное вручную

420

Наименьшее и наибольшее расстояния от оси шпинделя до рабочей поверхности стола, мм

30-450

Расстояние от оси шпинделя до хобота, мм

155

Расстояние от торца шпинделя поворотной головки до стола,мм

35-535

Расстояние от оси шпинделя поворотной головки до направляющих станины, мм

260-820

Перемещение стола на одно деление лимба(продольное, поперечное, вертикальное), мм

0,05

Перемещение стола на один оборот лимба, мм:

  1.  Продольное и поперечное

6

  1.  Вертикальное

2

Наибольшая масса обрабатываемой детали, кг

250

Шпиндельные головки. Перемещение пиноли шпинделя,мм:

  1.  На один оборот лимба

6

  1.  На одно деление лимба

0,1

Наибольшее перемещение пиноли шпинделя, мм

80

Поворот головки в поперечной плоскости стола, град:

  1.  К станине

45

  1.  От станины

90

Поворот головки в продольной плоскости стола, град

360

Поворот головки, град

360

Поворот головок на одно деление шкалы, град

1

Механика станка. Механика подач

Выключающие упоры подачи

есть

Блокировка ручной и механической подачи

есть

Блокировка раздельного включения подачи

есть

Автоматическая прерывная подача:

  1.  Продольная

есть

  1.  Поперечная и вертикальная

нет

  1.  Торможение шпинделя

есть

Предохранение от перегрузки(муфта)

есть

Привод, габарит и масса. Электродвигатель привода главного движения :

  1.  Тип

А02-51-4-С2

  1.  Мощность, кВт

7,5

  1.  Число оборотов в минуту

1460

Электродвигатель привода подач:

  1.  Тип

А0Л2-31-4-С2

  1.  Мощность, кВт

2,2

  1.  Число оборотов в минуту

1430

Электродвигатель привода шпинделя поворотной головки:

  1.  Тип

А0Л2-31-4-С2

  1.  Мощность, кВт

2,2

  1.  Число оборотов в минуту

1430

Электронасос подачи охлаждающей жидкости:

  1.  Тип

11А-22

  1.  Мощность, кВт

0,125

  1.  Число оборотов в минуту

2800

  1.  Производительность, л/мин

22

Габарит станка (длина х ширина х высота) , мм

2470 х 1950 х 1950

Масса станка, т

3,3

Также на рисунке ниже, покажем установочные размеры станка.

Рисунок 15 – Установочный чертеж 6Р82Ш


3. Оценка технического уровня станка

3.1 Расчет параметров режима резания для типовых операций, выполняемых на станке (включая черновую и чистовую обработку деталей)

3.1.1 Выбор вспомогательных коэффициентов, сталей инструмента и заготовки.

Выбираем для заготовки сталь марки 12Х18Н9Т (

Для инструмента – Р6М5.

Вспомогательные коэффициенты:

  1.  Поправочный коэффициент   ,учитывающий влияние физико-механических свойств обрабатываемого материала на скорость резания[1, стр. 261, таб. 3]:

  1.  Поправочный коэффициент ,учитывающий влияние состояния поверхности заготовки на скорость резания[1, стр. 263, таб. 5]:

  1.  Поправочный коэффициент ,учитывающий влияние инструментального материала на скорость резания [1, стр. 263, таб. 6]:

  1.  Коэффициент изменения стойкости в зависимости от числа одновременно инструментов при средней по равномерности их загрузки[1, стр. 264, таб. 7]:

  1.  Коэффициент изменения периода стойкости в зависимости от числа одновременно обслуживаемых станков [1, стр. 264, таб. 8]:

  1.  Поправочный коэффициент для стали и чугуна, учитывающий влияние качество обрабатываемого материала на силовые зависимости:

Показатель степени ;


3.1.2 Черновая обработка детали

Для черновой обработки детали выбираем правую торцевую фрезу( ГОСТ 9304-69) марки 2210-0075 со следующими геометрическими параметрами:

Рисунок 16 - Геометрические параметры торцевой фрезы

D = 100 мм;       L(высота фрезы) = 50 мм;

z = 18 зубьев;      B = 80 мм;       t = 4,00 мм;

Расчетные коэффициенты:

  1.  Подача на зуб фрезы, при мощности станка менее 10 кВт,   = 0,08-0,15 мм [1, стр. 283, таб. 34]:

= 0,15 мм.

  1.  Значение коэффициента и показателей степени в формуле скорости резания при фрезеровании[1, стр. 286, таб. 39]:

;         q = 0,15;           x = 0,2;

y = 0,3;             u = 0,2;            p = 0,1;

m = 0,14.

  1.  Средние значения периода стойкости  Т  фрез[1, стр. 289, таб. 40]:

Т = 180 мин.

