|
Фрезы
|
Материал режущей
части инструмента
|
Коэффициенты и
показатели степени
|
|
|
CP
|
x
|
y
|
u
|
q
|
w
|
|
Цилиндрические,
дисковые, концевые, прорезные и отрезные
|
Быстрорежущая
сталь
|
68,2
|
0,86
|
0,72
|
1
|
0,86
|
0
|
4 Мощность при фрезеровании рассчитывается по формуле
(5).
(5)
где Ne - эффективная мощность, рассчитывается по
формуле (6) [2, стр. 290]; η = 0,75 - мощность привода станка при КПД
(6)
5. Выбор
металлорежущего станка
Подбор станка производится по следующим параметрам:
) Необходимая частота n = 1375 об/мин. В
рассматриваемом станке пределы числа оборотов шпинделя в минуту равно 50-2240,
что полностью удовлетворяет условию.
2) Пределы величин подач.
Выбранная ранее подача Sм = 1320 мм/мин., после предварительного
расчета вводится корректировка на значение Sz=0,04мм следовательно, 
, входит в предел скоростей подач, в
продольном направлении 22,4 - 1000.
3) Габариты обрабатываемой детали:
длина = 300 мм.
ширина = 42 мм.
глубина = 18 мм.
Обрабатываемая деталь полностью помещается на поверхность
рабочего стола, размеры которого 200×800мм.
) Необходимая мощность.
Мощность главного электродвигателя равна 2,8 кВт. Она
полностью обеспечивает необходимую мощность (N = 0,4 кВт) для обработки
данной детали.
В соответствии с выбранными параметрами, для обработки данной
детали наилучшим образом, подойдет горизонтально-фрезерный станок модели 6П80Г,
который представлен на рисунке 3 [3].
Назначение станка.
Станок предназначен для фрезерования
различных деталей из стали, чугуна и цветных металлов сравнительно небольших
размеров. Обработка деталей осуществляется цилиндрическими, дисковыми,
фасонными, угловыми, модульными и торцовыми фрезами как встречным, так и
попутным фрезеровавшем. Станок используется в условиях индивидуального и
серийного производства. При наличии делительной головки можно фрезеровать
прямозубые шестерни, рейки, канавки и т.п.
Достаточная мощность приводов и широкий
диапазон скоростей и подач позволяют успешно работать на станке, как
быстрорежущими фрезами, так и фрезами, оснащенными пластинками твердого сплава.
Техническая характеристика станка
Рабочая поверхность стола в мм 200X800
Число скоростей вращения шпинделя 12
Пределы чисел оборотов шпинделя в минуту
50-2240
Количество скоростей подач стола 12
Пределы скоростей подач стола в мм/мин:
поперечных 16-710
вертикальных 8-355
Скорость быстрого перемещения стола в мм/мин:
продольного 2400
поперечного 1710
вертикального 855
Мощность главного электродвигателя в кВт
2,8
Основные узлы станка.
А - станина с коробкой скоростей и
шпиндельным узлом; Б - хобот с подвеской; В - стол; Г - дополнительная связь
консоли с хоботом; Д - поперечные салазки; Е - консоль с коробкой подач; Ж -
основание станка. (см. рис.3)
Органы управления.
- рукоятка для переключения коробки
скоростей; 2 - рукоятка для переключения перебора шпинделя; 3 - маховичок
ручного продольного перемещения стола; 4 - рукоятка включения продольной подачи
стола; 5 - маховичок ручного поперечного перемещения стола; 6-рукоятка ручного
вертикального перемещения консоли; 7 - маховичок для переключения коробки
подач; 8 - рукоятка переключения перебора коробки подач; 9 - рукоятка для
включения и реверсирования поперечной и вертикальной подач стола (см. рис.3)
Движения в станке.
Движение резания - вращение шпинделя с
фрезой. Подачи являются перемещения стола с обрабатываемой деталью в
продольном, поперечном и вертикальном направлениях. Вспомогательные движения -
быстрые перемещения стола в тех же направлениях.
Принцип работы.
Обрабатываемые детали устанавливают
непосредственно на столе, в тисках или специальных приспособлениях. Для
обработки деталей в нескольких позициях широко используется универсальная
делительная головка, которая позволяет производить делительные повороты детали
на требуемое количество равных частей. Насадные фрезы, цилиндрические, дисковые
и др., устанавливают на шпиндельных оправках, хвостовые - непосредственно в
шпинделе или в цанговом патроне.
При установке фрез на оправках последние
одним концом вставляют в конус шпинделя, а другим - в отверстие подвески.
Торцовые фрезерные головки закрепляют на
торце шпинделя. Настройка станка в соответствии с конфигурацией и размерами
обрабатываемой детали производится перемещением стола В, поперечных салазок Д и
консоли Е.
Конструктивные особенности.
