МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ
РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ
УЧРЕЖДЕНИЕ ОБРАЗОВАНИЯ
«БАРАНОВИЧСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
УНИВЕРСИТЕТ»
Кафедра _ОАП____
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
К КУРСОВОМУ ПРОЕКТУ
по дисциплине Конструирование и расчет
станков
Тема: «Разработать конструкцию
привода главного движения вертикально-
фрезерного станка»
Исполнитель:
и.ф. 4 курс
гр. ТМ-41 _
студент (факультет, курс, группа)
Шклярик Е.Н.
_
фамилия, имя, отчество
фамилия, имя, отчество
Руководитель:
старший преподаватель__________
ученое звание, ученая степень,
должность,
______________________________
фамилия, имя, отчество
Барановичи 2012
СОДЕРЖАНИЕ
Аннотация
Целью данного
курсового проекта является разработка
привода главного движения вертикально-фрезерного
станка. Основные пункты разработки положены
в содержание курсового проекта.
При расчёте были использованы необходимая
литература и следующие исходные данные:
число ступеней
ряда ;
мощность
двигателя ;
минимальное
число оборотов шпинделя ;
максимальное
число оборотов шпинделя ;
вид переключения
передвижные блоки.
Графический материал:
Развёртка привода главного движения;
Свёртка привода главного движения;
Шпиндель.
Пояснительная
записка:
страниц
– 60
рисунков
– 16
таблиц
– 2
ВВЕДЕНИЕ
Первостепенное
значение в ускоренном развитии индустрии
имеет машиностроительная промышленность.
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.
Важной
задачей станкостроения является совершенствование
конструкций металлорежущих станков
в соответствии с современным уровнем
достижений науки и техники и с целью увеличения
степени автоматизации, максимального
повышения качества и эффективности в
производстве.
Совершенствование
конструкций металлорежущих станков направлено
на повышение производительности, точности
обработки, уровня механизации и автоматизации,
надежности и долговечности; расширения
технологических возможностей станков;
создания универсальных станков, оснащенных
упрощенными устройствами ЧПУ и промышленными
манипуляторами, средствами активного
контроля, соответствующей номенклатурой
принадлежностей и приспособлений; использование
широкой унификации и агрегатирования;
внедрения систем адаптивного, числового
и циклового программного управления
и применение устройств автоматической
смены инструментов и заготовок.
В настоящее
время и в обозримом будущем потребуется
создание новых моделей станков, станочных
модулей, гибких производственных систем,
поэтому будущие специалисты-станкостроители
должны владеть основами конструирования
станков и их важнейших узлов. Для успешного
применения вычислительной техники при
конструировании необходимо хорошо знать
содержание процесса проектирования всех
видов станочного оборудования, владеть
методами его моделирования и оптимизации.
Современный
станок органически соединил технологическую
машину для размерной обработки с управляющей
вычислительной машиной на основе микропроцессора.
Поэтому специалист-станкостроитель должен
хорошо понимать принципы числового программного
управления станками, владеть навыками
подготовки и контроля управляющих программ.
Он должен знать устройства микропроцессорных
средств управления, основные их характеристики
и возможности применительно к станочному
оборудованию.
Достижения
станкостроителей свидетельствуют о больших
возможностях в дальнейшем развитии станкостроения
и оснащения отечественного машиностроения
новыми высокопроизводительными станками.
1
АНАЛИЗ КОНСТРУКЦИИ СОВРЕМЕННЫХ МЕТАЛЛОРЕЖУЩИХ
СТАНКОВ АНАЛОГИЧНЫХ ПРОЕКТИРУЕМОМУ
1.1 Описание конструкции и системы
управления станка – прототипа
Вертикально-фрезерный станок
модели 6Н12ПБ
Назначение станка. Станок предназначен для скоростного
фрезерования разнообразных деталей средник
размеров и веса из черных и цветных металлов,
а также из пластмасс.
