курсовая -1. ИР500 (курсовые работы от Макарова Николая)

1. ТЕХНИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ

ГОРИЗОНТАЛЬНО-СВЕРЛИЛЬНО-ФРЕЗЕРНО-РАСТОЧНОГО СТАНКА ИР500ПМФ4

Многоцелевой специальный станок модели ИР500ПМФ4 с контурной системой программного управления автоматической сменой инструмента и столов-спутников предназначен для высокопроизводительной обработки корпусных деталей из различных материалов.

Широкие диапазоны частоты вращения шпинделя и скоростей подач наличие поворотного стола, высокая степень автоматизации вспомогательных работ расширяют технологические возможности станков и позволяют использовать их в составе гибких производственных систем.

Техническая характеристика станка ИР500ПМФ4:

2.СОСТАВ СТАНКА

Рис. 1. Станок ИР5000ПМФ4.

Перечень составных частей станка

По направляющим станины 9 (рис, 1) перемещается в продольном направлении стойка 4 (подача по оси Z). Шпиндельная бабка 3 бесконсольная, расположена внутри стоики и имеет вертикальную подачу по оси У. Поворотный стол I получает поперечную подачу ПО ОСИ X'. На верхнем торце стойки расположен магазин 6, из которого инструмент передается в шпиндель автооператором 5. Жесткий шпиндель и базовые детали с большим числом ребер обеспечивают высокую жесткость и виброустойчивость.

Двух позиционный поворотный стол 7 значительно сокращает время смены заготовок. Пока на спутнике 2 ведется обработка одной заготовки, другую устанавливают на столе-спутнике 8. После окончания обработки спутник 2 автоматически передвигается вправо на стол 7, который после этого поворачивается на 180°. Спутник 8 с заготовкой поступает на поворотный стол / для обработки, обработанная же деталь снимается со спутника 2 и вместо нее закрепляют следующую заготовку.

3. УСТРОЙСТВО И РАБОТА СТАНКА И ЕГО СОСТАВНЫХ ЧАСТЕЙ

Рис. 2. Кинематическая схема станка ИР500ПМФ4.

Кинематика станка (рис. 2). Главное движение шпиндель !И получает от регулируемого электродвигателя постоянного тока Ml (JV = 14 кВт, n = 1000 мин"1) через двухступенчатую коробку скоростей. Изменение частоты вращения шпинделя производится в пределах 1000—3150 мин"1 при постоянной мощности и 21 — 1000 мин""1 при постоянном моменте. Блок Ы переключается гидравлически. С блока зубчатых колес z — 33, z = 66 крутящий момент на шпиндель передается через зубчатую муфту, таким образом шпиндель полностью разгружен от изгибающих сил, возникающих от приводных колес. Зажим инструмента происходит от тарельчатых пружин, отжим — гидроцилиндром. Для того чтобы пазы оправки и шпинделя для шпонок совпадали, нужно шпиндель и оправку предварительно сориентировать. Для этого в станке имеется механизм угловой ориентации (рис. 3). При подаче масла в бесштоковую полость гидроцилиндра 1 происходит фиксация шпинделя, при этом шток через рычаг 7 прижимает ролик 8 к диску ориентации 9, жестко связанному со шпинделем. В положении, указанном на схеме, планка 2 заставляет сработать бесконтактный выключатель 3, обеспечивающий снижение скорости вращения и остановку шпинделя. При попадании ролика 8 в паз диска 9 происходит фиксация диска и шпинделя в определенном угловом положении. Для расфиксацни масло из левой полости цилиндра сливается и поршень со штоком перемещаются влево пружиной 6. Конечные выключатели 4 и 5 контролируют фиксацию и расфиксацию шпинделя.

Рис 3. Механизм угловой ориентации шпинделя.

Подачи (см. рис. 2) стойки, шпиндельной бабки, стола, осуществляются от высокомоментных двигателей с постоянными магнитами М2, N13, М4 (N = 2,8 кВт; я = 1500 мин"1). Ходовые винти качения IV, V, VI соединены с электродвигателями напрямую через специальные муфты 4, обладающие высокой крутильной жесткостью и допускающие некоторую несоосность и перекос вала двигателя 2 и ходового винта 8. Регулировка муфты осуществляется натяжкой конических втулок 3 и 5 при помощи винтов 1. В опорах винтов качения всех приводов подач установлены прецизионные подшипники 9Б обладающие высокой нагрузочной способностью и жесткостью. Предварительный натяг в подшипниках создается гайкой 7 до исключения зазора. Гайка 7 стопорится винтом 6.

Направляющие всех подвижных механизмов имеют смешанное трение; боковые и нижние направляющие выполнены на опорах качения, лицевые направляющие скольжения выполнены из поли¬мерного антифрикционного материала.

Приводы подач комплектуются датчиками обратной связи типа индуктосин или резольвер. При комплектации с резользером станок имеет класс точности Н и обозначается ИР500МФ4.

Рис 4. Привод подач станка ИР500ПМФ4.

Поворотный стол (см, рис. 2) получает вращение от высоко-моментного электродвигателя М5 (N = 2,8 кВт, n —1500 мин"1) через червячную пару г = 1—72, Перед поворотом от гидросистемы происходит расцепление двух зубчатых полумуфт г = 72 муфты M1с торцовыми зубьями треугольного профиля. После поворота происходит сцепление зубчатых муфт и зажим стола.

Шпиндельная бабка. Жесткий шпиндель, изготовленный из легированной стали с высокой поверхностной твердостью, ■ монтируется на прецизионных подшипниках, _ что обеспечивает высокую точность, жесткость и виброустойчивость.

