Расчет наладки металлорежущих станков

Расчет наладки металлорежущих станков

ВВЕДЕНИЕ

станок кинематический оборудование наладка

Металлорежущие станки составляют основную часть технологического оборудования. Удельный вес механических цехов на предприятиях машиностроения составляет около 40 %. Несмотря на то, что в последнее время значительно возросла доля других видов обработки (штамповка, литьё, сварка), обработка резанием на сегодняшний момент является основным методом получения деталей машин.

Металлообрабатывающее оборудование занимает особое место среди разнообразного оборудования, используемого в промышленности, т. к. оно предназначено для изготовления деталей этого оборудования, т. е. для производства средств производства.

Станок - это машина, предназначенная для размерной обработки заготовок в целях образования заданных поверхностей путём снятия стружки. Обработка производится преимущественно путём резания лезвийными или абразивными инструментами.

Режимы резания являются исходными данными для расчетов узлов и приводов станка. Они служат в большинстве случаев основой для разработки кинематики станка - чисел оборотов, чисел ходов, величины подач; динамики станка - мощности электромотора, усилий возникающих при резании, величин крутящих моментов на шпинделях и валах станка, прочности и жёсткости отдельных деталей и узлов станка и т.д. На основе выбранных режимов резания устанавливается периодичность и порядок смены режущих инструментов, расход инструментов, определяется число работающих, фонды зарплаты, число станков, необходимых для выполнения заданной программы, площади цехов и участков, необходимые капиталовложения и многие другие элементы организации и экономики производства.

Важное значение приобретает правильный выбор оптимальных режимов резания, обеспечивающих наибольший экономический эффект с учетом, по возможности, всех факторов, влияющих на производительность, технические качества и экономику производства.

Наладкой металлорежущего станка называют его подготовку вместе с технологической оснасткой к выполнению определенной работы по изготовлению детали в соответствии с установленным технологическим процессом для обеспечения требуемой производительности, точности и шероховатости поверхности.

1. АНАЛИЗ БАЗОВОГО СТАНКА 5М14

.1 Устройство, назначение, область применения, принцип работы, конструктивные особенности станка

Зубодолбежный станок модели 5М14 предназначен для нарезания цилиндрических зубчатых колес внешнего и внутреннего зацепления методом обкатки. На станке можно обрабатывать колеса с винтовыми зубьями, для чего на ползун станка устанавливаются винтовые направляющие и косозубый долбяк.

Наиболее целесообразной областью применения станка является нарезание блоков зубчатых колес, колес с внутренним зацеплением и зубчатых секторов, обработка которых на зубофрезерных станках невозможна или нежелательна.

Зубодолбежный станок состоит из следующих основных узлов (рис. 1.1):

- станина, 2 - гитара обкатки, 3 - шпиндель с долбяком, 4 - стол с заготовкой, 5 - штоссель, 6 - стойка с направляющими суппорта, 7 - гитара круговой подачи, 8 - механизм настройки глубины врезания, 9 - долбежный суппорт, 10 - гитара радиальной подачи, 11 - механизм врезания, 12 - механизм ручного привода кулачка. 13 - кулачок врезания долбяка.

Область применения. Станки 5М14 имеют широкое применение в автотракторной и станкостроительной промышленности, особенно на закрытых венцах, а также в других отраслях промышленности, где требуется нарезка прямозубых цилиндрических зубчатых колес.

Принцип работы станка. Нарезание колес на зубодолбежном станке ведется по методу обкатки. Имитируются движения передачи цилиндрических зубчатых колес, одно из которых - долбяк, другое - заготовка (рис.1.2).

Рис. 1.1 Основные узлы станка 5М14

Рис. 1.2. Схема нарезания колес долбяком

На столе станка устанавливается заготовка 2, и ей сообщается вращательное движение (движение обкатки и деления). Долбяк 1 совершает возвратно-поступательное движение параллельно оси заготовки (движение резания или главное движение) и вращательное движение (движение обкатки и круговую подачу). Вращательное движение заготовки должно быть согласовано с вращательным движением долбяка как движения обкатки посредством передаточного отношения имитируемой пары зубчатых колес. Долбяк подводится до касания с заготовкой, после чего он автоматически перемещается в направлении к заготовке (радиальная подача S_P) до врезания на полную глубину зуба h.

Процесс резания совершается только при рабочем ходе долбяка. При его образном (холостом) ходе стол с заготовкой автоматически отводится от долбяка для предотвращения трения зубьев долбяка о заготовку и его износа по задней поверхности. К началу рабочего хода стол автоматически возвращается в исходное положение.

Особенностями конструкции станка являются: нижняя станина ; врхняя станина; стол; коробка скоростей; суппорт; механизм круговых подач; автомат.

1.2 Описание кинематических цепей формообразующих движений

Кинематическая схема станка (рис. 1.3) состоит из цепей главного движения, круговой подачи, деления(обкатки) и врезания(радиальной подачи).

Привод главного движения. Возвратно-поступательное движение долбяка осуществляется от электродвигателя M1 (N=2,2кВт; n=1440об/мин) через клиноременную передачу и шкивы 100/280 мм, вал I коробки скоростей, несущий два зубчатых блока, которые передают на вал II четыре разных числа оборотов. На левом конце вала II находится диск Д, в пазу которого закреплен палец, имеющий возможность изменять свое положение, перемещаясь в радиальном направлении. При вращении диска Д с пальцем при помощи шатуна, связанного с рейкой 1, происходит поступательное перемещение рейки и вращательное движение зубчатого колеса z=26 вала III_, далее движение передается на зубчатое колесо z=26 и рейку, которая закреплена на стакане шпинделя.

а) Конечные элементы цепи

электродвигатель -шпиндель с долбяком

б) Расчетное перемещение.

n об/мин эл.дв. → n дв.ход/мин долбяка

в) Уравнение кинематического баланса цепи

дв.ход/мин долбяка,

где i_р._п, i_к.с.-передаточные отношения ременной передачи и коробки скоростей.

г) Уравнение настройки.

Получение 4 различных ходов долбяка обеспечивается двумя двойными блоками зубчатых колес коробки скоростей.

Движение подачи производится от электродвигателя М2 (N=0,25 кВт; n=1440 об/мин). Коробка подач станка позволяет осуществлять круговое движение долбяка, зависимое от 1 дв. хода штосселя, согласованное вращение долбяка и обрабатываемого колеса, перемещение долбяка к заготовке в радиальном направлении за один двойной ход долбяка.

Цепь круговой подачи

Круговая подача есть длина дуги начальной окружности долбяка, на которую он поворачивается за время одного хода. Передается по следующей кинематической цепи: 1 двойной ход штосселя совершается за время одного оборота кривошипного диска Д, через цепную передачу, червячную передачу 3/23, конический реверсивный механизм 28/42, сменные зубчатые колеса k/l, к шпинделю, получающему вращение от червячной передачи 1/100.

Кинематическая цепь круговой подачи имеет вид:

а) Конечные элементы цепи

шпиндель с долбяком - долбяк

б) Расчетное перемещение

дв.ход долбяка → S_к, мм/дв.ход долбяка

в) Уравнение кинематического баланса цепи.

,

где: i_пп, i_н - передаточные отношения постоянной передачи и органа настройки кинематической цепи.

π m Z_д - длина начальной окружности долбяка.

г) Уравнение настройки.

Получение 7 различных круговых подач обеспечивается комплектом сменных колес.

При этом должно быть a₂+b₂=89.

В таблице 1.1 указаны сменные колеса a₂ и b₂ в зависимости от требуемой величины круговой подачи.

Таблица 1.1 - Сменные зубчатые колеса гитары круговых подач

Цепь обкатки (деления) служит для согласования вращения долбяка и обрабатываемого колеса.

