Белов М.П. - Автоматизированный электропривод типовых производственных механизмов и технологических комплексов (1249706), страница 52
Текст из файла (страница 52)
Число управляемых (осей) характеризует возможности станка по формированию траектории движения его исполнительных органов (ИО) в пространстве. Координаты ИО станка могут изменяться одновременно, формируя при этом траекторию движения, или поочередно. Число одновременно управляемых осей характеризует возможности станка обрабатывать поверхности заготовки. Эти оси называют осями геометрии. Остальные оси станка обеспечивают доступ инструмента к обрабатываемым поверхностям и выполнение вспомогательных операций, например, автоматическую смену инструмента, транспортировку заготовок в рабочую зону станка и т, д. При обработке в плоскости достаточно перемещать исполнительный орган одновременно только по двум осям, что достаточно для управления токарным станком.
Для обработки корпусных деталей требуется минимум три одновременно управляемые оси, а для сложных изделий, требующих ориентации инструмента относительно поверхности детали, осей геометрии может быть пять я более. Это характерно для многооперационных станков типа обрабатываюшего центра или специализированных, выполняющих обработку изделий со сложной формой поверхности. Главное движение — движение, обеспечивающее перемешение рабочей точки, линии или поверхности инструмента относительно заготовки и производяшее при этом обработку. В токарных станках таким движением является вращение заготовки, зажатой в патроне шпинделя; во фрезерных — вращение инструмента (фрезы), установленного в шпинделе; в шлифовальных — вращение шлифовального круга. Как правило, главное движение имеет наибольшую установленную мощность привода, так как именно главный привод станка обеспечивает необходимое усилие резания.
249 Движения подач — движения по осям геометрии станка, обеспечивающее перемещение ИО станка по определенной плоской или пространственной траектории (контуру) с заданной скоростью. Диапазон изменения скоростей приводов подач очень велик и определяется технологическими режимами обработки. Однако для соблюдения заданных технологических режимов обработки задается контурная скорость движения точки инструмента. Требуемые при этом скорости подач по осям станка вычисляются системой управления в процессе выполнения задания. Главное движение и движения подач называются основными движениями.
Кроме основных движений, в станках имеются вспомогательные движения, непосредственно не участвующие в процессе резания, но способствующие ему или выполняющие вспомогательные операции, обеспечивающие работу станка. Они осуществляют подачу охлаждающей смазочной жидкости, зажим и отжим заготовки и механизмов станков, автоматический подвод и отвод инструментов, автоматический контроль размеров в процессе обработки и т.д. Для обработки заготовок на станке, как правило, используется не один, а несколько инструментов. Для сложных корпусных деталей их число иногда доходит до нескольких сотен. Наиболее простыми с и с т е м а м и с м е н ы и н с т р у м е н т а являются револьверные головки, несущие небольшое число инструментов (шесть — десять).
Смена инструмента осуществляется при этом поворотом револьверной головки, ее фиксацией и зажатием. Более сложные системы снабжены магазинами инструментов поворотного или цепного типов и автооператорами лля замены инструмента. Магазин инструментов располагается вне рабочей зоны станка, количество хранящихся в магазине инструментов не ограничено. Современные станки оснащены станочным транспорт о м, обеспечивающим доставку спутников с заготовками и деталями при загрузке и выгрузке рабочего стола станка. Основными технологическими процессами металлообработки являются: точение, расточка, строгание, сверление, фрезерование и шлифование. Точение (рис.
4.24, а) осуществляется на токарных станках в результате вращения обрабатываемого изделия 1 (главное движение) и перемещения резца 2 (движения подач) по осям х — з~ и У вЂ” А~ Окружная скорость изделия в точке соприкосновения резца с обрабатываемой деталью называется скоростью резания (м/мин): е = 9,55Ы„о>„= 300„а„, (4.28) где ۄ— диаметр обработки, м; 㻄— угловая скорость изделия, рад/с. 250 Рис.