  1.  Значение коэффициента и показателей степени в формуле окружной силы при фрезеровании[1, стр. 290, таб. 41]:

 ;         q = 1,15;           x = 0,92;

y = 0,78;             u = 1,0;      w = 0;           


Определяем величины следующих показателей:

  1.  Подача:

;

Где n – число оборотов шпинделя, мин-1;

- подача на зуб.

  1.  Скорость резания:

;

Где   t – глубина снимаемого слоя материала;

– подача на зуб, мм/мин;

B – ширина обработки, мм;

 z – число зубьев;

Т – период стойкости, мин.

  1.  Сила резания:

Где   t – глубина снимаемого слоя материала;

– подача зуб, мм/мин;

B – ширина обработки, мм;

D – диаметр фрезы, мм;

n – число оборотов шпинделя, мин-1

  1.  Крутящий момент:

Где D – диаметр фрезы, мм.

  1.  Мощность резания:


3.1.3 Чистовая обработка детали

Для чистовой обработки детали выбираем правую концевую фрезу( ГОСТ 17026-71) марки 2223-0298 со следующими геометрическими параметрами:

Рисунок 17 – Геометрические параметры концевой фрезы

D = 20 мм;       L(высота фрезы) = 123 мм;

z = 5 зубьев;      B = 30 мм;       t = 0,50 мм;

Расчетные коэффициенты:

  1.  Подача на зуб фрезы, при мощности станка менее 10 кВт,  s= 0,06-0,12 мм [1, стр. 283]:

s= 0,07 мм.

  1.  Значение коэффициента и показателей степени в формуле скорости резания при фрезеровании[1, стр. 286, таб. 39]:

;         q = 0,35;           x = 0,21;

y = 0,48;             u = 0,03;            p = 0,1;

m = 0,27.

  1.  Средние значения периода стойкости  Т  фрез[1, стр. 289, таб. 40]:

Т = 80 мин.

  1.  Значение коэффициента и показателей степени в формуле окружной силы при фрезеровании[1, стр. 290, таб. 41]:

 ;         q = 0,86;           x = 0,75;

y = 0,6;             u = 1,0;      w = 0;           


Определяем величины следующих показателей:

  1.  Подача:

;

Где n – число оборотов шпинделя, мин-1.

  1.  Скорость резания:

;

Где   t – глубина снимаемого слоя материала;

s – подача, мм/мин;

B – ширина обработки, мм;

 z – число зубьев;

Т – период стойкости, мин.

  1.  Сила резания:

Где   t – глубина снимаемого слоя материала;

s – подача, мм/мин;

B – ширина обработки, мм;

D – диаметр фрезы, мм;

n – число оборотов шпинделя, мин-1

  1.  Крутящий момент:

Где D – диаметр фрезы, мм.

  1.  Мощность резания:


3.2 Технический уровень станка(составляющие силы резания и прочие характеристики)

3.2.1 Диапазоны регулирования частот вращения шпинделя и подач

Диапазон регулирования частот вращения шпинделя составляет: 31,5-1600 мин-1

Диапазон подач стола , мм/мин:

- продольных 12,5-1600
- продольных (бесступенчато регулируемый) 5-3150*
- поперечных 12,5-1600
- поперечных (бесступенчато регулируемый) 5-3150*
- вертикальных 4,1-530

3.2.2 Составляющие силы резания и

Силы   возьмем из расчетов(пункт 3.1) :

  1.  Для черновой обработки ;
  2.  Для чистовой обработки .

Известно, что горизонтальную и вертикальную составляющие силы резания можно найти, сопоставив эти силы с окружной силой P. Для этого используют такие соотношения:

  1.   
  2.   
  3.   

Отсюда найдем окружные силы Р для :

  1.  Черновой обработки  
  2.  Чистовой -

Затем перейдем к расчету составляющих сил резания сначала для черновой обработки:

  1.   
  2.  

А после и к чистовой:

  1.   
  2.  

3.2.3 Мощность двигателя привода главного движения

По данным, взятым из пункта 2.4, укажем характеристики двигателя привода главного движения:

Тип - А02-51-4-С2 ;

Мощность, кВт – 7,5 ;

Число оборотов в минуту – 1460.