Кинематическая цепь обкатки имеет вид:

а) Конечные элементы цепи

шпиндель - стол

б) Расчетное перемещение

об.шпинделя → Z_д/Z об. стола

в) Уравнение кинематического баланса цепи.

,

где: i_пп, i_г - передаточные отношения постоянных передач и гитары сменных колес;

г) Уравнение настройки.

Для настройки станка имеется набор сменных колес гитары обкатки с числами зубьев: 20, 23, 24, 25, 26, 30, 33, 34, 35, 37, 40, 41, 45, 47, 48, 50, 55, 58 ,62, 65, 70, 74, 80, 85, 90, 92, 95, 96, 97, 98, 100, 120.

Цепь радиальной подачи (врезания) обеспечивает перемещение долбяка к заготовке в радиальном направлении за один двойной ход долбяка.

Кинематическая цепь радиальной подачи имеет вид:

а) Конечные элементы цепи

шпиндель - долбежный суппорт

б) Расчетное перемещение

дв. ход штосселя → S_р долбежного суппорта

в) Уравнение кинематического баланса цепи.

S_р,

где: i_чп, i_пп, i_г - передаточные отношения червячной передачи, постоянных передач и гитары сменных колес;

для однопроходного кулачка

окружности кулачка

для двухпроходного кулачка

окружности кулачка

г) Уравнение настройки.

где С - положение цепи радиальной подачи.

Вспомогательные движения. Отвод стола с заготовкой при обратном ходе долбяка производится кулачково-рычажным механизмом. На правом конце вала II закреплен эксцентрик 3, который через два взаимосвязанных ролика и систему рычагов перемещает стол с заготовкой.

Быстрое установочное вращение стола с заготовкой производится от отдельного электродвигателя с N=0,25 кВт, движение от которого через плоскоременную передачу 80/180, вал X и червячную передачу 1/240 передается столу.

Счетно-выключающее устройство приводится в движение от вала X через кулачок 10 и рычажно-храповый механизм 7 с регулируемым упором.

Вал XIX и конические шестерни 15/40 служат для ручного установочного перемещения шпиндельной головки.

1.3 Структурная схема и рабочая зона оборудования

Исполнительные органы станка имеют следующие формообразующие движения:

главное движение (D_г) - возвратно-поступательное прямолинейное движение шпинделя с долбяком;

движение подачи: вращение долбяка относительно своей оси - движение деления (D_S1); радиальное перемещение шпиндельной головки в период врезания (D_Sвр);

Движение обкатки (D_обк.) - согласованное вращение долбяка и стола с заготовкой (D_S1 +D_S2);

Главное движение. Конечные звенья: электродвигатель - долбяк.

Цепь круговых подач. Конечные звенья: шпиндель с долбяком - долбяк

_дв.ход→S_кр

Цепь обката. Конечные звенья: вращение долбяка - вращение стола с заготовкой.

Формообразование на станке обеспечивается (рис.1.4) возвратно-поступательным движением (D_Г) шпинделя с долбяком по цепи электродвигатель 2 - шпиндель 4 со звеном настройки i_Г; вращательным движением (Ds₁) долбяка относительно своей оси по цепи: вал 2 - шпиндель 1 с заготовкой со звеном настройки i_S1; вращательным движением долбяка (Ds₂), согласованным с вращением заготовки по цепи: шпиндель 1 с заготовкой - шпиндель 4 с долбяком (движение обката) со звеном настройки i_Sобк и радиальной подачей суппорта (Ds_вр) по цепи: вал 2 - шпиндельная бабка со звеном настройки i_S3.

Для определения технологических возможностей станка, помимо его технических характеристик необходимо знать параметры рабочей зоны станка. Эскиз рабочей зоны станка модели 5М14 показан на рис. 1.5.

Рисунок 1.4 - Структурная схема зубодолбежного станка 5М14

Рисунок 1.5 - Габариты рабочего пространства зубодолбежного станка 5М14

.4 Элементы привода оборудования или узлов, обеспечивающих согласованность отдельных движений

Главное движение. Коробка скоростей получает движение через клиноременную передачу от электродвигателя. Переключением рычагов коробки скоростей вводятся в зацепление различные пары зубчатых колес, что дает 4 скорости. Рычаги сблокированы между собой так, что может быть включен только один из них, что предотвращает этот механизм от аварии. От коробки скоростей движение передается через цепь механизму круговых подач и на кривошипно-шатунный механизм, от которого, посредством двух зубчатых колес и двух реек, сообщается возвратно-поступательное движение шпинделю долбяка. Диск кривошипа (Рис 1.3) имеет шкалу с делениями, по которой устанавливают соответствующую длину хода долбяка.

Суппорт. Суппорт 16(рис. 1.6) перемещается по направляющим верхней станины вдоль оси вала 17, осуществляя радиальную подачу долбяка. Монтированный в нем шпиндель долбяка 18, кроме возвратно-поступательного движения, получает вращение от червячной передачи 19. В и средней части шпиндель вращается в стальной втулке 20, а в верхней части имеет специальные направляющие втулки 21, установленные внутри делительного червячного колеса.

Одна из втулок соединена с червячным колесом, а другая с шпинделем. При долблении прямых зубьев обе втулки имеют прямые направляющие, регулируемые клином.

Ручное перемещение суппорта осуществляется путем вращения валика с квадратом 23, конической передачи и гайки на неподвижном винте.

Рисунок 1.6 - Схема суппорта

Механизм круговых подач. Механизм круговых подач 24 получает движение через цепную передачу, вал 25, червячную передачу 26.

От вала 27 червячного колеса приводится во вращение механизм реверсирования, предназначенный для одновременного изменения направления вращения долбяка и изделия, состоящий из трех конических зубчатых колес и двухсторонней зубчатой муфты, скользящей на валу 28.

Через сменные зубчатые колеса 29, передаточное отношение которых определяет величину выбранной круговой подачи, движение передается на вал 30 червяка суппорта 19(рис. 1.6), затем на червячное колесо суппорта и на штоссель долбяка.

Рисунок 1.7 - Механизм круговых подач

Автомат станка управляет механизмом врезания зубьев долбяка в тела нарезаемого зубчатого колеса.

По достижении требуемой глубины врезания автоматически выключается радиальная подача, и автоматически включается счетный механизм станка, контролирующий число полных оборотов шпинделя стола. Это число оборотов связано с кулаком 2, который может быть одно-, двух- и трехпроходным. По окончании установленного числа оборотов нарезаемого колеса суппорт автоматически отводится от заготовки и станок останавливается.

Это происходит следующим образом: на правом конце вала 3 имеется олик 4, который все время прижимается кулаку подачи 2пружиной,помщенной в левой части станка. В начале врезания ролик находится во впадине кулака2, при вращении кулака 2 ролик катится по его возрастающей кривой, перемещая вал 3, а вместе с ним суппорт вправо, т.е. врезая долбяк в заготовку.

Вращение кулака 2 происходит следующим образом: от вала 5 механизма круговых подач вращение, через сменные зубчатые колеса, коническую передачу 6 и червяк 7 передается червячному колесу 8 с зубчатой муфтой на торце, свободно сидящему на валу 9.

При включении муфты 10, вправо, вращение передается червячной передаче по кулаку 2. Пред началом вращения рычаг 12, посредством которого перемещают муфту10, должен быть переведен вправо под выступ фиксатора 13.

При этом он посредством тяги и вилки перемещает муфту 10 вправо и включает ее. Одновременно с этим сухарь 15 поднимает собачку 14 и удерживает ее от соприкосновения с храповым колесом.