4.24 Подача определяется перемещением резца, приходящимся на один оборот изделия. Глубина резания представляет собой разность радиусов обрабатываемой и обработанной поверхностей. Быстрое перемещение суппорта, зажим и отжатие обрабатываемого изделия, перемещение люнета, задней бабки и другие движения относятся к вспомогательным. В процессе обработки происходит износ инструмента. При достижении оптимального износа инструмент перетачивают. Время работы инструмента между двумя переточками определяет его стойкость Т. Параметры обработки связаны между собой эмпирической формулой С, Ю= ТВ$гк (4.29) 251 где ф— коэффициент, характеризующий вид и условия обработки, а также материал изделия и резца; Т вЂ” стойкость, мин; мар†глубина резания, мм; з — подача, мм/об; х„, у„т — показатели степени, зависящие от свойств обрабатываемого металла, материала резца и вида обработки.
Р, = С,г,"з" е", (4.31) где Сг — коэффициент, характеризующий материал детали, резца и вид токарной обработки; х~, у~, л — показатели степени. Мощность резания (кВт) Р е" 10-з 60 (4.32) Коэффициенты и показатели степени в (4.29) и (4.31) принимаются по справочникам режимов резания. По аналогичным формулам рассчитываются усилия Г, и У'. Приближенно можно принять Г, = 0,4 У; и У; = О,ЗГе Усилие Г„н действующее на механизм подачи, кроме собственного усилия подачи Г„имеет также составляющие, возникающие в направляющих из-за сил трения от действия усилий У; и У;: Г„, = Г, +)г,(Р;+Р,), (4.33) где )г, — коэффициент трения в направляющих.
Мощность подачи (кВт) (4.34) Аналогично рассчитываются усилие Г„т и мощность Р„,. Поскольку скорость подачи во много раз меньше скорости резания, мощность подачи намного меньше мощности резания и составляет относительно последней 0,1... 1%. Расточка применяется для черновой, чистовой и алмазной обработок отверстий на токарных и расточных станках. При расточке резцы, оснащенные пластинками из быстрорежущей стали, твердых сплавов или ограненного технического алмаза, закрепляют в оправках. Скорость, усилие и мощность резания при черновой и чистовой расточках определяют по формулам (4.29), (4.31) и (4.32), т.е.
по тем же, что и для точения. 252 При снятии стружки резцом возникает усилие Г, приложенное к режущей кромке инструмента, которое может быть разложено (см. рис. 4.24, а) на составляющие: г -,1T +гл77' (4.30) где Р; — главная касательная сила, действующая в направлении траектории главного движения, преодолеваемая шпинделем станка и называемая усилием резания; Р' — радиальная сила, действующая нормально к обработанной поверхности и создающая давление на суппорт; Ä— осевая сила, действующая в направлении подачи.
Расчет усилия резания производится по эмпирической формуле Строгание (рис. 4.24, б) можно рассматривать как точение участка детали с бесконечно большим диаметром. При этом деталь 1 перемешается возвратно-поступательно относительно резца 2, снятие стружки происходит в течение рабочего хода, а обратный ход совершается вхолостую. Скорость, с которой деталь перемещается относительно резца при рабочем ходе, называется скоростью резания о (м/мин). Продольное перемещение стола является главным движением. Перемещение резца за один двойной ход стола перпендикулярно главному движению и называется движением подачи Я (мм/мин). Величина г„на которую углубляется резец в изделие при одном проходе, называется глубиной резания.
Перемещение траверсы и суппортов, подъем резца при обратном ходе, установочные медленные перемещения стола относятся к вспомогательным движениям. Скорость, усилие и мощность резания при строгании определяют, как и для точения, по формулам (4.29), (4.31) и (4.32). Сверление (рис. 4.24, в) осуществляется в результате вращательного (главного) движения инструмента — сверла 1 (иногда детали) и его продольного перемещения в детали 2 (движения подачи).
Продольное и поперечное перемещения стола, перемещение шпиндельной бабки, зажим колонны являются вспомогательными движениями. Фрезерование (рис. 4.24, г) производится вращающейся фрезой 1, имеющей несколько режущих лезвий (зубьев), каждое из которых в результате поступательного перемещения фрезы относительно летали 2 снимает стружку в пределах определенного угла поворота фрезы, а затем вращается вхолостую.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