3.2.4 Крутящий момент на валу двигателя привода подачи

Наибольший крутящий момент на валу двигателя привода подачи составляет 1070 Н*м


4. Кинематическая структура станка

4.1 Структурно-кинематическая схема станка, кинематическая схема станка;  

Начнем с рассмотрения кинематической схемы станка:

Рисунок 18 – Кинематическая схема 6Р82Ш

Далее перейдем к структурно-кинематической схеме станка 6Р82Ш:


Рисунок 19 – Структурно-кинематическая схема станка

4.2 Кинематические характеристики передач

Числа зубьев ,а также модули приведу ниже, в виде таблицы:

Таблица 8

Узел

Номер по схеме

Параметры передачи

Модуль или шаг

Коробка скоростей

1

27

3

2

53

3

3

35

4

4

27

4

5

37

4

6

46

4

7

26

4

8

38

4

9

38

3

10

69

4

11

19

4

12

82

3

13

16

4

14

32

4

15

22

4

16

19

4

17

17

4

Коробка подач

19

26

2

20

27

2,5

21

27

2,5

22

21

2,5

23

37

2,5

24

36

2,5

25

18

2,5

26

18

2,5

27

40

2,5

28

34

2,5

29

24

2,5

30

36

2,5

31

48

2,5

32

45

2,5

33

48

2,5

34

40

2,5

35

40

2,5

36

-

-

37

-

-

38

-

-

39

-

-

40

28

2,5

41

33

2

42

67

2

43

57

2

44

26

2

45

50

2

Консоль и салазки

46

33

2,5

47

1

6

48

1

6

49

18

4

50

22

3

51

16

4

52

33

3

53

23

2,91

54

46

2,91

55

-

-

56

1

6

57

1

6

58

1

6

59

48

3

60

48

3

61

45

3

62

30

3

63

-

-

64

50

2

65

25

2

66

-

-

67

18

2

68

24

2

69

-

-

70

33

3

71

-

-

72

33

3

73

-

-

74

33

3

75

48

3

76

4

6

77

1

6

Хобот

78

21

2,5

79

59

2,5

80

33

2

81

67

2

82

51

2

83

49

2

84

66

2

85

58

2

86

42

2

87

48

2

88

52

2

89

28

2

90

72

2

91

34

2

Поворотная головка

92

30

3

93

30

3

94

31

3

95

31

3

Накладная головка

96

20

3

97

20

3

4.3 Кинематические цепи движений формообразования

Цепь главного движения. Наименьшую nmin и наибольшую nmax  частоты вращений шпинделя определяют по уравнениям:

об/мин

(при передаче движения от одного вала к другому вводят в зацепление пары колес с наименьшим передаточным отношением);

об/мин


(в зацепление введены пары колес с наибольшим передаточным отношением).

Изменение направления вращения шпинделя осуществляется реверсированием электродвигателя.

КЗ: Электродвигатель М1(N=7,5 кВт, n=1460 об/мин) и шпиндель с фрезой.

РП: , об/мин вала  электродвигателя М1→

,об/мин шпинделя.

 УКБ:

Коробка скоростей имеет 18 ступеней частот вращения:

n об. шп. = 3 · 3 · 2 = 18

Цепь движения поворотной головки. 

Изменение направления вращения шпинделя осуществляется реверсированием электродвигателя.

КЗ: Электродвигатель М2(N=2,2 кВт, n=1430 об/мин) и шпиндель с фрезой.

РП: , об/мин вала  электродвигателя М2→

,об/мин шпинделя.

 

УКБ:

Коробка скоростей имеет 12 ступеней частот вращения:

n об. шп. = 2 · 3 · 2 = 12

Цепь подач. 

Уравнения для наименьшей и наибольшей подач, например продольной, имеют вид:

мм/мин,

мм/мин.

Диапазон изменения поперечных подач такой же, как и продольных, а вертикальных подач 8,3—400 мм/мин. Направление подачи реверсируется электродвигателем.

а) Цепь продольной подачи

 КЗ: Электродвигатель М3 ─ стол с заготовкой.

 РП: , об/мин → ,мм/мин, продольной подачи стола.

УКБ без перебора:  

УКБ с перебором:

б) Цепь поперечной подачи

 КЗ: Электродвигатель М3 и стол с заготовкой – салазки со столом.

 РП: , об/мин → ,мм/мин перемещения салазок.

УКБ без перебора:

УКБ с перебором:

в) Цепь вертикальной подачи

КЗ: Электродвигатель М3─ консоль со столом.

РП: , об/мин → ,мм/мин, перемещение консоли.

УКБ без перебора:  

УКБ с перебором:

Цепь ускоренных перемещений. Для быстрого перемещения стола, салазок или консоли используют более короткий участок цепи подач. Движение от цепи передается обычным путем соответствующим винтовым парам:

Скорость быстрого перемещения стола и салазок равна 3000 мм/мин консоли 1000 мм/мин.

4.4 Двигатели приводов станка и их характеристики

Вспомним рассмотренный выше паспорт и кинематическую схему станка.

На кинематической схеме под маркировкой М1 указан электродвигатель привода главного движения.