Станок имеет разделенный привод движения
резания, т.е. коробка скоростей смонтирована в станине в виде отдельного узла,
а вращение шпинделю передается клиновыми ремнями. Это обеспечивает
безвибрационную работу станка даже на самых высоких числах оборотов шпинделя.
Шпиндель смонтирован на прецизионных
двойных роликовых подшипниках серии 3182100 высокой жесткости. Шпиндель
разгружен от изгибающих усилий со стороны ременной передачи, так как приводной
шкив установлен на независимых подшипниках. Для более равномерного вращения
шпинделя его приводная шестерня сделана массивной, поэтому она одновременно
выполняет роль маховика. Быстрая остановка вращения шпинделя обеспечивается
наличием тормоза с электромагнитным приводом.
Станок имеет две подвески хобота: одну на
подшипниках качения, предназначенную для скоростных работ; другую на
подшипниках скольжения, обеспечивающую работу с фрезами диаметром менее 75 мм.
Для повышения жесткости системы хобот Б может быть соединен с консолью Е
дополнительной связью Г.
В приводе подач имеется шариковая
предохранительная муфта, исключающая возможность поломки элементов привода при
чрезмерном увеличении нагрузки.
Для фрезерования попутным методом в
приводе продольной подачи стола предусмотрен механизм для периодического
устранения зазора между ходовым винтом и гайками [3].
Рис. 3 Общий вид горизонтально-фрезерного станка модели 6П80Г
6. Структурно
- кинематический анализ станка
Компоновочная
схема станка
Компоновочная схема горизонтально - фрезерного станка модели
6П80Г с указанием основных движений во внешней связи, показана на рисунке 4.
В1 - вращение шпинделя с режущим инструментом
П1 - продольное перемещение стола
П2 - поперечное перемещение стола (салазки)
П3 - вертикальное перемещение консоли
Рис. 4 Компоновочная схема станка.
Выявление необходимых исполнительных движений:
Выявление формообразующих движений.
Анализ формы режущей и обрабатываемой поверхностей.
Образующая получена методом копирования. Форма производящей
линии совпадает с профилем режущей кромки инструмента.
Направляющая получена методом следа. Форма производящей линии
является следом от режущей кромки инструмента, образованное движением
инструмента при вращении (рис. 5)
Рис. 5 Режущая поверхность инструмента
Образующая получена методом копирования. Форма производящей линии
совпадает с профилем режущей кромки инструмента.
Направляющая получена методом касания. Форма производящей линии
является касательной к ряду мест вырывов, образованных движением режущей кромки
инструмента при вращательном и поступательном движении (рис. 6) [4].
Рис. 6 Обрабатываемая поверхность детали
Движениями формообразования создаются производящие линии,
следовательно, и форма поверхности. Исполнительное движение формообразования,
протекающее со скоростью резания V, называется главным и обозначается ФV. В данном случае формообразующим
движением является вращательное движение заготовки ФV (В1).
Учитывая, что формообразующее движение ФV (В1) - простое, а траектория
движения инструмента замкнутая, то необходимо настроить только два параметра,
таких как направление (N) и скорость
вращения (V) м/мин.
Формообразующие движения с меньшей скоростью, измеряемой величиной
подачи S называются движениями подачи ФS. В данном случае это поступательное
движение ФS (П1), также является простым,
но незамкнутым, а следовательно необходимо настроить четыре параметра, таких
как направление (N), скорость подачи (V) мм/зуб. фр., путь (L), и конечная точка (K).
Выявление
установочных движений
Установочные движения Уст предназначены для создания
исходного положения заготовки и режущего инструмента перед движением
формообразования. Этими движениями обеспечиваются положения обрабатываемой
поверхности и инструмента относительно движений формообразования. В данном
случае: Уст (П2), Уст (П 3). Для данных движений остается
настроить два параметра: конечная точка (K) и путь (L), так как остальные
параметры обеспечиваются оператором.
Выявление
делительных движений
Делительные движения Д заготовки необходимы для переноса
процесса формообразования на новый участок детали с целью равномерного
расположения на заготовке одинаковых образуемых поверхностей. В данном случае
им является Д (П2). Для этого движения так же настраивается два
параметра: путь (L) и конечная точка (K), так как остальные параметры обеспечиваются оператором.
Выявление
вспомогательных движений
Вспомогательные движения Всп обеспечивают ускоренное
перемещение стола и всей консоли в продольном, поперечном и вертикальном
направлениях. Соответственно таких движений три: Всп (П1), Всп (П2),
Всп (П3). Для вспомогательных движений необходимо настроить только
параметр направление (N) [4].
Построение
структурной схемы станка
Структурная схема горизонтально - фрезерного станка модели
6П80Г с указанием основных исполнительных движений, параметров настройки и
источников энергии во внутренней связи станка, показана на рисунке 7 [4].
Рис. 7 Структурная схема станка.