Рычаг 16, несущий фиксатор 13, покоится на выступе в задней части кулака 2. Как только окончится врезание, рычаг 16 соскочит с выступа в задней части кулака 2; под действием пружины 17 фиксатор 13 освободит рычаг 12, который в свою очередь под действием пружины 18 повернется влево, выключит муфту 10, отведет влево сухарь 15, освободит собачку 14, которая упадет под действием собственного веса на храповое колесо 19 и начнет его поворачивать, вследствие качательного движения закрепленного с ней сектора 20, несущего указанную собачку.

При каждом качании собачки храповое колесо проворачивается на один зую и через вал 9 и червячную передачу 11 передает вращение кулаку 2. Качательное движение сектору сообщается от эксцентрика на валу червяка делительной червячной передачи шпинделя заготовки.

После периода врезания вал 3 не будет иметь осевого перемещения, т.к. радиус-вектор кривой кулака останется постоянным. По окончании полного цикла обработки ролик снова упадет во впадину кулака, а вал 3 под действием своей пружины будет перемещен вместе с суппортом влево, и нажав упором 21 на конечный выключатель 1 остановит станок. При двух- и трехпроходных кулаках обработка будет соответственно произведена за 2 или 3 оборота заготовки.

Рисунок 1.8 - Схема автомата

2. КИНЕМАТИЧЕСКАЯ НАСТРОЙКА И НАЛАДКА СТАНКА 5М14

.1 Выбор заготовки и схем обработки поверхностей

При выборе заготовки для зубчатого колеса назначаем метод получения заготовки, определяем конфигурацию, размеры, допуски, припуск на обработку и формируем технические условия на изготовление.

В данном случае для прутка единичного производства применяют метод получения заготовки для прямозубых зубчатых колес литьем в песчаные формы. Заготовки не имеют облоя и припуск(на диаметр) на механичскую обработку приблизительно составляет 1.0 - 1.5 мм. Отход материала составляет около 6 %.

Размеры заготовки определяют исходя из размеров детали с учетом допусков и припусков по ГОСТ 7505-74.

Габаритные размеры заготовки:

диаметральный размер

d_a=m·(z_k+2)=2.25·(80+2)=184.5 мм

линейный размер

b=45 мм

Отсюда определяем припуски на механическую обработку согласно ГОСТ 7505-74:

для диаметральных размеров общий припуск составляет 2.6 мм;

для линейных размеров общий припуск составляет 2.2 мм.

Допуски и допускаемые отклонения: диаметрального размера допуски , а линейного размера допуски  согласно ГОСТ 7505-74.

Следовательно заготовка будет иметь следующие габаритные размеры:

d=187.1 мм и b=47.2 мм. Внутренний диаметр заготовки принимаем 25 мм для посадки на огранку.

Рис. 2.1 Эскиз заготовки

В зубодолбежном станке долбяк и заготовка воспроизводят зацепление зубчатых колес. При нарезании зубьев долбяку придают возвратно-поступательное движение (D_г). Перемещаясь вниз, долбяк своими зубьями срезает металл с заготовки. Кроме того, долбяк и заготовка вращаются в направлениях, указанных на рисунке 2.2 (D_s1, D_s2). При вращении долбяк своей делительной окружностью катится без скольжения по делительной окружности заготовки.

Рисунок 2.2 - Схема нарезания зубчатых колес методом обката

2.2 Выбор применяемого режущего инструмента

Материал режущей части долбяка принимаем исходя из обрабатываемого материала заготовки. В данном случае для обработки заготовки из серого чугуна СЧ32 используем быстрорежущую сталь Р6М5. [3, стр. 115]

Для нарезания колеса внешнего зацепления используем долбяк дискового типа. Для станка модели 5М14 делительный диаметр долбяка d₀=100 мм, диаметр посадочного отверстия d_отв=31,75 мм, модуль долбяка m=5 мм, число зубьев долбяка z₀=50, длина зуба долбяка b=20 мм, ширина ступицы b₁=10 мм, диаметр выточки d₂=70мм, расстояние исходного сечения от передней поверхности А=7,6 мм, диаметр вершин зубьев d_a0=106,6 мм, геометрические параметры зуба на окружности выступов в радиальном сечении установлены по ГОСТ9323-89: α_в=6°, γ_в=5°.

Таким образом мы имеем долбяк дисковый, материал режущей части Р6М5 по ГОСТ19265-73. Долбяк 1-го типа с классом точности АА, m=2.25 мм, z₀=50.

Рисунок 2.3 - Эскиз дискового долбяка

2.3 Определение припусков для обработки

Припуском является часть удаленного материала, наличие которого на заготовке вызвано необходимостью обеспечения заданных требований к точности и качеству поверхности в результате обработки резанием или другим методом со снятием слоя материала. Условие оптимальности припусков играет важную роль при разработке технологических процессов изготовления деталей. Увеличение припусков приводит к повышенному расходу материала и энергии, введению дополнительных технологических переходов. Все это увеличивает трудоемкость и повышает себестоимость изготовления деталей.

Зубодолбление заданной детали производим в один проход с учетом припуска под чистовую обработку шлифованием после термообработки зубчатого колеса. По таблице 11 [4], принимаем для диаметра нарезаемого колеса do=180 мм и модулем m=2.25 мм припуск под чистовую обработку Za=0.75 по норме нарезаемого зуба.

Рисунок 2.4 - Схема припуска на чистовую обработку зубьев колеса

2.4 Расчёт режимов резания

Исходные данные:

Деталь - цилиндрическое зубчатое колесо, модуль m=2.25 мм, число зубьев z_к=80, ширина венца b=45 мм, обрабатываемый материал чугун СЧ32, твердость 170-241 HB.

Операция - чистовое зубодолбление по сплошному металлу.

Станок - зубодолбежный модели 5М14.

Режущий инструмент - дисковый зуборезный долбяк (ГОСТ 9323-79),

m=5 мм, d₀=100 мм, материал - сталь Р6М5.

1. Глубина резания t. При окончательной обработке, по предварительно прорезанному зубу, глубина резания определяется припуском на обработку: t =4,85 мм 2. а) Круговая подача S_кр зависит от характера обработки, модуля и числа зубьев нарезаемого колеса. Выбираем по табл. 4.2 [стр. 247] S_табл =0,25 мм/дв.ход - обработка окончательная, m=2.25 мм, z=80. С учетом поправочного коэффициента, учитывающего обрабатываемый материал: K_sм=1.2 (для чугуна СЧ32) и (i=2>1): K′=1.2 по таблице 4.5[стр 250], определяем круговую подачу:

_кр=S_табл·K_м·

′=0,25·1,2·1,2=0,36 мм/дв.ход По паспорту станка определяем S_кр=0,35 мм/дв.ход.  б) Радиальная подача S_рад: S_рад=(0.1…0.3)·S_кр =0,2·0,35=0,07 мм/дв.ход По паспорту станка определяем S_рад=0,072 мм/дв.ход.  3. Определяем стойкость инструмента: Т=300 мин 4.

Скорость резания: V_табл=25 м/мин (обработка окончательная; K_v=1,4 (для чугуна СЧ32); K′=1,2 (для i>2) [5, стр 249] V=V_табл·K_v·K′=25·1,4·1,2=42 м/мин [5, стр 250] 5. Число двойных ходов долбяка в минуту: L=l+l_вр+l_пер=45+5+3=53 мм_вр = 35 мм - величина врезания [5, стр 245],  l_пер = 23 мм - величина перебега инструмента[5, стр 245].

В соответствии с данными станка определяем: n_д=400 дв.ход/мин. 6. Действительная скорость резания:

 м/мин

2.5 Расчеты, обеспечивающие настройку и наладку движений оборудования

Цепь главного движения. Конечные элементы цепи:

электродвигатель -шпиндель с долбяком

Уравнение кинематического баланса:

Подбираем из имеющихся на станке двойных блоков зубчатых колес соответствующую передачу:

i₁=46/64=0,72

i₂=29/81=0,36

i₃=37/73=0,51

i₄=22/88=0,25

выбираем первый вариант с передачей зубчатых колес у которых числа зубьев: 46 и 64.