Его маркировка :  А02-51-4-С2

Технические характеристики электродвигателя серии АО2 :

Таблица 9

Типоразмер двигателя

Мощность, кВт

Скольжение,%

КПД,%

cos φ

Mмакс/Mном

Mмин/Mном

Мп/Mном

Iп/Iном

Закрытое обдуваемое исполнение (IP44)

АО2-51-4 У3

7,5

3,30

88,5

0,87

2,00

1,0

1,40

7,0

Рисунок 20 – Электродвигатель А02-51-4

Далее рассмотрим электродвигатели привода подач и привода шпинделя поворотной головки под маркировкой А0Л2-31-4-С2

Типоразмер двигателя

Мощность, кВт

Скольжение,%

КПД,%

cos φ

Mмакс/Mном

Mмин/Mном

Мп/Mном

Iп/Iном

Закрытое обдуваемое исполнение (IP44)

АОЛ2-31-4 У3

2,2

4,70

82,5

0,83

2,20

1,5

1,80

7,0

4.5 Графики частот вращения привода главного движения, поворотной серьги и график подач

4.5.1 Расчёт диапазона регулирования частот вращения шпинделя.

  Рассчитаем диапазон регулирования частоты вращения шпинделя широкоуниверсального фрезерного станка следующим образом:

,

где  - диапазон регулирования;

      nmax- максимальная частота вращения шпинделя nmax=1600 об/мин;

      nmin -минимальная частота вращения шпинделя  nmin=31,5 об/мин.

4.5.2 Расчёт знаменателя геометрического ряда.

      Знаменатель геометрического ряда частот вращения шпинделя широкоуниверсального фрезерного станка рассчитывается по формуле:

,

где  - знаменатель геометрического ряда;

       - диапазон регулирования;

       -число ступеней, =18.

Округляем значение  до стандартного, .

4.5.3 Определение промежуточных значений частот вращения.

Расчёт промежуточных значений частот вращения шпинделя широкоуниверсального станка производим по формуле:

,

где  - текущее значение частоты вращения;

    - минимальное значение частоты вращения;

  - знаменатель геометрического ряда;

     - значение индекса текущей частоты вращения.

мин-1;

мин-1;

мин-1;

мин-1;

мин-1;

мин-1;

мин-1;

мин-1;

мин-1;

мин-1;

мин-1;

мин-1;

мин-1;

мин-1;

мин-1;

мин-1;

мин-1;

мин-1;

мин-1.

4.5.4 Округление значений частот вращения до стандартных.

   Т.к.  , используя нормальный ряд чисел в станкостроении, получим:

мин-1;            мин-1;

мин-1;              мин-1;

мин-1;              мин-1;

мин-1;             мин-1;

мин-1;            мин-1;

мин-1;           мин-1;

мин-1;           мин-1;

мин-1;           мин-1;

мин-1;          мин-1.

4.5.5 Построение графика частот.

    Целью построения графика частот является оптимизация и определение

передаточных отношений групповых передач.

    Исходные данные :

    1. Структурная формула    ;

    2. Предельные значения частот   мин-1 ,    мин-1;

    3. Частота вращения электродвигателя nэ=1460 об/мин;

    4. Знаменатель геометрического ряда .

4.5.6 Определение числа делений изображающих частоту вращения двигателя.

,

где nэ – частота вращения электродвигателя;

      yэ – число делений .

Так как  =1.26  и  , то k=9 и допускается:

+m=3: 3 | 2 | 1 | 0;

m=6: 6 | 7 | 8 | 9.

      Тогда распределение числа делений yэ между групповыми передачами при снижении частоты от частоты электродвигателя до минимальной частоты шпинделя будет следующим:  

yэ=16,57=1,57+4+5+6+0.

Рисунок 21 – График вращения привода главного движения


4.5.7 График частот вращения поворотной головки

Рисунок 22 – График вращения поворотной головки

4.5.8 График подач

Рисунок 23 – График подач


5. Анализ конструкции основных узлов и систем станка

5.1 Узлы станка

5.1.1 Привод главного движения

Рисунок 24 – Разрез по горизонтальному шпинделю

Шпиндель станка( рис.27) представляет собой трехопорный вал, геометрическая точность которого определяется, в основном, подшипниками 5 и 13. Подшипник третьей опоры поддерживает хвостовик шпинделя.

Регулирование осевого люфта в шпинделе осуществляется подшлифовкой колец 10 и 11. Повышенный люфт в переднем подшипнике устраняют подшлифовкой полуколец 6 и подтягиванием гайки 12.

Механизм переключения частот вращения коробки скоростей.

Во фрезерных станках переключение частот вращения шпинделя производится от механизма, встроенного в станину с левой стороны ( рис.28). На его корпусе расположен пластмассовый лимб 20, на который нанесены значения все 18 частот вращения шпинделя, и стрелка-указатель.

Механизм переключения частот позволяет выбирать требуемую частоту вращения без последовательного прохождения промежуточных ступеней.

