описание станка (Пример курсовика)

ВЕРТИКАЛЬНО-ФРЕЗЕРНЫЙ СТАНОК С ЧПУ 6Р13ФЗ

Станок предназначен для выполнения фрезерования, сверле­ния и зенкерования деталей из стали, чугуна и цветных металлов в условиях единичного и серийного производства. Применение ЧПУ в приводах подач по трем независимым координатам позво-

ляет обрабатывать на станке детали сложного профиля типа штампов, пресс-форм, кулачков и крышек концевыми, торцовыми, угловыми, сферическими и фасонными фрезами, сверлами, зен­керами. Класс точности станка Н.

Техническая характеристика станка. Размеры рабочей поверх­ности стола (ширинахдлина) 400x1600 мм; число частот враще­ния шпинделя 18; пределы частот вращения шпинделя 40— 2000 об/мин; число подач — бесступенчатое регулирование; пре­делы рабочих подач по осям X', Y', Z 3—1200 мм/мин; скорость быстрого перемещения по осям координат X', Y', Z 2400 мм/мин, габаритные размеры станка 2575x2180x2480 мм.

Контурное устройство ЧПУ, поставляемое к станку, может работать по программе, записанной на перфоленте (Н331 или Н331М) или на магнитной ленте (М331). Число управляемых осей координат (всего/одновременно) 3/3. Дискретность отсчета по осям координат X', Y', Z равна 0,01 мм.

Устройство ЧПУ М331 целесообразно применять в станках с малой степенью автоматизации. Программу записывают на де-вятидорожковой магнитной ленте. Шесть дорожек используют для управления шаговыми двигателями по трем осям координат, оставшиеся три дорожки используют для технологических команд. Устройство М331 выдает на станок коды по адресам S, Т, М (скорость главного движения, номер кода инструмента, вспомо­гательные адреса). При выдаче кодов по адресу М осуществляется останов лентопротяжного механизма до прихода ответа об испол­нении данной команды. Выходные частоты устройства ЧПУ М331 увеличены до 8000 Гц; имеется девять коррекций величины перемещения вдоль оси координат. Наряду с головкой воспроиз­ведения устанавливают головку записи.

Основные узлы и движения в станке. Базовым узлом станка (рис, 76) является станина А, состоящая из основания и корпуса, скрепленных между собой болтами. По вертикальным направля­ющим корпуса станины движется консоль Ж (установочное пере­мещение). По горизонтальным направляющим консоли переме­щаются поперечные салазки Е (подача по оси Y'), а по направля­ющим салазок в продольном направлении стол Д (подача по оси X'). В корпусе консоли смонтированы приводы поперечной и вертикальной подач, а в корпусе салазок—привод продольной подачи. Главное движение фреза получает от коробки скоростей Б. В шпиндельной головке В установлен привод вертикальных пере­мещений ползуна Г по оси Z.

Кинематика станка. Главное движение. Шпиндель VIII полу­чает вращение от асинхронного электродвигателя Ml (N = — 7,5 кВт, п = 1460 об/мин) через коробку скоростей с тремя передвижными блоками зубчатых колес Б1, Б2, БЗ и передачи г = 39—39, 48—48 в шпиндельной головке. Переключение двух тройных блоков Б1 и Б2 и двойного блока БЗ обеспечивает 18 зна­чений частот вращений шпинделя в пределах 40—2000 об/мин. 146

Шпиндель имеет внутренний конус № 3. Передняя опора шпинделя выполнена в виде конического роликоподшипника 5-го

класса точности. Смазка коробки скоростей и шпиндельной ко­робки осуществляется от плунжерного насоса, приводимого в действие эксцентриком, расположенным на валу /// коробки скоростей.

Движения подач. Вертикальная подача ползуна шпиндельной головки вместе со смонтированным в нем шпинделем осуществ­ляется от шагового двигателя М2 типа ШД5-Д1 с гидроусилителем моментов Э32П8-24 через коническую зубчатую пару z = 25—25 и передачу винт—гайка качения с шагом Р = 8 мм. Квадратом на валу X через коническую пару z = 14—28 можно переместить

ползун вручную. Регулирование зазора в зацеплении конических колес 2 = 25—25 производят поворотом эксцентрика с последу­ющим его законтриванием и затягиванием сдвоенного кониче­ского колеса.