Цепь круговых подач. Конечные элементы цепи: шпиндель с долбяком - долбяк

Уравнение кинематического баланса:

откуда

необходимо a₂+b₂=89

Подбираем из имеющегося набора сменных колес по табл. 1.1 ту пару колес, отношение чисел зубьев которой дает соответствующее передаточное отношение. Из рассчитанных передаточных отношений ближайшее значение к i_г=1,28 имеет i₃=1,28, следовательно выбираем набор сменных колес с числами зубьев a₂=50, b₂=39. Цепь радиальной подачи. Радиальная подача осуществляется только в процессе врезания долбяка в заготовку и обеспечивается кулачком. Уравнение кинематического баланса для двухпроходного кулачка:

Уравнение настройки имеет вид:

Из имеющегося набора сменных колес, подбираем колеса с числами зубьев, удовлетворяющие необходимому передаточному отношению i_г=0,7:

Подобрали колеса с числами зубьев: a₃=47, b₃=65.

Цепь обкатки и деления. Конечные элементы цепи:

шпиндель - стол

Уравнение кинематического баланса:

Уравнение настройки имеет вид:

Подбираем из имеющегося набора сменных колес, колеса с числами зубьев, удовлетворяющие необходимому передаточному отношению i_г=2:

Подобрали колеса с числами зубьев: a₁=25, b₁=90, c₁=37, d₁=30.

Проверка:

a1+b1 > c1+15

c1+d1 > b1+15

+25=115 > 37+15=52

+30 =67 > 25+15=40

Условие соблюдается.

2.6 Проверка по прочности наиболее нагруженных элементов наладки станка

Рисунок 2.5 - Расчетная схема

Определим значения сил резания по формулам:

P_y=0,4·P_z

P_x=0,3·P_z

где S_к - круговая подача, мм/дв.ход

m - модуль долбяка

z - число зубьев долбяка

K_s - коэффициент резания, для чугуна СЧ32 принимаем K_s=325

P_y=0,4·153,8=61,25 Н

P_x=0,3·153,8=46,14 Н

Мощность, затрачиваемая при зубодолблении

где Р - сила резания; Р=P_x+P_y+P_z=261,2 Н

V - скорость резания; V=42 м/мин

Рассчитываем крутящие моменты относительно осей x, y, z

M_x=P_y·66=61,25·66=4042,5 Н·мм

M_y=P_z·53,3=153,8·53,3=8197,5 Н·мм

M_z=P_y·53,3=61,25·53,3=3264,6 Н·мм

Результирующий момент кручения изгиба

Необходимо проводить проверку на прочность и жесткость. Пользуясь соответствующими положениями теории прочности диаметр оправки

где [σ] - допускаемое напряжение материала оправки. [σ] =240 МПа.

Принимаем d=10 мм.

.7 Наладка оборудования на обработку, возможные причины неисправностей и их устранение

Установка долбяка.

Перед установкой долбяка на шпиндель, необходимо тщательно протереть посатьчное место. Долбяк насаживается на шпиндель плотно, но без ударов, режущими кромками вниз. Опорное кольцо долбяка должно быть достаточного диаметра, чтобы обеспечить жесткое и надежное крепление долбяка.

Изображенное на рис. 2.5 крепление в позиции I является неправильным, из-за недостаточной опорной площади кольца.

В позициях II и III показано правильное крепление долбяка.

Рисунок 2.6 - Крепление долбяка

Выбор оправки для крепления заготовки.

Оправка, на которой крепят заготовку, имеет обратный конус и вставляется в шпиндель стола снизу.

Заготовка центрируется оправкой и опирается на подставку, имеющую точно обработанные торцевые плоскости с допуском на не параллельность их в 0,005мм на 100мм длины. Между отверстием подставки и оправкой обязателен зазор. Сверху заготовку прижимают винтом через специальную шайбу.

Подставка и прижимная шайба должны иметь такие размеры, которые бы не препятствовали работе долбяка, т.е. диаметры их должны быть немного меньше диаметра окружности впадин зубьев заготовки.

Установка и проверка оправки.

Перед установкой оправку и конусное отверстие стола необходимо тщательно протереть. Оправка должна плотно сидеть в конусном отверстии.

После этого проверяют оправку на биение посредством индикатора, стойку которого крепят на неподвижной части стола. Эту проверку удобно производить при ускоренном вращении стола, осуществляемым специальным электродвигателем, расположенным в нижней станине. Перед включением электродвигателя необходимо расцепить шестерни гитары деления и выключить собачку храпового механизма, путем установки планки в горизонтальное положение, и повернуть переключатель на пульте управления в положение «Наладка».

Биение оправки не должно превышать 0,01мм на расстоянии 200мм от поверхности стола, и 0,08мм - у поверхности стола.

Во избежание перегрева и износа делительной пары, вращение стола не должно длиться более 5 минут и часто повторяться.

Установка и проверка заготовки.

Заготовка должна плотно садиться на цилиндрическую часть оправки. Торцы заготовки, подставки и зажимной шайбы должны быть совершенно чистыми.

При нарезании одного или нескольких колес необходимо перед их зажатием проверить концентричность боковых поверхностей по отношению к отверстиям.

Для этого заготовку поворачивают на оправке от руки, замеряя биение внешнего диаметра индикатором. Допускаемое биение от 0,01 до 0,05мм, в зависимости от модуля, диаметра и степени точности нарезаемого колеса.

Данная проверка необходима, если размер толщины зуба ведется от внешнего диаметра нарезаемого колеса.

После проверки заготовка закрепляется так, чтобы при нарезании она не сдвигалась.

Затем проверяют вторично биение уже закрепленных заготовок. Если при этом биение окажется больше допускаемого, что является следствием неперпендикулярности торцов заготовок к оправке (последняя в этом случае изгибается при затяжке), то заготовки освобождают и поворачивают одну относительно другой, стремясь взаимно скомпенсировать погрешность в изготовлении торцов отдельных заготовок.

После этого заготовки зажимают и проверяют биение.

Если указанным способом не удается получить требуемую точность, то заготовки следует снять с оправки и подвергнуть дополнительной обработке.

Рисунок 2.7 - Установка заготовки на столе станка

Установка числа двойных ходов долбяка.

Число двойных ходов долбяка в минуту, устанавливаемое при обработке данного колеса, зависит от длины хода долбяка и требуемой скорости резания. Скорость резания выбирают в зависимости от модуля и материала обрабатываемого колеса, а длину хода долбяка устанавливают в зависимости от ширины нарезаемого зубчатого венца пользуясь шкалой на диске кривошипно-шатунного механизма.

Рисунок 2.8 - Выход долбяка

Рисунок 2.9 - График для определения выхода долбяка

Установка долбяка на глубину врезания.

При обработке колес с модулем не выше 5мм применяют двухпроходной кулак подачи.

Рисунок 2.9 - Двухпроходной кулак продольной подачи

Таблица 2.1 - Дефекты и возможности пути их устранения в электрооборудовании механизма.

3. АНАЛИЗ БАЗОВОГО СТАНКА 6Р82

3.1 Устройство, назначение, область применения, принцип работы, конструктивные особенности станка

Универсальный консольно-фрезерный станок 6P82 предназначен для фрезерования всевозможных деталей из стали, чугуна и цветных металлов цилиндрическими, дисковыми, фасонными, угловыми, торцовыми, концевыми и другими фрезами в условиях индивидуального и серийного производства. Возможность настройки станка на различные полуавтоматические и автоматические циклы позволяет успешно использовать станки для выполнения работ операционного характера в поточных и автоматических линиях в крупносерийном производстве.

