Анализ конструкции и наладка токарного станка с ЧПУ на обработку типовой детали

МИНИСТЕРСТВО ОБАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

 

КУРГАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

 

КАФЕДРА: Технология машиностроения

 

Дисциплина: Оборудование машиностроительных  производств

 

 

 

 

 

 

КУРСОВАЯ РАБОТА

 

расчетно-пояснительная записка

 

Тема: Анализ конструкции и

наладка токарного станка с ЧПУ на обработку типовой детали

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Студент группы ТЗ-40112с:

 

 

Руководитель:                                                                   подпись:_________

Дата защиты ___________

Оценка          ___________

 

 

 

 

 

 

 

2014

 

Содержание

Введение…………………………………………………………………………….3

1.Описание и анализ  конструкции станка……………………………………….4

1.1.Назначение станка……………………………………………………………..4

1.1.2.Описание устройства станка……………………………………………….4

1.1.3. Кинематическая схема станка ………...…………………………………..5

1.2.Виды применяемых  станочных приспособлений…………………………..7

1.2.1.Режущий  инструмент…………………………………………………….....7

1.2.2.Вспомогательный  инструмент…………………………………………..…9

1.3.Анализ  узлов и типовых элементов  станка………………………………..11

1.3.1.Привод  главного движения……………………………………………….11

1.3.2.Шпиндельный  узел………………………………………………………..11

1.3.3.Патрон быстропереналаживаемый ПЭК-400Ф8….………...……………13

1.3.4.Каретка с механизмами приводов подачи станка….……………………14

1.3.5.Револьверная головка……………………………………………………...16

1.3.6.Конвейер  для удаления стружки.…………………………………………18

2.Настройка  станка на выполнение операций…………………………………20

2.1.Карта  наладки станка………………………………………………………..20

2.2.Технологический процесс изготовления стакана муфты……….………21

2.3.Операционные технологические процессы обработки детали на станке с ЧПУ……………………………………………………………………………….24

2.4.Выбор  режущего и вспомогательного  инструмента, приспособлений………………………………………………………………….26

2.5.Расчёт  режимов резания…………………………………………………….27

   Заключение…………………………………………………………………….37

   Список литературы……………………………………………………………38

 

 

ВВЕДЕНИЕ

В данной курсовой работе рассматривается наладка станка с ЧПУ на обработку типовой детали. Подбирается режущий и вспомогательный инструмент. Разрабатывается расчетно-технологическая карта, рассчитываются режимы резания.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.Описание и анализ конструкции  станка

 

 

Технические характеристики:

Наибольшая длина обрабатываемой заготовки, мм 320 
Наибольшая глубина растачивания, мм 120 
Наибольший диаметр заготовки, мм: устанавливаемой над станиной 630 
обрабатываемой в патроне 500. 
Наибольший шаг нарезаемой резьбы, мм 39,999. 
Пределы частот вращения шпинделя, об/мин 8-1600,10-2000*. 
Пределы продольных и поперечных рабочих подач суппорта, мм/мин 1-4000. 
Ускоренные продольные и поперечные подачи суппорта, мм/мин 8000. 
Дискретность отсчёта по осям координат, мм 0,001. 
Количество позиций инструмента на верхней револьверной головке 8. 
Количество позиций на нижней револьверной головке 4. 
Конец шпинделя по ГОСТ 12523-67 11M. 
Количество револьверных головок на станке 2. 
Мощность главного привода, кВт 22-30. 
 
Габаритные размеры, мм: 
длина 4600 
ширина 2400 
высота 2600 
Масса, кг 8600 
Полуавтомат оснащается пневмоцилиндром и патроном с предельной частотой вращения не менее 1200 об/мин

1.1.Назначение  станка

 

Станки модели 1п756дф3 предназначены для токарной обработки по программе различных деталей из черных и цветных металлов и сплавов, имеющих цилиндрические, торцевые, конические, ступенчатые и криволинейные поверхности, а также для сверления и растачивания центральных отверстий. На станке возможно нарезание наружных и внутренних резьб. Станок может оснащаться для загрузки заготовок манипуляторами портального типа мод. СМ80Ц25.01А.