7. Настройка
параметров станка
Формообразующие движения:
ФV (В1)
Для определения скорости, количество оборотов двигателя
приводим к необходимому количеству оборотов инструмента:
где, 
; 
где, 
- требуемая величина передаточного
отношения скорости
где, 
- действительная величина передаточного
отношения скорости; 
; 
, 
погрешность составляет допустимое
значение, <15%. Для расчета скорости необходимо воспользоваться
кинематической схемой, приведенной на рисунке 8 [3].
Орган настройки направления осуществляется реверсом
электродвигателя.
ФS (П1)
При расчете скорости подачи необходимо привести один оборот
двигателя к величине минутной подачи:
где, Sм= 880 мм/мин.;
- передаточное отношение преобразователя винт - гайка, где k - количество заходов винта, t - шаг винта.
где, 
где, 
погрешность составляет допустимое значение, <15%
Орган настройки направления осуществляется коническим реверсом
28-28-28 и двухсторонней кулачковой муфтой М7.
При настройки конечной точки, необходимо подвести режущий
инструмент до соприкосновения с обрабатываемой поверхностью детали и настроить
лимб на ноль.
Для настройки пути, необходимо согласовать число оборотов лимба и
всего пройденного пути инструмента (рис.9)
где, nоб. л1 - обороты лимба; k = 1; t = 6 мм; L - длина пути
инструмента
Рис. 9 Эскиз обработки при продольной подаче.
где, l - длина заготовки; ∆1 =
3мм - величина врезания; ∆2 = 3мм - величина перебега.
L = 300 + 3 + 63 = 366 мм
Уст (П2)
) При настройке конечной точки, необходимо подвести режущий
инструмент до соприкосновения с торцевой поверхностью детали и настроить лимб
на ноль.
) Перенос формообразования на расстояние от торцевой поверхности к
месту расположения паза a, с учетом что
ширина фрезы В будет совпадать с шириной паза в. (рис. 10)
Рис. 10 Эскиз обработки при поперечной подаче.
где, k
= 1; t = 6 мм
Уст (П3)
) При настройке конечной точки, необходимо подвести фрезу до
соприкосновения с передней поверхностью детали и настроить лимб на ноль.
) Опустить инструмент на глубину фрезерования паза в = 6 мм. (рис.
11)
Рис. 11 Эскиз обработки при вертикальной подаче.
где, 
; 
; k =
1; t = 6
Д (П2)
С учетом фрезерования двух одинаковых пазов шириной в = 12 мм,
расположенных на равном расстоянии между собой и от торцевых поверхностей а = 6
мм.
Для настройки пути необходимо согласовать число оборотов лимба и
путь пройденный инструментом при фрезеровании двух пазов (рис.12)
Рис. 12 Эскиз процесса деления при обработке.
Всп (П1)
Настройка направления осуществляется при включении дисковой
фрикционной муфты М4 и конического реверсивного механизма 28-28-28 с
двухсторонней кулачковой муфтой М7.
Всп (П2)
Настройка направления осуществляется при включении дисковой
фрикционной муфты М4 и двухсторонней кулачковой муфтой М6.
Всп (П3)
Настройка направления осуществляется при включении дисковой
фрикционной муфты М4 и двухсторонней кулачковой муфтой М5.
Рис. 8 Кинематическая схема станка
Вывод
В данной расчетно-графической работе по
исходным данным был произведен расчет режимов резания и подбор соответствующего
станка. Проведен структурно - кинематический анализ горизонтально-фрезерного
станка модели 6П80Г, были выявлены исполнительные движения и настроены
необходимые параметры станка для обработки данной детали.
Станок модели 6П80Г предназначен для
фрезерования различных деталей из стали, чугуна и цветных металлов сравнительно
небольших размеров. Обработка деталей осуществляется цилиндрическими,
дисковыми, фасонными, угловыми, модульными и торцовыми фрезами как встречным,
так и попутным фрезерованием. Станок используется в условиях индивидуального и
серийного производства. При наличии делительной головки можно фрезеровать
прямозубые шестерни, рейки, канавки и т.п.
Используемая
литература
1. Казанцев М.Е. Построение структурных схем станков и
настройки исполнительных движений. Задачник (Учебное пособие). Новосибирск, НГТУ,
1997, 54 c.
2.
Металлорежущие станки и инструменты: Учебное пособие /С.В. Птицын, Ю.С. Чёсов,
В.Ю. Скиба,; Под ред.В. В. Иванцивского - Новосибирск, Изд-во НГТУ, 2006, -
18с.
.
Металлорежущие станки (альбом общих видов, кинематических схем и узлов) /Под
ред.А.М. Кучера. - М.: Машиностроение, 1971, - 308с.
.
Справочник технолога-машиностроителя. В 2-х т. Т.2 /Под ред.А.Г. Косиловой и
Р.К. Мещерякова. - М.: "Машиностроение", 1985, - 496с.