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

Класс точности станка Н по ГОСТ 8-77.

Горизонтально-фрезерный станок состоит из следующих основных узлов (рис.2): 1 - основание, 2 - станина с коробкой скоростей и шпиндельным узлом; 3 - хобот с подвеской 4; 5 - стол, имеющий возможность поворота вокруг вертикальной оси; 6 - поперечные салазки; 7 - консоль с коробкой подач.

Рис.3.1 - Компоновка универсального горизонтального консольного фрезерного станка

Область применения. Станок предназначен для выполнения различных фрезерных работ в условиях как индивидуального, так и крупносерийного производства. В условиях крупносерийного производства станки могут быть успешно использованы также для выполнения работ операционного характера.

Техническая характеристика и высокая жесткость станков позволяют полностью использовать возможности как быстрорежущего, так и твердосплавного инструмента.

Принцип работы станка. Обрабатываемые детали устанавливаются 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 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, поперечных салазок и консоли, при этом стол имеет возможность горизонтального установочного поворота вокруг вертикальной оси.

Исполнительные органы станка имеют следующие движения (рис. 1):

главное движение (D_Г) - вращение шпинделя с инструментом (фрезой);

движение подач: рабочие перемещения стола в продольном (D_S1), поперечном (D_S2) и вертикальном (D_S3) направлениях;

Вспомогательными движениями являются: быстрые установочные и ручные перемещения стола в трех взаимноперпендикулярных направлениях, а также поворот стола в горизонтальной плоскости.

Особенностями конструкции станка являются:

широкие диапазоны величин подач стола;

быстросменное крепление инструмента;

наличие механизма замедления подачи;

замедление рабочей подачи в автоматическом цикле;

автоматическая смазка узлов;

применение бесконтактных быстродействующих электромагнитных муфт в приводе подач;

повышенная точность станка за счет расположения винта поперечной подачи но оси фрезы;

- возможность перемещения стола одновременно по двум и трем координатам;

возможность применения электродвигателя постоянного тока в приводе подач;

возможная дальнейшая автоматизация станков за счет применения ифровой индикации и устройств оперативного управления.

3.2 Описание кинематических цепей формообразующих движений

Привод главного движения. Вращение шпинделя фрезы осуществляется от электродвигателя M1 (N=7.5кВт; n=1460об/мин), который через коробку скоростей сообщает шпинделю 18 различных частот вращения.

Кинематическая цепь описывается следующим образом:

а) Конечные элементы цепи

электродвигатель - шпиндель

б) Расчетное перемещение.

n об/мин эл.двигателя → n об/мин шпинделя.

Рисунок 3.2 - Кинематическая схема фрезерного станка 6Р82

в) Уравнение кинематического баланса цепи

,

где i_п, i_к.с.-передаточные отношения постоянной передачи и коробки скоростей.

г) Уравнение настройки.

Получение 18 скоростей вращения шпинделя обеспечивается тремя блоками зубчатых колес коробки скоростей.

Изменение направления вращения шпинделя осуществляется реверсированием электродвигателя.

Движение подачи производится от электродвигателя М2 (N=2.2кВт; n=1430 об/мин). Коробка подач станка позволяет осуществлять механическое перемещение стола в трех направлениях: продольном (перпендикулярно оси шпинделя), поперечном (параллельно оси шпинделя) и вертикальном. Специальные блокировочные устройства обеспечивают невозможность одновременного включения нескольких движений.

Продольные подачи передаются по следующей кинематической цепи: электродвигатель М2, постоянная передача 26/50 и 26/57, тройной передвижной блок (18/36; 27/27; 36/18), второй тройной блок (18/40; 21/37; 24/34), вал X. Далее движение может передаваться на вал XI, либо непосредственно через колеса 40/40 (муфта М₂ включена), либо через перебор 13/45 и 18/40 (муфта М₂ выключена). С вала XI через передачу 28/35, вал XII и передачи 18/33, 33/37, 18/16 и 18/18 движение передается на ходовой винт (t=6 мм) продольной подачи.

Кинематическая цепь продольной подачи имеет вид:

а) Конечные элементы цепи

электродвигатель - стол

б) Расчетное перемещение

n об/мин эл.двигателя → S мм/мин стола

в) Уравнение кинематического баланса цепи.

,

где i_п1, i_п2, i_к.п. - передаточные отношения постоянных передач и коробки подач;

к - число заходов винта; t - шаг винта, мм.

г) Уравнение настройки.

Получение 18 скоростей подач стола обеспечивается двумя тройными блоками зубчатых колес и перебором.

Поперечная и вертикальная подачи стола осуществляются по аналогичным кинематическим цепи до вала XIII. Далее для вертикального перемещения движение передается через передачи 22/33, 23/46 на ходовой винт с t=6 мм. Поперечное перемещение осуществляется по цепи: 33/37, 37/33 и на ходовой винт с t=6 мм.

Формула кинематического баланса поперечной подачи

Формула кинематического баланса вертикальной подачи

3.3 Структурная схема и рабочая зона оборудования

Формообразование на горизонтально-фрезерном станке обеспечивается вращательным движением инструмента (D_Г) по цепи электродвигатель 1 - шпиндель 2 со звеном настройки i_Г и тремя взаимноперпендикулярными перемещениями стола (продольной D_S1 подачей стола 3, поперечной D_S2 подачей салазок 4 и вертикальной D_S3 подачей консоли 5) от электродвигателя 6 со звеном настройки i_S.

Рисунок 3.3 - Структурная схема горизонтально-фрезерного станка 6Р82

Рисунок 3.4 - Габариты рабочего пространства горизонтально-фрезерного станка 6Р82

3.4 Элементы привода оборудования или узлов, обеспечивающих согласованность отдельных движений

Пpивoд глaвнoгo движeния oсyществляется oт фланцевогo электродвигaтеля чеpез yпpyгyю соеденительную мyфтy. Числа oбopoтoв шпинделя изменяются пyтeм пеpедвижения тpех зyбчaтых блoкoв пo шлицевым валaм. Коробка скоростей смонтирована непосредственно в корпусе станины. Соединение коробки с валом электродвигателя осуществляется упругой муфтой, допускающей несоосность в установке двигателя до 500-700 мкм.

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

Получаемые в результате переключения блоков скорости вращения передаются на выходной вал 12 (рис. 3.5) через шариковую предохранительную муфту. кулачковую муфту 4 и втулку 3, соединенную шпонкой с кулачковой муфтой 4 и выходным валом 12.

При перегрузке механизма подач шарики, находящиеся в контакте с отверстиями кулачковой втулки 2, сжимают пружины и выходят из контакта. При этом зубчатое колесо 17 проскальзывает относительно кулачковой втулки 2 и рабочая подача прекращается. Быстрое вращение передается от электродвигателя, минуя коробку подач, зубчатому колесу 13, которое сидит на хвостовике корпуса фрикциона 9 и имеет таким образом постоянное число оборотов. При монтаже необходимо проверить затяжку гайки 11. Корпус фрикционной муфты должен свободно вращаться между зубчатым колесом 10 и упорным подшипником.

Диски фрикциона через один связаны с корпусом фрикциона, который постоянно вращается, и втулкой 15, которая в свою очередь соединена шпонкой с выходным валом 12.

При нажатии кулачковой муфтой 4 на торец втулки 5 и далее на гайку 14 диски 7 и 8 сжимаются и передают быстрое вращение выходному валу 12 и зубчатому колесу 10.

Делительные головки применяют при работе на консольно-фрезерных станках для установки обрабатываемой детали под требуемым углом относительно стола станка, поворота детали на определенную часть, деления окружности на нужное число частей, а также для непрерывного вращения обрабатываемой детали при фрезеровании винтовых канавок большого шага.  Различают делительные головки для непосредственного деления (делительные приспособления), оптические делительные головки и универсальные делительные головки.