Принцип работы механизма переключения частот вращения шпинделя (рис. 8.1) следующий. При повороте рукоятки 1 влево до отказа поворачивается зубчатый сектор 2, закрепленный на оси рукоятки. Он перемещает рейку 3 совместно с вилкой 15 и втулкой 9, закрепленной на валу 6, и диск 14 вправо. При этом штифты реек 12 и 13 выйдут из отверстий диска 14. Если повернуть лимб 4, то через конические шестерни 7 и 8 одновременно повернется и диск с отверстиями, каждое из которых соответствует положению блоков Б1, Б2 и Б3 для определенных частот вращения шпинделя. При повороте рукоятки 1 вправо через реечную передачу, вилку 15 и втулку 9 диск 14 будет перемещаться влево. При этом те штифты реек 12 или 13, которые не вошли в отверстия диска, через реечную шестерню 11 переместят рейку 12 влево, а рейку 13 вправо или наоборот. Но так как с рейкой 12 связана вилка 10, соединенная с блоком зубчатых колес коробки скоростей, то при перемещении она установит зубчатые колеса блока в определенное положение, соответствующее выбранной частоте вращения шпинделя.

Рисунок 25 – Механизм переключения частот вращения шпинделя

Каждая пара штифтов, рассматриваемого механизма переключения перемещает только один блок зубчатых колес, поэтому в механизме переключения частот имеется три пары реек соответственно для каждого блока зубчатых колес.


5.1.2 Шпиндельный узел(устройство, основные детали)

Рисунок 26 - Разрез поворотной головки

Рисунок 27 – Разрез по шпинделю поворотной головки

Поворотная головка крепится к хоботу через промежуточную плиту при помощи болтов, введенных в кольцевой Т-образный паз, и центрируется в кольцевой выточке(рис.29).

Поворотная головка зафиксирована в нулевом положении к фланцу хобота. Для поворота головки следует освободить ее от нулевой фиксации и вытягиванием гайки штифта фиксации и вытягиванием штифта.

Шпиндель повотной головки получает вращение от коробки скоростей хобота через кулачковую муфту 37 и конические шестерни 36, 34 (рис.28) и 38,39 (рис 30).

Шпиндель представляет собой двухопорный вал, смонтированный в выдвижной гильзе. Регулирование осевого люфта в шпинделе осуществляется подшлифовкой колец 41 и 44. Повышенный радиальный люфт в переднем подшипнике устраняют подшлифовкой полуколец 43 и подтягиванием гайки 40.

Смазка подшипников поворотной головки производится шприцеванием. Смазка подшипников 35 (рис 29) производится набивкой при осмотрах и ремонте станка.


5.1.3 Привод подачи(устройство, описание работы)

Рисунок 28 – Разрез по выходному валу коробки подач

Рисунок 29 – Коробка подач

Рисунок 30 – Механизм переключения подач

Коробка подач обеспечивает получение рабочих подач и быстрых перемещений стола, салазок и консоли.

Получаемые в результате переключения блоков скоростей вращения передаются на выходной вал В (рис. 31) через шариковую предохранительную муфту, кулачковую муфту 46 и втулку 45, соединенную шпонкой с кулачковой муфтой 46 и выходным валом В.

При перегрузке механизма подач шарики, находящиеся в контакте с отверстиями кулачковой втулки 44, сжимают пружины и выходят из контакта. При этом зубчатое колесо 41 проскальзывает относительно кулачковой втулки 44 и рабочая подача прекращается.

Быстрое вращение передается от электродвигателя, минуя коробку подач, зубчатому колесу С, которое сидит на хвостовике корпуса фрикциона 51 и имеет, постоянное число оборотов. При монтаже необходимо проверить затяжку гайки 52.

Корпус фрикционной муфты должен свободно вращаться между зубчатым колесом А и упорным подшипником. Диски фрикциона через один связаны с корпусом фрикциона, который постоянно вращается, и втулкой 39, которая соединена шпонкой с выходным валом В.

При нажатии кулачковой муфтой 46 на торец втулки 47 и далее на гайку  38 диски 49 и 50 сжимаются и передают быстрое вращение выходному валу В и зубчатому колесу А.

Коробка переключения подач входит в узел коробки подач. Принцип ее работы аналогичен работе коробки переключения скоростей.

Для предотвращения смещения диска 63 (рис. 31)  в осевом направлении валик 55 запирается во включенном положении двумя шариками 60 и втулкой 56. Попадая в кольцевую проточку валика 57, шарики освобождают от фиксации валик 55 при нажиме на кнопку 58.

Фиксация поворота диска переключения 63 осуществляется шариком 62 через фиксаторную втулку 59, связанную шпонкой с валиком 55.

