Введение

Машиностроение является основой научно-технического прогресса в различных отраслях народного хозяйства. Непрерывное совершенствование и развитие машиностроения связано с прогрессом станкостроения, поскольку металлорежущие станки вместе с некоторыми другими видами технологических машин обеспечивают изготовление любых новых видов оборудования.

В результате курсовой работы по металлорежущим станкам студент приобретает навыки и знания методов анализа кинематики и силового расчета технологического оборудования. Выполнение проекта базируется на знании физико-математических и общетехнических дисциплин: математики, механики, технологии металлов, машиностроительного черчения и др.

1      Анализ кинематической схемы станка модели 2Д450АМФ2

Станок модели 2Д450АМФ2 по классификации ЭНИМС является одностоечным координатно-расточным с системой числового программного управления (ЧПУ). Станок предназначен для обработки отверстий с высокой точностью их взаимного расположения. На станке можно производить все операции, выполняемые на расточных станках.

При работе на станке по программе предусматриваются следующие режимы: автоматический, полуавтоматический и ввод информации вручную. Компоновка станка приведена на рисунке 1.

Рисунок 1 – Компоновка координатно-расточного станка

На станине 1 жестко установлена вертикальная стойка 2 коробчатого сечения с V-образными направляющими. На направляющих стойки установлена уравновешенная грузом шпиндельная бабка 3, в которой размещены коробка скоростей, механизм подачи шпинделя 4 и механизмы управления и переключения коробок скоростей и подач. На направляющих качения станины установлены салазки 6, по которым в продольном направлении перемещается стол 5. на станине установлены приводы продольного и поперечного перемещения стола и салазок.

Станок позволяет сверлить, зенкеровать, развертывать отверстия диаметром до 30 мм, растачивать отверстия диаметром до 200 мм. Размеры рабочей поверхности стола 1120 × 630 мм; наибольшее перемещение стола в продольном направлении 1000 мм, в поперечном 630 мм; точность установки координат при работе вручную 0,006 мм, по программе 0,01 мм; пределы частот вращения шпинделя 32…2000 об/мин; пределы рабочих подач шпинделя 2…250 мм/мин.

Кинематическая схема станка – чертеж МКЦС.041000.001 КЗ.

Главное движение – вращение шпинделя 1 осуществляется от электродвигателя М1 постоянного тока с регулируемой частотой вращения ротора (n_эл1 = 135 … 835 об/мин) через клиноременную передачу с диаметрами шкивов , зубчатую передачу  и двухступенчатую коробку скоростей с передаточными отношениями i_V1 = 70/40 и i_V2 = 19/55. уравнение кинематического баланса цепи главного движения имеет вид

n_шп = n_эл1 × 166/182 × 33/40 × 70/40 (или 19/55)

При включении передачи i_V1 = 70/40

n_шпI = n_эл1 × 166/182 × 33/40 × 70/40 =

= 1,197 n_эл1 = 1,197 × (135 … 835) = 162 … 1000 об/мин;

При включении передачи i_V2 = 19/55

n_шпI = n_эл1 × 166/182 × 33/40 × 19/55 =

= 0,236 n_эл1 = 0,236 × (135 … 835) = 32 … 162 об/мин.

Таким образом, нижний диапазон частот вращения  шпинделя реализуется при включении передачи i_V2 = 19/55; верхний диапазон при включении передачи i_V1 = 70/40.

Переключение ступеней коробки скоростей осуществляется от электродвигателя М2, который через зубчатую передачу  вращает эксцентрик 2, перемещающий двойной блок зубчатых колес 3.

Движение вертикальной подачи – перемещение гильзы 4 шпинделя в вертикальном направлении – осуществляется от электродвигателя М3 постоянного тока с регулируемой частотой вращения ротора (n_эл1 = 25 … 3040 об/мин) при включении муфты М₁ через червячную передачу , зубчатую передачу , червячную передачу  и реечную шестерню z = 16 с модулем m = 3 мм

Ход реечной передачи

Н = π∙m∙z = 3,14 ∙ 3 ∙ 16 = 150,8 мм

Рейка нарезана на гильзе 4. Уравнение кинематического баланса цепи вертикальной (осевой) подачи шпинделя имеет вид

Ускоренная подача шпинделя осуществляется от электродвигателя М3 при включении муфты М₂ (муфта М₁ должна быть выключена). Движение от электродвигателя М3 передается через червячную передачу , зубчатые передачи , червячную передачу  на реечную шестерню z = 16. Уравнение кинематического баланса цепи ускоренной вертикальной подачи шпинделя имеет вид

Медленное перемещение шпинделя вручную осуществляется при вращении маховичка 5, а быстрое от рукоятки 6.

Перемещение стола в продольном и поперечном направлении осуществляется от двух независимых электродвигателей М4 и М5 постоянного тока с регулируемой частотой вращения ротора. Диапазон изменения линейных скоростей стола в продольном и поперечном направлениях обеспечивает скорости подач при фрезеровании и ускоренные перемещения при установке координат. Приводы продольного перемещения стола и поперечного перемещения салазок выполнены одинаковыми, что упрощает конструкцию систем управления и обслуживания. В механизмах привода стола и салазок применена червячно-реечная передача с однозаходным червяком z = 1 и шагом P = 10 мм.

Уравнение кинематического баланса продольного и поперечного перемещения стола и салазок имеет вид

Контроль величины перемещения стола и салазок осуществляется датчиками обратной связи (ДОС). Оснастка координатно-расточного станка включает в себя центроискатель с индикатором, оптический центроискатель; оправку-центроискатель; установочный центр, патроны, поворотно-делительные столы.

Структурная схема координатно-расточного станка 2Д450АМФ2 представлена на рисунке 2.

а)                                              б)

Рисунок 2 – Структурная схема станка 2Д450АМФ2

а) при обработке отверстий; б) при фрезеровании плоскостей

Список использованной литературы

1 Справочник технолога-машиностроителя. В двух томах. Изд. 3, перераб. Том 2. Под ред. Д-ра техн. наук проф. А.Н. Малова. М., «Машиностроения». 1972, стр. 568.

2 Расчёт и конструирование коробок скоростей и подач/ Ю.И. Свирщевский, Н.Н. Макейчик – Минск: Вышейш. школа, 1976, - 590 с.: ил.

3 Проников А.С. Расчёт и конструирование металлорежущих станков. М.: Высш. школа, 1967.