Поперечная подача салазок осуществляется от шагового дви­гателя МЗ типа ШД5-Д1 с гидроусилителем Э32П8-24 через беззазорный редуктор г = 27—45, 26—52 и передачу винт^ гайка качения XIII с шагом Р = 8 мм. Зазор в зубчатых колесах

Рис. 77. Гидравлическая схема вертикально-фрезерного станка с ЧПУ 6Р13ФЗ

устраняют прошлифовыванием прокладок, установленных между венцами двух зубчатых колес (аналогично устраняют зазор и в редукторе продольной подачи стола). Величина перемещения салазок по координате Y' за один импульс ШД составит

1 27 26 ₀ „ _m -ЖЖЖ⁸⁼⁼⁰'^{01 мм}-

Продольная подача стола происходит от шагового двигателя М4 типа ШД5-Д1 с гидроусилителем Э32Г18-24. Движение передается через беззазорные пары косозубых колес z = 25—34, 24^35 на передачу винт—гайка качения XVI с шагом Р = 8 мм. На передней стенке стола размещены четыре кулачка, воздейству­ющие на конечные выключатели командоаппарата; два кулачка ограничивают продольное перемещение стола, два другие служат для выдачи команды на установку стола в нулевое положение. Аналогичные кулачки расположены на салазках поперечного

148

хода и на шпиндельной головке для перемещения ползуна. С по­мощью квадратов на валах XII и XXI можно осуществлять руч­ные перемещения по координатам У и X'. Установочная верти­кальная подача консоли осуществляется от гидродвигателя М5 типа Г15-24 через зубчатые передачи z = 27—54, 39—65 и ходо­вой винт шагом Р = 6 мм.

Гидравлический привод осуществляет продольное перемеще­ние стола, поперечное перемещение салазок, перемещение пол­зуна; вертикальное перемещение стола, зажим ползуна, отжим инструмента.

Рассмотрим принципиальную гидравлическую схему станка 6РГЗФЗ (рис. 77). Питание гидросистемы осуществляется от на­сосной установки 5. Масло по трубопроводам поступает в гидро­распределители гидравлических усилителей моментов 1ГУ, 2ГУ, ЗГУ вертикальной, продольной и поперечной подач.

Отжим инструмента осуществляется при включенном гидро­распределителе 1, расположенном на шпиндельной бабке станка, гидроцилиндром 2, размещенным в ползуне. Зажим ползуна про­исходит при включении гидрораспределителя 3, управляющего гидроцилиндрами 4, расположенными в шпиндельной бабке. З^жим консоли осуществляется гидроцилиндрами 6, управляе­мыми гидрораспределителем 7; при обесточенном гидрораспреде­лителе 7 консоль зажата. Установочное перемещение консоли происходит при одновременном включении гидрораспределите­лей 7 и 8, управляющих гидромотором ГМ.

§ 4. ВЕРТИКАЛЬНО-ФРЕЗЕРНЫЙ КОНСОЛЬНЫЙ СТАНОК С РЕВОЛЬВЕРНОЙ ГОЛОВКОЙ С ЧПУ 6Р13РФЗ

Станок 6Р13РФЗ предназначен для обработки плоских и про­странственных деталей сложного профиля (штампов, пресс-форм, кулачков и т. д.) из стали, чугуна, цветных металлов, легких и твердых сплавов в условиях единичного и мелкосерийного про­изводства торцовыми фрезами диаметром до 125 .мм и концевыми фрезами диаметром до 90 мм, а также сверлами, зенкерами и развертками, установленными в револьверной головке. Класс точности станка Н.

Техническая характеристика станка. Размер рабочей поверх­ности стола (длина Xширина) 1600x400 км; число инструментов в револьверной головке 5; число частот вращения шпинделя 18; пределы частот вращения шпинделя 40—2000 об/мин; число подач — бесступенчатое регулирование; пределы рабочих подач по осям координат X'j У 8—1200 мм/мин, по оси Z' 8—800 мм/мин; скорость быстрого перемещения по осям координат X', Y', Z' 4000 мм/мин; габаритные размеры станка 2575x2180x2480 мм.

Устройство ЧПУ—контурное типа Н331 или Н331М. Обра­ботка сложных поверхностей осуществляется сочетанием движе­ний по двум или трем координатам как одновременно, так и

149

N'7,8KBm п-575-2210о5/мш>

последовательно. Устройство выполнено по агрегатному прин­ципу. Программа задается на восьмидорожковой перфоленте. Дискретность отсчета по осям координат X', Y', Z' равна 0,01 мм, интерполяция — линейно-круговая. Имеется 18 групп коррекции на длину и диаметр вдоль оси координат. По программе осуществ­ляется автоматическая смена инструмента, выбор частоты враще­ния каждого шпинделя, зажим консоли и т. д.

.Рис. 78. Кинематическая схема ьертикально-фрезеркого станка с ЧПУ 6Р13РФЗ

Основные узлы и движения в станке. Компоновка станка ана­логична станку 6Р13ФЗ. Станина А (рис. 78) имеет жесткую кон­струкцию с мощным основанием, трапецеидальным сечением ста­нины по высоте и большим числом ребер и стенок. Шпиндели, получающие вращательное движение, установлены в пятипози-ционной револьверной головке Г. Один из шпинделей усилен для выполнения более тяжелых фрезерных работ. Консоль Б пере­мещается по вертикальным направляющим станины (подача по оси Z'). По горизонтальным направляющим консоли движутся поперечные салазки В (подача по оси У), а по направляющим салазок в продольном направлении — стол Д (подача по оси X'). Коробка скоростей смонтирована в корпусе станины. Меха-

150

низмы поперечной и вертикальной подач расположены в корпусе консоли, а продольной подачи — в салазках.