Смазка коробки подач осуществляется разбрызгиванием масла, поступающего из системы смазки консоли. Кроме того, в нижней части платика консоли имеется отверстие, через которое смазка поступает к маслораспределителю коробки подач.

От маслораспределителя отводится две трубки: на глазок контроля работы насоса и для смазки подшипников. Непосредственно через маслораспределитель масло подается на смазку подшипников фрикционной муфты.

Для достижения плотности стыка коробки подач и консоли разрешается установка коробки подач вместе с прокладкой ,устойчивой  к попаданию масла.

Механизм  включения быстрого хода стола включает кулачковую муфту подачи 46 и сжимает диски 49 и 50 фрикционной муфты (рис 32).

Механизм переключения подач.

Коробка подач имеет однорукояточное селективное управление (рис. 34). Переключение подач осуществляется передвижением зубчатых блоков A, B и C или отдельных зубчатых колес с помощью вилок, закрепленных на соответствующих рейках.

Рисунок 31 – Механизм переключения подач станка

Рисунок 32 – Схема работы механизма переключения подач

Механизм включения поперечных и вертикальных подач

Механим выполнен в отдельном корпусе и управляет включением и отключением кулачковых муфт поперечной и вертикальной подач и электродвигателя подачи.

При движении рукоятки вправо или влево, вверх или вниз связанный с ней барабан 95 ( рис. 33) совершает соответствующие движения и своими скосами управляет через рычажную систему 97 включением кулачковых муфт, а через штифты – конечными выключателями мгновенного действия, расположенными для реверса электродвигателя подачи. Тяга 96 связывает барабан с дублирующей рукояткой. В своей средней части на ней закреплен рычаг, на который действуют кулачки, ограничивающие поперечный ход. В конце тяга имеет рычаг для ограничения вертикальных перемещений. При включении и выключениях поперечного хода тяга перемещается поступательно, а вертикального хода – поворачивается. Блокировка, предохраняющая от включения включает в себя коромысло и штифт.

Рисунок 33 – Механизм включения вертикальной и поперечной подач

Механизм включения продольной подачи

Механизм осуществляет включение кулачковой муфты продольного хода, а также включение, выключение и реверсирование электродвигателя подач.

Рукоятка 118 ( рис. 34)  жестко соединена с осью 116 и поворачивает рычаг 115 ,по криволинейной поверхности которого в процессе переключения катится ролик. При нейтральном положении рычага 122 ролик находится в средней впадине, при включенном – в одной из боковых впадин.

Движение ролика 127 через рычаг 128 передается штоку 137 и через  зубчатое колесо 139 рейке 138 и вилке 140, ведущей кулачковую муфту 103.

Пружина 134, регулируемая пробкой 133, постоянно нажимает на шток 137. Пружина 136 обеспечивает возможность включения рукоятки при попадании зуба на зуб кулачковой муфты. Регулирование пружины 136 производится винтом 135 при помощи ключа. Включение и реверсирование  электродвигателя подач производится конечными выключателями 129. Отключение двигателя происходит после выключения кулачковой муфты.

Рисунок  34 - Механизм включения продольной подачи. Разрез по рукоятке


5.1.4  Коробка переключения скоростей

Коробка переключения скоростей позволяет выбирать требуемую скорость без последовательного прохождения промежуточных ступеней.

Рейка 19 ( рис. ЧГ), передвигается рукояткой переключения 18 посредством сектора 15 через вилку 22 перемещает в осевом направлении главный валик 29 с диском переключения 21. Диск переключения можно поворачивать указателем скоростей 23 через конические шестерни 28 и 30. Диск имеет несколько рядов определенного размера отверстий, расположенных против штифтов реек 31 и 33. Рейки попарно зацепляются с зубчатым колесом 32. На одной из каждой пары реек крепится вилка переключения. При перемещении диска нажимом на штифт одной из пары, обеспечивается возвратно-поступательное перемещение реек.

При этом вилки в конце хода диска занимают положение, соответствующее зацеплению определенных пар шестерен. Для исключения возможности жесткого упора шестерен при переключении штифты 20 реек подпружинены.

Фиксация лимба при выборе скорости обеспечивается шариком 27, заскакивающим в пазы звездочки 24.

Соответствие скоростей значениям, обозначенным на указателе, достигается определенным положением конических колес по зацеплению.

Смазка коробки переключения осуществляется от системы смазки коробки скоростей разбрызгиванием масла, поступающего из трубки в верхней части станины. Отсутствие масляного дождя может вызвать недопустимый нагрев щечек вилок переключения и привести к заеданию вилок, их деформации или поломке.

Рисунок ыы – Разрез по осям коробки переключения скоростей


5.2 Приспособления, оснастка  и вспомогательный инструмент, применяемые на станке

На фрезерных станках применяются следующие приспособления: универсальная головка, делительная головка с задней бабкой, поворотные тиски, круглый накладной стол. Они служат для установки и закрепления инструмента и заготовок и расширяют технологические возможности фрезерных станков.