Рисунок 3.5. Схема коробки подач

Универсальные делительные головки делятся на лимбовые и безлимбовые. Наиболее распространены лимбовые головки. Универсальные делительные головки могут быть использованы для простого и дифференциального деления, делительные головки для непосредственного деления применяют для деления на малое число частей. Они имеют корпус, в котором вращается шпиндель. На шпиндель насажен делительный диск, с помощью которого осуществляют отсчет при делении. Так как отсчет происходит непосредственно по диску, а деление производят без промежуточного механизма, то такое деление называется непосредственным. делительные головки для непосредственного деления могут быть вертикальными и горизонтальными и предназначены для деления на 2, 3, 4, 6, 8, 12 и 24 частей.

Их применяют при фрезеровании поверхностей и канавок режущих инструментов, для обработки простых деталей массового производства, имеющих грани и т.д.

Лимбовая универсальная делительная головка.

Периодический поворот шпинделя 9 лимбовой универсальной делительной головки (рисунок 3.5) производят вращением рукоятки 2 через червячную передачу, расположенную внутри корпуса 5. Рукоятка 2 поворачивается на нужный угол с помощью лимба 4, который имеет несколько рядов отверстий, равномерно расположенных на концентрических окружностях. Фиксатор 3 можно вставлять в любое из этих отверстий. Заднюю бабку 11 применяют для работы в центрах. Деталь можно крепить также в патроне, который навертывают на резьбовой конец шпинделя.  Применяются следующие способы наладки универсальных делительных головок: для простого деления, для дифференциального деления и на нарезание винтовых канавок.

Рисунок 3.6 - Лимбовая универсальная делительная головка  1 - вал; 2 - рукоятка; 3, 7 - фиксаторы; 4 - ломб; 5 - корпус; 6 - поворотная часть; 8 - поводок; 9 - шпиндель  10 - диск непосредственного деления; 11- задняя бабка.

Способ простого деления заключается в том, что вращением рукоятки (рис. 3.6) поворачивают шпиндель на заданный угол. Схема наладки универсальной делительной головки на простое деление показана на рис.3.7, а.  Уравнение кинематического баланса для определения числа оборотов рукоятки 2 составляется из условия, что за n оборотов  рукоятки шпиндель должен повернуться на 1/Z - оборота, где Z - число частей, на которое требуется разделить окружность.

Расчетные перемещения:

n об.рукоятки →1/Z об.шпинделя

Уравнение кинематического баланса:

n1·k/Z₀=1/Z

откуда n=Z₀/k.  Для выпускаемых делительных головок число заходов червяка k=1 и в большинстве случаев число зубьев червячного колеса Z₀= 40, тогда n=40/Z.

Рисунок 3.7 - Схема лимбовой универсальной делительной головки:  1 - делительный диск; 2 - рукоятка; - шпиндель делительной головки, 4 - червячное колесо (Z= 40); 5 - шейки для подсадки зубчатых колес; 6- червяк (k=1); 7 - ножка сектора.

Величина, обратная передаточному отношению червячной пары, называется характеристикой делительной головки и обозначается буквой N. Следовательно, N=Z₀ и n=N/Z. Для поворота рукоятки на число оборотов, выраженное смешанным числом или дробью, головки снабжены делительными дисками лимбами. Наладка станка для фрезерования зубчатых колес с косым зубом происходит следующим образом. Фрезерование зубчатых колес нужно выполнять, применяя специальные дисковые модульной фрезы. Фреза закрепляется на оправке, которая устанавливается в шпинделе фрезерного станка. При установке фрезы относительно обрабатываемого колеса необходимо следить за тем, чтобы вертикальная линия, проходящая через середину профиля фрезы и ее ось, пересекала ось колеса.

Стол, на котором установлена делительная головка с заготовкой червяка, должен быть повернут на угол наклона зуба колеса.

Для получения канавки зуба колеса шпинделю делительной головки сообщается движение от ходового винта продольной подачи стола через гитару сменных колес. После получения каждой канавки заготовку поворачивают на угол, равный 360°/Z, где Z -количество зубьев колеса.

4. КИНЕМАТИЧЕСКАЯ НАСТРОЙКА И НАЛАДКА СТАНКА 6Р82

.1 Выбор заготовки и схем обработки поверхностей

По заданию сказано, что число канавок К=9, шаг винтовых канавок T=4642 мм, глубина канавки t=6мм, диаметр заготовки D=70мм, направление наклона левое, длина L=150 мм. Материал заготовки - Сталь 25XBH.

Выбирая заготовку для прутка единичного и массового производства применяем метод получения заготовки горячей объемной штамповкой. Заготовки не имеют облоя и припуск(на диаметр) на механичскую обработку приблизительно составляет 0.8 - 1.0 мм.

Размеры заготовки известны:

Длина L=150 мм,

Диаметр D=70 мм

Отсюда определяем припуски на механическую обработку согласно ГОСТ 7505-74:

для диаметральных размеров общий припуск составляет 1.7 мм;

для линейных размеров общий припуск составляет 2.6 мм.

Следовательно заготовка будет иметь следующие габаритные размеры:

D=71.7 мм и L=152.6 мм.

Рисунок 4.1 - Эскиз заготовки

Поступательное движение заготовка получает вместе со столом, а вращательное от ходового винта стола станка через сменные зубчатые колеса. Стол станка при фрезеровании винтовых канавок поворачивают по отношению к оси шпинделя на угол ω равный углу наклона винтовой линии γ. Медленное вращение шпинделю делительной головки передается от продольного ходового винта станка по кинематической цепи, показанной на рисунке.

Рисунок 4.2 - Схема обработки1 - делительная головка; 2 - деталь.

.2 Выбор применяемого режущего инструмента

Для обработки принимаем фасонную фрезу, диаметром D=80 мм, шириной фрезы В=12 мм, диаметром посадочного отверстия d=27 мм и числом зубьев фрезы Z=12. Материал инструмента: быстрорежущая сталь Р6М5. [3, стр.117]

Рисунок 4.3 - Дисковая фасонная фреза.

4.3 Определение припусков для обработки

Фрезерование заданной детали производим по заданной глубине резания t=6 мм и углу наклона винтовой канавки w.

Определяем угол поворота стола

Где D - диаметр детали, D=70 мм.

S - шаг винтовой канавки, S=T=4642 мм.

.4 Расчет режимов резания

Определим стойкость фрезы:

Для фасонной фрезы диаметром 80 мм стойкость равна T=180 минут ([3], c.290).

Находим подачу на зуб S_Z=0,03-0,02 мм/ зуб. ([3], стр 284).

Определяем скорость резания

где C_v-коэффициент , C_v=44 ([3],c 269), m, x, y, u и p - показатели степени q=0,45, x=0,3, y=0,2, u=0,1, p=0,1, m=0,33.([3],c 287)диаметр фрезы,- глубина фрезерования,

В - ширина фрезерования,- число зубьев фрезы._v-поправочный коэффициент K_v= K_vм· K_vп· K_vнvм- коэффициент , учитывающий качество обрабатываемого материала , ([3], c 263)

_vм= K_г·(750/σ_в)^nv

_г - коэффициент для материала инструмента , K_г=1([3],c263)_v - показатель степени при обработке , n_v = 0,9_vм= 1·(750/750)^0,9=1_vп - коэффициент , отражающий состояние поверхности заготовки, K_vп=1,0 ([3],c263)_vн- коэффициент, учитывающий качество материала инструмента, K_vн=1,0 ([3],c263)_v =1·1·1=1

Тогда

Определим частоту вращения фрезы

Принимаем по паспорту n=160 об/мин;

Определяем действительную скорость резания.