Обработка
деталей на станке в основном производится
торцовыми, хвостовыми, пальцевыми фрезами
и фрезерными головками в условиях индивидуального
и серийного производства
Техническая
характеристика станка
Размеры рабочей
поверхности стола в мм 320x1250
Максимальное
перемещение стола в мм
продольное 700
поперечное 260
вертикальное 370
Пределы поворота
шпиндельной головки в град ±45
Максимальное
перемещение гильзы шпинделя в мм 70
Число скоростей
вращения шпинделя в мм 18
Пределы чисел
оборотов шпинделя в минуту. 63-3150
Мощность главного
электродвигателя в кВт 10
Количество
скоростей подач стала 18
Пределы скоростей
подач стола в мм/мин
продольных 40-2000
поперечных 27-1330
вертикальных 13-665
Скорость быстрого
продольного перемещения стола в мм/мин 4000
Мощность электродвигателя
привода подач в кВт. 1,7
Основные
узлы станка (рис. 1). А —основание, Б —
станина, В — коробка скоростей; Г -- шпиндельная
головка; Д—стол; Е — поперечные салазки;
Ж — консоль, 3 — коробка подач.
Органы
управления. 1 — пульт пакетных выключателей;
2 - рукоятка для переключения скоростей
шпинделя; 3 — грибок со шкалой для установки
чисел оборотов шпинделя; 4 —кнопочная
станция; 5—рукоятка зажима гильзы шпинделя;
6 —маховичок ручного установочного перемещения
гильзы шпинделя; 7 - рукоятка для управления
продольными подачами стола; 8 и 9 —маховички
ручного продольного перемещения стола;
10 -маховичок ручного поперечного перемещения
стола; 11 рукоятка ручного вертикального
перемещения стола; 12 и 15 — рукоятки управления
поперечными и вертикальными подачами
стола; 13 — грибок для установки и переключения
скорости подачи; 14 — рукоятка для зажима
поперечных салазок.
Рисунок
1 – Общий вид вертикально-фрезерного
станка модели 6Н12ПБ
Движения в станке. Движение резания - вращение шпинделя
с фрезой. Движения подач — прямолинейные
поступательные перемещения стола в продольном,
поперечном и вертикальном направлениях. Вспомогательными
движениями являются все указанные
перемещения стола, выполняемые на быстром
ходу или вручную, ручное перемещение
шпиндельной гильзы вдоль оси шпинделя
и поворот шпиндельной головки в правую
или левую сторону на угол до 45°.
Принцип работы. Крупные детали закрепляются непосредственно
на столе станка с помощью прижимных устройств.
Небольшие детали устанавливаются в тисках
или специальных приспособлениях. Торцовые,
концевые, пальцевые фрезы и фрезерные
головки укрепляются в шпинделе При обработке
небольшой партии деталей управление
продольной подачей и быстрым перемещением
стола производится вручную. В серийном
производстве станок может быть настроен
для работы по полуавтоматическому, маятниковому
или скачкообразному циклам.
Для этой
цели в боковом пазу стола устанавливаются
в определенной последовательности упоры
и кулачки, которые в нужные моменты воздействуют
на звездочку управления продольной подачи,
быстрого перемещения и остановки стола
При полуавтоматическом цикле работы после
включения станка стол совместно с обрабатываемой
деталью быстро перемещается, пока обрабатываемая
деталь не подойдет к фрезе, затем включается
рабочая подача.
По окончании
обработки стол быстро возвращается в
исходное положение и автоматически останавливается.
Рабочий снимает обработанную деталь,
закрепляет заготовку и вновь включает
станок. Цикл повторяется.
При маятниковом цикле обрабатываемые детали устанавливаются
попеременно то с правой, то с левой стороны
стола. Последний непрерывно совершает
замкнутый цикл движений — быстрое перемещение
влево, рабочая подача влево, быстрое перемещение
вправо, рабочая подача вправо. Снятие
обработанной детали и закрепление заготовки
производятся рабочим во время фрезерования
детали, расположенной на другой стороне
стола
Скачкообразный цикл применяется для одновременного фрезерования
комплекта деталей, у которых обрабатываемые
поверхности расположены на значительных
расстояниях друг от друга. В этом случае
стол автоматически получает то быстрые,
то медленные перемещения в соответствии
с расположением обрабатываемых поверхностей
деталей.
Кинематика станка модели 6Н12ПБ
Движение резания. Электродвигатель мощностью 10 кВт (рис.
2, а) связан с валом I коробки скоростей полужестком
муфтой Вал II получает вращение через
зубчатую передачу 32—48. На валу II находится тройной блок
шестерен Б1, который может передать вращение
валу III с тремя различными скоростями.
Тройной блок шестерен Б2 увеличивает количество возможных
скоростей вращения вала IV до девяти. Вал V получает вращение от
вала IV через двойной блок шестерен Б3, благодаря чему количество скоростей
вращения увеличивается до 18 От вала V
движение передается шпинделю VII посредством коническом
передачи 32-42, вала VI и шестерен 86-58
Шпиндель
VII смонтирован в передвижной гильзе и
шлицевым концом связан с колесом 58. Как
видно из графика скоростей (рис. 2, в), шпиндель
имеет 18 различных скоростей вращения,
от 63 до 3150 об/мин.