Вращение шпинделя осуществляется от электродвигателя постоянного тока через трехступенчатую коробку скоростей В пределах каждой ступени скорость вращения шпинделя регулируется бесступенчато с заданием оборотов от ЧПУ.

Гидромеханическое устройство зажима инструмента гарантирует надежность и быстроту крепления режущего инструмента в шпинделе

Рис.5 Шпиндельная бабка. Поворотный стол.

Механизм смены инструмента состоит из магазина вместимостью 30 инструментов и автооператора. Цикл смены инструмента происходит следующем порядке: 1) магазин поворачивается для поиска инструмента; 2) автооператор делает ход вверх, захватывает инструмент за оправку и, выдвигаясь вдоль оси, вытаскивает отправку из гнезда, затем перемещается вниз и назад вдоль оси; 3) шпиндельная бабка движется вверх в позицию смены инструмента; автооператор в конце хода захватывает отработавший инструмент; 4) про-

исходит смена инструмента, для этого автооператор совершает ход вперед, поворот на 180°, ход назад; 5) шпиндельная бабка опускается в рабочую позицию, а автооператор переносит отработавший инструмент в свое гнездо магазина; 6) автооператор опускается, чтобы не мешать повороту магазина при поиске следующего инструмента. Так как большая часть перечисленных действий происходит в период обработки, то непосредственно на смену инструмента в шпинделе затрачивается 6 с.

Магазин получает вращение от высокомоментного электродвигателя Мб (N = 2,8 кВт, n = 1500 мин"1) с возбуждением от постоянных магнитов через зубчатую пару z1 и z2 (колеса z2 закреплено на корпусе инструментального магазина) (см, рис, 2).

Рис. 6 Устройство автоматической смены инструмента.

Устройство автоматической смены столов спутников на 2 позиции обеспечивает работу стан ка в автоматическом режиме и позволяет исключить из техно/югического цикла время на установку и снятие детали. Устройство располагается справа от станка, обеспечивая к нему удобный подход

Рис 7. Устройство автоматической смены столов-спутников.

Устройство ЧПУ — комбинированное с линейной и круговой интерполяцией, Станок укомплектован разными устройствами ЧПУ и от этого зависит дискретность задания перемещений, но в среднем она составляет 0,002 мм. Число управляемых координат /из них одновременно 3/2. Имеется 79 корректоров (эта цифра меняется в разных типах устройств ЧПУ). Ввод программы с перфоленты (код. ISO, EUA) или от" ЭВМ; считывание с перфоленты — фотоэлектрическое, отрабатываются автоматические циклы по ISO. Некоторые из устройств ЧПУ, работающих со станком, имеют -диагностику неисправностей механических, электрических, электронных и гидравлических систем станка.

Рис 8. Система программного управления.

Расчет режимов резания

В детали, изготовленной из серого чугуна СЧ-18 с НВ 190 необходимо получить отверстие D65 Н7. Отверстие будет получено в пять проходов. В первом проходе фрезерованием получаем отверстие диаметром 70 мм, во втором проходе отверстие необходимо зенкеровать до 63 мм, а в третьем проходе опять зенкуем до 64.75 мм, в четвертом проходе развернем до 64.94 мм, в пятом – развернем до требуемых 65 H7

В данной технологической операции будут использоваться:

1) Торцевая фреза 2210-0073 из быстрорежущей стали P6M5 ГОСТ 9304-69

d = 70 мм, d(H7) = 32 мм, L = 45 мм, z = 12.

2) Зенкер 2320-2058, оснащенный пластинами из твердого сплава ВК6

ГОСТ 3231-71

D = 63 мм, d = 27 мм, L =60 мм, l = 16 мм.

3 ) Зенкер 2320-2741 цельный P6M5 ГОСТ 12489-71

D = 63,75 мм, d = 27 мм, L = 71 мм, l = 25 мм.

4) Развертка машинная со вставными ножами из быстрорежущей стали

P6M5 2364-0401/001 ГОСТ 883-80

D = 64.75, d = 43 мм, L = 76 мм.

5) Развертка машинная со вставными ножами быстрорежущей стали

P6M5 2364-0401/001 ГОСТ 883-80

D = 65H7 мм, d = 43 мм, L = 76 мм.

1. Первый проход - фрезерование отверстия 150 мм.

а) Ширина фрезерования

Глубина фрезерования

б) Подача

Подачу берем из справочника «Технолога машиностроителя Том 2».(на один зуб) Sz= 0.15мм/об,

и рассчитываем подачу на один оборот фрезы и минутную подачу

где

в) Скорость резания

Значения коэффициентов Cv и Т берем из справочника «Технолога

машиностроителя Том 2». Таблица 39 и 40 соответственно.

Cv =445; q = 0.2; x= 0.15; y = 0.35; u=0.2; p=0; m = 0.32; Т = 100

О бщий поправочный коэффициент на скорость резания, учитывающий фактические условия резания.

- коэффициент, учитывающий качество обрабатываемого материала

- коэффициент, учитывающий состояние поверхности заготовки

- коэффициент, учитывающий материал инструмента

П осле нахождения всех необходимых коэффициентов найдём скорость резания в м/мин.

г) Сила резания

Значения коэффициентов Cp и др. берем из справочника «Технолога

машиностроителя Том 2». Таблица 41 и 9.

Cp =50; q = 1.14; x= 0.9; y = 0.72; u=1.14; w=0; Kmp = 1

д) Крутящий момент

е) Эффективная мощность резания