27 22 27 19 34 22

-„-

= 575

_mln

Кинематика станка. Главное движение. Шпиндель VIII пово­ротной револьверной головки получает вращение от электродви­гателя постоянного тока Ml типа ПБСТ-63 (N = 7,8 кВт; п — = 575-1-2270 об/мин) через упругую соединительную муфту и зубчатые колеса механизма коробки скоростей и револьверной головки. Разную частоту вращения шпинделя получают путем изменения задающего напряжения для тиристорного преобразо­вателя по программе, а также передвижением блоков Б1 и Б2 с помощью гидроцилиндров. Таким образом, шпиндель имеет 18 значений частот вращения в пределах 40 — 2000 об/мин, переклю­чаемых в автоматическом цикле. Уравнение минимальной частоты вращения шпинделя

._А _, ,

22- = 40 об/мин.

Наиболее рациональным является использование полной мощ­ности электродвигателя при работе на средних частотах вращения шпинделя. К валу // присоединен шестеренчатый насос, осуще­ствляющий смазку коробки скоростей и пятишпиндельной го­ловки.

Пятишпиндельная револьверная головка состоит из основания, к которому полукольцами прижата поворотная плита. На торце поворотной плиты привернуты пять шпиндельных корпусов. Центральный вал поворотной плиты VI крестовой муфтой соеди­нен с выходным валом V коробки скоростей. На валу VI закреп­лено ведущее колесо z = 34 с направляющим зубчатым диском. Вращение от ведущего зубчатого колеса через передачу z = = 34—34 и коническую пару г = 20—20 (или 22—22) получает лишь тот шпиндель VIII, который находится в исходном для работы положении; остальные четыре шпинделя выключены. Для улучшения зацепления передвижных зубчатых колес с ве­дущим зубчатым колесом шпинделю сообщается кратковременное вращение. Поворот плиты в требуемую позицию осуществляется от гидродвигателя М2 типа Г12-22" через зубчатые пары z = = 18—90, 18—72, вал XII, диск с цевкой и мальтийский крест. С наружной стороны каждого шпиндельного корпуса имеется гнездо, в которое входит фиксатор, выдвигаемый по команде от конечных выключателей.

Б продольном отверстии шпинделя вмонтирован шомпол IX для крепления оправки с инструментом, Передний конец шом­пола IX имеет резьбу, а на заднем конце насажено коническое колесо г = 20, с которым может зацепляться коническое колесо г = 20 вала X при креплении оправки.

Вертикальная, продольная и поперечная подачи и ускоренные перемещения по трем координатам X' , Y', Z' осуществляются от шаговых двигателей Шд5-Д1 с гидроусилителями моментов

151

Э32Г18-24. Шариковый винт XVI поперечной подачи с шагом Р = 8 мм получает вращение от МЗ через две пары косозубых колес г = 20—40, 21—35. Величину минимального перемещения по координате Y' определяют из выражения

1 20 21 ЖЖЖ^{8 = 0}'^{01 мм}'

По координатам X' и Z' величины перемещений на один им­пульс также равны 0,01 мм. Вертикальная подача осуществляется от М4 через передачи г = 27—54, 39—65 и винт — гайка качения XXIII с шагом Р = 8 мм.

В кинематическую цепь вертикальной подачи встроена пру­жинная гидравлическая муфта M_lt предохраняющая консоль от самопроизвольного опускания при остановке станка. Консоль имеет зажимное устройство, работающее по программе и действу­ющее при отсутствии вертикального перемещения.

Продольная подача осуществляется от шагового двигателя М5 через беззазорный редуктор z = 27—45, 26—52 и винт—гайку качения XX с шагом Р = 8 мм. Величина продольного хода ограничена кулачками. Кинематические цепи ускоренных подач те же, что и для рабочих подач. Гнезда рукояток ручных переме-~ шений узлов имеют конечные выключатели, осуществляющие блокировку ручных подач. При вытаскивании рукоятки из гнезда размыкается электрическая цепь механической подачи от про­граммы.

Зазор в зубчатых цилиндрических колесах устраняют под-шлифовыванием полуколец, установленных между двумя сдвоен­ными колесами. Зазор в конических колесах устраняют поворотом эксцентрика с последующим его законтриванием и затяжкой сдвоенного конического колеса, а в направляющих станины и консоли, консоли и салазок — клиньями.

Гидропривод станка обеспечивает перемещение рабочих орга­нов по трем осям координат, разгрузку, зажим и блокировку консоли, фиксацию и зажим револьверной головки, переключение передвижных блоков коробки скоростей.