Компоновка полуавтомата определяется наклонным расположением зеркала направляющих станины (под углом 20° к вертикали), что обеспечивает свободное удаление стружки из зоны обработки и свободный доступ к обрабатываемой детали. Такая компоновка позволила объединить в одну деталь станину и основание и уменьшить металлоемкость полуавтомата.

Применение накладных стальных закаленных направляющих продольного и поперечного хода в сочетании с опорами качения и антифрикционными накладками гарантирует длительное сохранение точности полуавтомата и высокую жесткость суппортной группы.

Конструкция полуавтомата предусматривает возможность встройки как отечественных, так и импортных приводов подач, приводов главного движения, механизированных средств закрепления обрабатываемых деталей, устройств ЧПУ, а также устройств ЧПУ модульного (встраиваемого) исполнения.

Разработаны модификации полуавтомата с устройствами ЧПУ типа «Sinumerik 7T» фирмы «Siemens» (ФРГ), «System 6T» фирмы «Fanuc» (Япония), «Contor 32» фирмы «Olivetti» (Италия), а также с отечественными УЧПУ.

Все модификации могут оснащаться загрузочными устройствами типа автооператора. На основе базового исполнения полуавтомата создан автоматизированный участок с управлением от ЭВМ (АСВ-30).

 

1.1.2 Описание устройства  станка

 

Общий вид РТК РРТК-3Д31и его техническая характеристика приведены на листе 2 графической части.

Таблица 2

Позиция	Наименование
1	Токарный патронный станок с ЧПУ мод. 1П756ДФ3
2	Автоматический манипулятор портального типа мод. МА80Ц.25.09
3	Накопитель заготовок и деталей
4	Тара для заготовок и деталей
5	Склад-стеллаж для технологической оснастки
6	Устройство ЧПУ типа «Электроника МС 2101»
7	Гидростанция

      

 Роботизированный технологический  комплекс (РТК) предназначен для  многооперационной обработки заготовок  типа коротких тел вращения (дисков, колец, фланцев и т. п.) в условиях  серийного и многосерийного производств. РТК построен на базе токарного  патронного станка с ЧПУ мод. 1П756ДФ3 (поз. 1), автоматического манипулятора 2 портального типа мод. МА80Ц.25.09, накопителя 3 заготовок и деталей, выполненного в виде тактового  стола со специализированной  тарой 4, склада-стеллажа 5 для технологической  оснастки, устройства ЧПУ (поз. 6) типа  «Электроника МС 2101», гидростанции 7 и других вспомогательных устройств (например, для смены схватов манипулятора).

Автоматический манипулятор в составе РТК выполняет следующие операции: снятие заготовки из тары первым схватом; транспортирование ее к патрону станка; взятие из патрона обработанной детали вторым схватом и установку в него заготовки первым схватом (после поворота кисти руки манипулятора на 180º); транспортирование детали к таре и установку в соответствующей ячейке.

 

1.1.3 Кинематическая  схема станка

 

Кинематическая схема станка, график частот вращения шпинделя и график мощностей моментов приведены на листе 3 графической части.

 

 

 

1.2. Виды применяемых станочных приспособлений.

1.2.1. Режущий инструмент.

В качестве материалов для изготовления лезвийного инструмента для станков с ЧПУ используют: твёрдые сплавы, керамику, сверхтвёрдые синтетические материалы и быстрорежущие стали.

В настоящее время на станках с ЧПУ токарной группы, выпускаемых промышленностью, можно выполнять самые разнообразные операции. При этом комплект резцов для этих станков должен обеспечивать обработку поверхностей, наиболее часто встречающихся в машиностроении. Так, например, резцы контурные с ромбическими пластинами с j=950, позволяют обтачивать детали по цилиндру, протачивать обратный конус с углом спада до 30, обрабатывать радиусные и переходные поверхности и протачивать торцы движением от центра детали к наружному диаметру.

Всё более широко в настоящее время применяются инструменты со сменными многогранными пластинами (СМП), что позволяет повысить эксплутационные качества инструмента, обеспечивает значительную экономию дефицитных режущих материалов. Вместе с тем создаются благоприятные условия для широкого применения более износо и теплостойких режущих инструментов.