Определим минутную подачу

_M=S_Z·Z·n=0,02·12·160=38,4 мм/ мин

Принимаем по паспорту станка S_M=40 мм/мин.

_Z= S_M/ Z·n=40/12·160=0,021 мм/зуб

Сила резания P_z для фасонной фрезы.

где С_р- коэффициент, С_р=47 ;,y,n-показатели степени x=0,86 , y=0,72 , u=0,1 , q=0,86 ,w=0 ([3],с 291)   K_p- коэффициент, учитывающий фактические условия обработки, в данном случае от материала обрабатываемой заготовки, K_p=1 ([3],стр.264), 

;

Тогда

Сила резания Py ([3],стр 292).

Определяем мощность резания

где Pz - окружная сила ;  V - скорость резания .

Определяем мощность фрезерования

Обработка на станке модели 6Р82 возможна, так как N_шп.=N_ст·η=11· 0,9=9,9 кВт.

.5 Расчеты, обеспечивающие настройку и наладку движений оборудования

Цепь главного движения. Конечные элементы цепи

электродвигатель - шпиндель

Уравнение настройки:

Подбираем ту кинематическую цепь, которая удовлетворяет необходимому передаточному отношению:

Цепь продольной подачи. Конечные элементы цепи

электродвигатель - стол

Уравнение настройки:

Подбираем ту кинематическую цепь, которая удовлетворяет необходимому передаточному отношению:

Рисунок 4.4 - Схемы настройки универсальной делительной головки

Уравнение кинематического баланса этой цепи для настройки гитары сменных колес  составляют из условия, что за один оборот заготовки стол станка переместится на величину шага Т=4642 мм нарезаемой канавки:

где N - характеристика головки, для головки УДГ-160 N=40.

t_X - шаг ходового винта продольной подачи стола станка, для станка 6Р82,

t_X =6 мм.

К - число канавок (заходов червяка). Требуется на заготовке нарезать винтовые канавки с числом заходов К=9.  Пользуясь таблицами подбора колес получаем.

Число оборотов рукоятки головки  n=N/Z=b/a=40/40=1

Для этой дроби подбираем концентрическую окружность на диске с числом отверстий а, кратным знаменателю (на одной стороне диска есть 16, 17, 19, 21, 23, 29, 30 и 31 отверстия, а на другой - 33, 37, 39, 41, 43, 47, 49 и 54 отверстия.). Подходит любая четная окружность.

Следовательно, рукоятку нужно радиально перемещать на концентрическую окружность с числом зубьев 16 и по этой окружности поворачивать каждый раз на пол оборота.

4.6 Проверка по прочности наиболее нагруженных элементов наладки станка

Определим реакции в вертикальной плоскости :

Определим реакции в горизонтальной плоскости :

Py и Pz принимаем из расчетов режимов резания, Py=28H; Pz=56H.₁- расстояние на расчетной схеме, l₁=100 мм.

l2- расстояние на расчетной схеме, l2=165 мм.

Найдем суммарный момент в каждой точке по формуле

Рисунок 4.5- Расчетная схема оправки и эпюры моментов

Тогда

В связи с тем, что диаметр оправки набора фрез предварительно выбирается из конструктивных соображений, на завершающем этапе проектирования необходимо проводить проверку выбранного диаметра оправки на прочность и жесткость. Пользуясь соответствующими положениями теории прочности диаметр оправки:

где [σ] - допускаемое напряжение материала оправки [σ] =160 МПа.

Принимаем d=27 мм.

.7 Наладка оборудования на обработку, возможные причины неисправностей и их устранение

Управление станка кнопочно-рукояточное. Основными движениями в станке можно управлять с двух мест - спереди и сбоку.

Расположение органов управления см на чертеже «Общий вид».

Работающий на станке может пользоваться только переключателями, расположенными с наружной стороны дверок электрошкафов.

Включение станка в сеть осуществляется переключателем 2. По окончании работы или при продолжительном перерыве станок необходимо отключить от сети.

Включение шпинделя производится кнопками 8 или 22 «Пуск шпинделя» в зависимости от места управления станком. Кнопками 7 или 23 отключают вращение шпинделя. Изменение направления вращения шпинделя производится переключателем 4.

Торможение шпинделя происходит при нажатии кнопок 7 или 23 «Стоп». Время останова шпинделя для п = 1600 об/мин составляет около 8,5 с.

Отключение шпинделя сблокировано с подачей. При отключении шпинделя отключается движение подачи.

Хорошая работа шпиндельного узла характеризуется соответствием люфта в подшипниках шпинделя, обеспечивающим соблюдение установленных норм точности, и нормальным нагревом подшипников (до избыточной температуры не более 55°С).

Включение продольной, поперечной и вертикальной подач осуществляется рукоятками. Направление поворота рукояток соответствует направлению перемещения узлов. Включение и выключение продольной подачи производится рукояткой 17 , имеющей три фиксированных положения: вправо, влево, среднее (нейтральное), или дублирующей рукояткой 35 в случае управления станком сбоку.

Управление поперечными и вертикальными перемещениями производится рукояткой 29, имеющей пять фиксированных положений: среднее (нейтральное), к себе, от себя - перемещение салазок: вниз, вверх - перемещение консоли. Рукоятке 29 соответствует дублирующая рукоятка 1.

На станке с электрической блокировкой исключается возможность одновременного включения продольной и поперечной или вертикальной подач. Одновременное включение поперечной и вертикальной подач исключается конструкцией механизма.

Быстрое перемещение узлов происходит при нажатии кнопок 11 или 21 «Быстро стол» при включенном положении рукоятки в направлении необходимого перемещения и прекращается, если отпустить кнопку. При этом движение рабочей подачи продолжается до выведения рукоятки в нейтральное положение.

Ручные продольные, поперечные и вертикальные перемещения осуществляются соответственно маховичком 20 или 5, маховичком 24 и рукояткой.

Установка лимбов отсчета перемещения в начальное для отсчета положение производится следующим образом: лимб 25 нажимом смещается «oт себя» и в этом положении поворачивается до совмещения нулевой риски с указателем начала отсчета перемещений на кольце 26. Точное совмещение рисок лимба и указателя достигается поворотом кольца 26.

Маховик 5 сблокирован от произвольного включения его при механической подаче пружиной. Маховик 24 и рукоятка 27 при включении механической подачи отключаются и предохраняются от произвольного включения специальным блокирующим устройством. Маховик 20 отключается при включении рукоятки продольных механических перемещений стола.

Одной из наиболее частых причин неисправности фрезерного станка является замедление шпинделя. Возникает такое замедление при коротком замыкании или препятствии цепи. Для правильной оценки ситуации, следует измерить состояние цепи мультиметром. Иногда вполне достаточно замены трехжильного кабеля главного шпинделя.

Иногда неправильный выход преобразователя является первопричиной. В этом случае следует тщательно проверить выход преобразователя, уточнив напряжение вентилятора, отрегулировать диаметр или заменить преобразователь.

Если ошибка возникает в основном двигателе фрезерного станка, следует пропустить преобразователь в формате нагрузки и в режиме холостого хода, возможно, заменить шпиндель.

При отсутствии вращения шпинделя, необходимо проверить напряжение на выходе и входе в цепи электропитания. В ряде случаев требуется замена всей сигнальной соединительной линии. При ошибке привода, которую показывает мигание индикатора, замене подлежит сам привод. Данная неисправность может быть вызвана ослаблением винта у соединительного вала. Двигатель в этом случае вращается, но сам фрезерный станок не работает. В этом случае следует плотнее затянуть винты.

При потере синхронности двигателя станка происходит нарушение фрезеровки. Это может быть вызвано горячим приводом при длительном его использовании, ослаблением винта у соединительного вала, отсутствием провода заземления или недостаточной проводимостью. В этом случае необходим анализ статического напряжения элементов станка, закрепление провода заземления.