Фрезы редко крепят непосредственно на шпинделе станка. Обычно используют оправки или патроны.

Цилиндрические и дисковые фрезы устанавливаются на горизонтально-фрезерных станках при помощи центровых оправок (рисунок 9.1 а, б).

Рисунок 36 – Оправки центровые

Хвостовик – имеет конусную форму (Морзе или 7:24) и устанавливается непосредственно в отверстие шпинделя.

Шейка – на которой предусмотрены фланец 3 с  прямоугольными пазами 1 (рис. 36   а) или лысками (рис 36 б сечение А-А), которые предназначены для передачи крутящих моментов.

Рабочая часть – имеет цилиндрическую форму и соответствует диаметрам посадочных отверстий фрез (13, 16, 22, 27, 40 и 50 мм) и различной длины. В паз 5 устанавливается призматическая шпонка, позволяющая передать крутящий момент от оправки к фрезе. Оправка комплектуется набором установочных колец 4 различной ширины (от 1 до 50 мм), которые позволяют располагать фрезу вдоль оправки на необходимом расстоянии от шпинделя. В зависимости от конструкции подшипника фланца (серьги) станка оправка может иметь поддерживающую втулку 6 (рис. 36 а) или цилиндрическую цапфу 8 (рис.36 б).

Резьбовая часть – обычно имеет левую метрическую резьбу с мелким шагом, следовательно, уменьшается вероятность самоотвинчивания гайки 7 во время работы.

Торцевые фрезы устанавливаются на горизонтально-фрезерном станке при помощи коротких концевых оправок (рис. 37).

Рисунок 37 – Оправки концевые для торцовых фрез.

а – с продольной шпонкой, б – с коническим посадочным отверстием, в – с торцовой шпонкой

Делительные головки применяют в основном на консольно-фрезерных станках для установки заготовки и периодического или непрерывного поворота ее на задние углы. Периодический поворот необходим, например, для прорезания впадин у зубчатых венцов; непрерывный поворот, согласованный с движением вдоль оси, осуществляют для получения винтовых канавок на сверлах и других инструментах.

Существуют лимбовые, безлимбовые и оптические делительные головки.

УДГ позволяет производить деление заготовки тремя методами: непосредственным, простым, дифференциальным.

Конструкция УДГ:  (рис. 38)

Рисунок 38 – Конструкция УДГ

Задняя бабка:

1 – моховик задней бабки

2 – корпус

3 – пиноль

4 – полуцентр

24 – основание

Люнет:

5 – гайка

6 – призматическая головка

22 – стопорный винт

23 – корпус

Делительная головка:

7 – резьба и центрирующий поясок (для установки патронов)

8 – лимб непосредственного деления, с 24 делениями

9 – стяжные дуги

10 – корпус

11 – зажим

12 – шкала для поворота корпуса делительной головки

13 – зажимной винт

14 – линейки

15 – втулка

16 – вал механического привода

17 – стопор

18 – раздвижной сектор (состоит из позиций 13 и 14)

19 – крышка

20 – чугунное основание

21 – центр, устанавливаемый в сквозное отверстие шпинделя (с другой стороны устанавливается оправка для дифференциального деления; оба конца шпинделя расточены под конус Морзе)

Поворотные тиски (рис. 39) применяются для зажима заготовок. При вращении винта 1 посредством рукоятки заготовка зажимается между подвижной губкой 2 и неподвижной губкой 3. Тиски могут быть повернуты вокруг вертикальной оси основания 4 со шкалой 5. Закрепление на основании производится болтами. На столе станка тиски устанавливаются при помощи точной планки, входящей в паз основания 4 и в средний паз стола.

Круглый поворотный стол (рис. 40) применяется для обработки круговых пазов, канавок, фасонных кулачков и других подобных поверхностей вращения, иногда и для деления.

Стол состоит из основания 1, закрепляемого на столе станка, верхней поворотной части 2 с привинченным к нему снизу червячным колесом. Верхняя поворотная часть стола приводится во вращение вручную рукояткой 3, надетой на конец вала червяка. Величина поворота отсчитывается по шкалам 4 и 5.

Рисунок 39 - Поворотные тиски

Рисунок 40 - Круглый поворотный стол

5.3 Система управления станком

Станок модели 6Р82Ш не относится к категории станков, имеющих числовое программное управление. Однако станок имеет ряд вспомогательных инструментов, заметно сокращающих время нахождения рабочего за станком.

