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 (nэл1 = 135 … 835 об/мин) через клиноременную передачу с диаметрами шкивов , зубчатую передачу и двухступенчатую коробку скоростей с передаточными отношениями iV1 = 70/40 и iV2 = 19/55. уравнение кинематического баланса цепи главного движения имеет вид
nшп = nэл1 × 166/182 × 33/40 × 70/40 (или 19/55)
При включении передачи iV1 = 70/40
nшпI = nэл1 × 166/182 × 33/40 × 70/40 =
= 1,197 nэл1 = 1,197 × (135 … 835) = 162 … 1000 об/мин;
При включении передачи iV2 = 19/55
nшпI = nэл1 × 166/182 × 33/40 × 19/55 =
= 0,236 nэл1 = 0,236 × (135 … 835) = 32 … 162 об/мин.
Таким образом, нижний диапазон частот вращения шпинделя реализуется при включении передачи iV2 = 19/55; верхний диапазон при включении передачи iV1 = 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 (nэл1 = 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.