5. СТАНДАРТИЗАЦИЯ И КОНТРОЛЬ КАЧЕСТВА ОБОРУДОВАНИЯ

Степень стандартизации при конструировании приспособлений и инструментальных блоков металлорежущих станков определяется соответствующими коэффициентами, влияющими на надежность работы оборудования и его себестоимость. Чем выше степень стандартизации, тем выше серийность производства всего приспособления.

Перечень используемых при конструировании механизированных приспособлений материалов стандартизации сведем в таблицу

Контроль.

На рабочую поверхность стола по различным направлениям кладется линейка проверочной гранью на две калиброванные плитки равной высоты. Плитками и щупом измеряется величина просвета между нижней гранью линейки и поверхностью стола.

Рисунок 5.1 - Проверка плоскостности рабочей поверхности стола

На рабочей поверхности стола в продольном и поперечном направлениях устанавливаются уровни. Стол перемещается поочередно по продольным и поперечным направляющим на всю длину хода. Показания уровней наблюдаются на всех длинах обоих перемещений

Рисунок 5.2 - Проверка прямолинейности перемещения стола в вертикальной плоскости в продольном и поперечном направлениях

На рабочей поверхности стола закрепляется угольник, рабочие грани которого располагаются вертикально, а одна из них выверяется параллельно продольному или поперечному перемещению стола. Измерение производится по другой, расположенной к ней под углом 90', грани индикатором, закрепленным в неподвижной точке, при перемещении угольника вместе со столом в направлении этой грани. Измерение производится при закрепленной на станине консоли.

Рисунок 5.3 - Проверка взаимной перпендикулярности продольного и поперечного перемещения стола в горизонтальной плоскости

Индикатор закрепляется на неподвижной части станка так, чтобы его измерительный стержень касался рабочей поверхности стола.

Стол перемещается по продольным направляющим на всю длину хода. Консоль закреплена на станине, а салазки на консоли.

Рисунок 5.4- Проверка параллельности рабочей поверхности стола по направлению его продольного перемещения

В коническое отверстие шпинделя вставляется короткая оправка с перпендикулярным к его оси торием. Измерительный стержень закрепленного на неподвижной части станка индикатора касается торцевой поверхности оправки у се центра. Нормально затянутый в осевом направлении шпиндель приводится во вращение.

Рисунок 5.5 - Проверка осевого биение шпинделя

Таблица 5.1- ГОСТы

6. ТРЕБОВАНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ К ОБОРУДОВАНИЮ

Требования безопасности взяты по ГОСТ 12.2.009.

Конструкция станков должна сводить к минимуму возникновение для работающих опасных ситуаций при его эксплуатации, наладке, техническом обслуживании и ремонте. Конструкцией станков должна быть устранена возможность возникновения несчастных случаев вовремя предполагаемого срока службы станка, включая его монтаж и демонтаж.

Изготовитель должен информировать в эксплуатационных документах (далее - ЭД) об опасности неполной эффективности защитных мероприятий и необходимости специального обучения и применения средств индивидуальной защиты. Конструкцией станков должна быть устранена возможность возникновения опасных ситуаций для работающих при эксплуатации станка в условиях, отличающихся отрекомендованных в ЭД, которые можно предотвратить (например применение станка не по назначению). Станки должны отвечать требованиям безопасности в течение всего срока службы при выполнении работающими требований, установленных в ЭД. Станки, а также все узлы и элементы станков должны быть устойчивы. При работе станков преднамеренное опрокидывание, падение или смещение станков и их узлов не допускаются.

Если вследствие формы станков или технологии монтажа такая устойчивость не может быть обеспечена, предусматривают соответствующие методы установки и средства закрепления станков с указанием в ЭД.

Конструкция станков (узлов и элементов) должна исключать ошибки соединения и подключения при монтаже узлов и элементов, которые могут стать источником опасности. В станках с раздельными приводами главного движения и подачи предусматривают устройство, обеспечивающее отключение привода главного движения не ранее отключения привода подачи.

Конструкция станков должна обеспечивать безопасность работающего с инструментом, а также с частями станков, представляющими опасность, даже при незначительном весе этих частей. В конструкции станков должны рационально использоваться принципы эргономики и средств личной защиты, с тем чтобы утомляемость, психологическая (стресс) и физическая нагрузки работающих были сокращены до минимума.

Конструкция станков с числовым программным управлением должна обеспечивать сокращение до минимума влияний внешних факторов (электромагнитных, электростатических, радиопомех, тепла, света, вибрации и т.д.) на безопасность работы станков. Требования к защите и безопасности работы устройств числового программного управления - по ГОСТ21021 и ГОСТ26642. Проектировщик в выборе средств предотвращения опасных ситуаций, связанных с результатами эффективности их действия, придерживается следующей последовательности:

применение встроенных предохранительных устройств, действующих автоматически без вмешательства работающего;

указания по профилактическим мерам безопасности или применение предохранительных устройств, требующих единственного действия со стороны работающего (затяжка детали крепления шкива, закрытие защитного ограждения);

предупреждения об опасности при использовании станка: установка на станке табличек с предупреждающими надписями, указаниями по безопасным приемам работы и т.д.).

Общие требования безопасности к производственному оборудованию - по ГОСТ12.2.003.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В курсовой работе проведен анализ зубодолбежного станка модели 5М14 и консольного горизонтально-фрезерного станка модели 6Р82. А так же описано устройство, назначение, область применения, принцип работы и конструктивные особенности данных станков. Кроме этого произведены расчеты, обеспечивающие настройку и наладку движений оборудования.

Были посчитаны режимы резания, произведена проверка по прочности наиболее нагруженных элементов наладки станка, наладка оборудования на обработку. Разработаны кинематическая схема и принципиальная схема наладки каждого станка.

В ходе работы были рассмотрены конструкции этих станков и их технологическое оборудование, обеспечивающие безопасную работу и высокое качество продукции.

Данная курсовая работа в очередной раз доказывает, что станкостроение является основополагающим фактором в развитии передовых направлений машиностроения.

ЛИТЕРАТУРА

1. Горошкин А. К. Приспособления для металлорежущих станков: Справочник. Изд. 6-е. - М. Машиностроение. 1971 .-384 с.

2. М. И. Петрик, В. А. Шишков. Таблицы для подбора зубчатых колес. Изд. 3-е. М., Машиностроение. 1973, с. 528.

3.Режимы резания материалов: Справочник. /Под ред. Ю.В. Барановского. Изд. 3-е. переработанное и дополненное. М., Машиностроение. 1972

. Справочник технолога машиностроителя Под. Ред. Малова А. Н. М. Машиностроение. 1972

5. Сильвестров Б. Н., Захаров И. Д.. Конструкции и наладка зуборезных и резьбофрезерных станков: Учебник для сред. проф. -техн. учеб. заведений.- М.: Высш. Школа, 1979.-255с.

. Справочник технолога-машиностроителя. Т.1,2. /Под ред.А.Г.Косиловой и Р.К. Мещерякова, -М.:Машиностроение, 1986.-496с.

. Справочник инструментальщика. И. А.Ординарцев,Г.В.Филиппов, А.Н.Шевченко и др.; Под общ.ред.И.А.Ординарцева. Л: Машиностроение, 1987.-846С.

8. Трондин К. Е. Металлорежущие станки. Минск, «Вышэйш. школа». 1975.

9. Устройство, наладка и эксплуатация металлообрабатывающих станков и автоматических линий. Лисовой А. И., М., «Машиностроение», 1971

. Чернов Н. Н. Металлорежущие станки: Учебник для машиностроительных техникумов. -3-е изд., перераб. и доп. - М. Машиностроение. 1978 .-389с.