Для сокращения вспомогательного времени и удобства управления в станках предусматриваются:

  1.  дублированное управление кнопочно-рукояточного типа (спереди и с левой стороны станка);
    1.  пуск и останов шпинделя и включение быстрых ходов станка при помощи кнопок;
    2.  управление движениями стола от рукояток, направление поворота которых совпадает с направлением движения стола;
    3.  изменение скоростей и подач с помощью однорукояточных выборочных механизмов, позволяющих получать любую скорость или подачу поповоротом лимба без прохождения промежуточных ступеней;
    4.  торможение постоянным током.

Станки автоматизированы и могут быть настроены на различные автоматические циклы, что повышает производительность труда, исключает необходимость обслуживания станков рабочими высокой квалификации и облегчает возможность организации многостаночного обслуживания.


Литература

  1.  ) Станочное оборудование автоматизированного производства./Под ред.

В.В.Бушуева. Т1,2.-М.:Изд-во «Станкин», 1994.

  1.  ) Металлорежущие станки: Учеб.пособие для вузов. Н.С.Колев, Л.В.Красниченко и др.-2-е изд.-М. Машиностроение, 1980.

  1.  ) Модзелевский А.А., Соловьев А.В., Лонг В.А. Многооперационные станки: Основы проектирования и эксплуатации.-М.: Машиностроение, 1981.

  1.  )Станки с числовым программным управлением/ В.А.Лещенко, Н.А.Богданов и др./ под ред. В.А.Лещенко.-М.: Машиностроение, 1988.

  1.  ) Трофимов А.М. Металлорежущие станки: Учебное пособие для техникумов.-М.: Машиностроение, 1979

  1.  )Локтева С.Е Станки с программным управлением и промышленные роботы: Учебник для машиностроительных техникумов.-М.: Машиностроение, 1985.

  1.  ) Металлорежущие станки: Учебник / Под ред. В.Э. Пуша. - М: Машиностроение, 1985.

8 ) Пуш В.Э. Конструирование металлорежущих станков. - М: Машиностроение, 1977.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

16031. Ипотека. Организация ипотечного кредитования 2.45 MB
  Целью учебного пособия является ознакомление с историей становления ипотеки, основными направлениями, современным состоянием, проблемами и перспективами ее развития за рубежом, в России, в конкретном коммерческом банке, на железнодорожном транспорте, в частности, Московской железной дороге при организации жилищного ипотечного кредитования.
16032. Конституция России природа эволюция современность 1.7 MB
  Авакьян С.А. Конституция России: природа эволюция современность: 2е изд. М.: РЮИД Сашко 2000. Предлагаемая читателю книга представляет собой исследование проблем природы Конституции Российской Федерации на базе общего учения о конституции как политическом и правово...
16033. Раскрытие серийных преступлений против личности и убийств, совершенных по найму 286.5 KB
  Растет количество бандитских формирований, ориентированных на совершение тяжких преступлений корыстной направленности, сопряженных с умышленными убийствами. В основном это сплоченные, хорошо вооруженные, оснащенные транспортом и средствами связи преступные группировки
16034. Виктимологическая детерминанта торговли людьми 660 KB
  Цель и задачи: В ходе исследования предполагается выявить структуру и особенности торговли людьми, совершаемой посредством модельного бизнеса в республике Мордовия. Одной из основных задач данного исследования является выявление причин отсутствия уголовных дел по статье 127.1 (торговля людьми) УК РФ
16035. Виконавча влада і адміністративне право 3.81 MB
  У книзі, яка є черговою публікацією в серії наукових видань Адміністративно-правова реформа в Україні, висвітлюються науково-теоретичні засади і актуальні проблеми функціонування виконавчої влади та її правового регулювання в Україні
16036. Державне управління в Україні 1.35 MB
  Державне управління — надзвичайно важлива сфера реалізації державної влади. За своїм змістом воно органічно поєднано з виконавчої гілкою державної влади. Сьогодні вихід нашого суспільства із системної кризи потребує такої організації виконавчої влади, яка б забезпечувала істотне підвищення дієвості державного управління
16037. Державне управління проблеми адміністративно-правової теорії та практики 2.23 MB
  У книзі розглядаються найважливіші інститути державного управління, що є пред-метом вивчення адміністративне-правової науки. Вирішальне місце відведено аналізу малодосліджених теоретичних аспектів взаємодії державного управління та адміністративного права
16038. Криминология 1.65 MB
  Преступность — основной объект криминологического изучения. Одновременно преступность — главный объект воздействия разрабатываемых криминологией мер. Все выводы криминологии, рекомендации и предложения, вырабатываемые в рамках этой науки, направлены на достижение главной цели...
16039. Екологічне право 2.81 MB
  Передмова Забезпечення екологічної безпеки за сучасних умов є важливою проблемою державної екологічної політики та невідємною умовою сталого економічного та соціального розвитку України. Це обумовлено значним антропогенним порушенням та техногенною перевантажен