В системе резцов предусмотрены надежные методы закрепления СМП, обеспечивающих хорошее дробление и отвод стружки, высокую точность позиционирования СМП и их быстросменность.

В подсистемах резцов для точения и растачивания за базовые приняты четыре конструкторских решения. Обозначение резцов соответствует ГОСТ 26476—85.

 

а) Прижимом сверху (тип С)  б) Штифтом и прижимом сверху (тип М)

в) Штифтом (тип P)    г) Винтом, вставленным в коническое

                                                                           отверстие (Тип S)

 Типы  механического крепления СМП  по IS0.

 

СМП без отверстия закрепляют по типу С (рисунок 7). При таком методе закрепления СМП базируют в закрытом гнезде державки 1 по двум базовым поверхностям и сверху прижимают к опорной поверхности прихватом 2. Быстрый съем СМП обеспечивается дифференциальным винтом 3. Опорную твердосплавную пластину 4 закрепляют винтом 5 на державке резца или разрезной пружинящей втулкой.

Крепление пластины прихватом и винтом с разнонаправленной резьбой (тип С).

 

Тип крепления имеет следующие исполнения: C1 — для режущих пластин с задним углом, С3 — без заднего угла.

На передней поверхности СМП с задним углом выполнены стружколомающие канавки для дробления и отвода сливной стружки. При использовании СМП без заднего угла применяют накладные стружколомы, которые закрепляют с помощью прихвата и дифференциального винта.

Резцы исполнений С1 и C3 с опорной пластиной широко применяют при точении и растачивании; резцы без опорной пластины — при растачивании малых отверстий и точении (сечение державки резца 12X12—16X16 мм).

В резцах исполнения С3 могут использоваться СМП из твердого сплава и режущей керамики (последние в настоящее время выпускаются без отверстий).

Резцы исполнения С1 имеют положительные углы, что обеспечивает небольшую силу резания. Поэтому их рекомендуется применять для обработки нежестких деталей. Эти резцы могут также применяться с накладными стружколомами.

 

1.2.2. Вспомогательный инструмент.

 

Режущий инструмент на станках токарной группы с ЧПУ устанавливается и закрепляется либо в резцедержателях суппортов, либо в револьверных головках непосредственно, либо с использованием переходных элементов.

При непосредственной установке в гнездо суппорта или револьверной головки режущий инструмент может быть заранее настроен на определенные размеры. Это достаточно просто, если режущий инструмент имеет специальные настроечные элементы.

Подсистема вспомогательного инструмента с базирующей призмой (ОСТ2 VI6—1—78) предназначена для станков с ЧПУ моделей 1А734ФЗ, 1А751ФЗ, СМ710ФЗ, 16КЗОФЗ, 1П756ДФ3. Резцедержатели 3.1—3.3 (рис. 6) обеспечивают крепление резцов в широком диапазоне размеров. Особенно универсален трехсторонний резцедержатель 3.5. В комплект входит распределитель охлаждающей жидкости 3.4, предназначенный для подвода СОЖ в зону резания. С помощью держателей 3.7 и 3.8 закрепляют державки с цилиндрическим хвостовиком и шпонкой. Базовые элементы подсистемы позволяют (через элементы 3.6) закреплять инструмент (2.11— 2.13 и др.) из предыдущей подсистемы, что в ряде случаев расширяет технические возможности станков, а также способствует сокращению номенклатуры вспомогательного инструмента.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис.6. Подсистема вспомогательного инструмента с базирующей призмой

 

 

1.3 Анализ узлов и типовых элементов станка

 

1.3.1 Привод главного движения

 

Привод главного движения включает в себя регулируемый электродвигатель постоянного тока и трехступенчатую механическую коробку с передаточными отношениями u1 = 1:1 (первый диапазон), u2 = 1:4 (второй диапазон) и u3= 1:16 (третий диапазон), обеспечивающих частоты вращения nшп = 8…1600 мин-1 (ряд с φ=1.12). Наибольший крутящий момент на шпинделе Т = 3,15 кН × м при nшп до 45 мин-1. В шпиндельную бабку введено электромеханическое устройство для механизированного переключения диапазонов частот вращения шпинделя. Шпиндельный узел имеет жесткую конструкцию и высокую виброустойчивость.