Рисунок
2 – Кинематическая схема вертикально-фрезерного
станка модели 6Н12ПБ
Движения подач. Эти движения осуществляются от электродвигателя
мощностью 1,7 кВт (pиc, 2, а), вращение oт которого
через шестерни 26-44 и 24-64 передается коробке
подач. На валу XI коробки подач находится
тройной подвижной блок шестерен Б4, сообщающий валу XII три скорости
вращения. От вам XII, благодаря наличию
на валу XIII также тройного подвижного
блока шестерен Б5, последний получает девять различных
чисел оборотов. Когда подвижная шестерня
40 передвинута вправо (как показано на
схеме) и находится в зацеплении с муфтой
М1, вращение от вала XIII передается
широкому колесу 40 непосредственно. При
перемещении подвижной шестерни 40 влево
кулачковая муфта M1 выключается, а сама шестерня 40 входит
в зацепление с шестерней 18 двухвенцового
блока 45, 18, свободно сидящего на валу XII.
В этом случае широкое колесо 40 приводится
в движение через шестерни 13-45 и 18-40.
Структура
коробки подач ясна из графика, приведенного
на рис. 2, б.
От широкого
колеса 40 через предохранительную муфту
М4 при включенной кулачковой муфте
М2, вращение передается валу XIV. От
вала XIV через шестерни 36-27, вал XV, шестерни
18-33-37, вал XIX, коническую передачу 18-16, вал
XX, коническую передачу 18-18, кулачковую
муфту М5 и ходовой винт XXI сообщается продольная
подача сточу.
От вала
XIV через шестерни 36-27л вал XV, шестерни
18-33-37-33 и ходовой винт XXIII, при включенной
муфте М5 столу сообщается поперечная подача.
Вертикальная
подача осуществляется от вала XIV через
шестерни 36-27, вал XV, шестерни 18-33, муфту
М4, вал XVI шестерни 22-33, вал XVII, коническую
передачу 22-44 и ходовой винт XVIII
Вал XXIII
служит для привода накладного круглого
стога или делительной головки и связан
с ходовым винтом XXI шестернямя 30-15
Вспомогательные движения. Быстрые перемещения
стола во всех направлениях осуществляются
при включенном фрикционной муфте М3. В этом случае вращение от электродвигателя
мощностью 1,7 кВт, минуя коробку подач,
передается валу XIV через шестерни 26-44-57-43
и далее по кинематическим цепям рабочих
подач.
Ручные
перемещения стола, поперечных салазок
и консоли производятся соответственно
маховичками Мх2 Mх1 и рукояткой Р. Для удобства управления
в станке модели 6Н12ПБ продольное перемещение
стола может также осуществляться маховичком
Мх3, который связан с продольным ходовым
винтом XXI, конической передачей 23-24, кулачковой
муфтой М7 и шестернями 32-46. Маховичок Мх3 (поз. 9 на рис. 1) более удобно расположен
в рабочей зоне станка.
Кулачковые
муфты М7 и М6 сблокированы Когда включена муфта
М7 муфта М6 выключена, и наоборот.
Установочное
ручное перемещение шпинделя совместно
с гильзой производится маховичком Мх1, который через вал VIII и коническую
передачу 31-31 связан с ходовым винтом IX.
Последний сообщает движение гайке Г,
жестко закрепленной на гильзе шпинделя.
1.2 Описание конструкции системы
управления и принцип работы
проектируемого узла
Токарно-револьверный
станок имеет главное движение — вращательное
движение шпинделя с заготовкой, движение
подачи — перемещение суппорта в продольном
и поперечном направлениях. Цепь главного
движения. В токарно-револьверном станке
движение шпинделю сообщается от асинхронного
электродвигателя через клиноременную
передачу и шестеренную коробку скоростей.
С помощью блоков зубчатых колес коробка
скоростей сообщает шпинделю 18 частот
вращения. Привод главного движения имеет
различные частоты вращения в зависимости
от порядка включения блоков.
1.3 Расчет и обоснование
основных технических характеристик
проектируемого узла.
Проектируемый узел — привод главного
движения. Максимальная частота вращения
шпинделя , минимальная . Эффективная мощность привода . Число ступеней привода .