Материал: Наладка станка с ЧПУ на обработку типовой детали

Наладка станка с ЧПУ на обработку типовой детали

Содержание

Введение

1. Анализ конструкции детали и технологии её изготовления

1.1 Краткое описание детали, технические условия

.2 Материал детали, химический состав и физико-механические свойства

.3 Качественный анализ технологичности конструкции детали

2. Выбор станка и анализ конструкции его типовых узлов

2.1 Выбор модели станка для обработки заданной детали, его технические характеристики и компоновка

.2 Анализ конструкции основных узлов станка

.2.1 Анализ конструкции шпиндельного узла и автоматической коробки скоростей

.2.2 Конструкция механизма смены инструмента

.2.3 Конструкция задней бабки

.2.4 Гидрооборудование станка

3. Выбор оснастки для обработки деталей

3.1 Выбор приспособления для закрепления детали

.2 Выбор режущего и вспомогательного инструмента

.3 Расчет режимов резания

4. Наладка станка

4.1 Системы координат станка, приспособления, инструмента и детали

.2 Установка и закрепление детали в приспособлении

.3 Наладка режущего инструмента

.4 Разработка карты наладки станка

Заключение

Список литературы

Приложение

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. Анализ конструкции детали и технологии её изготовления.

.1 Краткое описание детали, технические условия

Деталь "Втулка" относится к группе тел вращения с габаритными размерами 300мм Ч250мм. Деталь состоит из цилиндрического основания и цилиндрической бобышки. Цилиндрическое основание является черновой базой и имеет диаметр 300мм и высотой 70мм. На нем расположены 3 отверстия диаметром 30мм по диаметру 220 мм через всю длину детали имеется сквозное отверстие диаметром 100 мм. На цилиндрической поверхности бобышки диаметром 140h7 имеется технологическая канавка и резьбовое отверстие М12.

Деталь типа "Втулка" применяются в сверлильных приспособлениях (для центрирования и исключения возможности отвода сверла); для установки в шарикоподшипниковых соединениях, закрепления, ограничения износа и вылета сопрягаемых конструкций.

Рис. 1 Деталь «Втулка»

Технические условия:

1). Допуск биения торца фланца относительно Ш 140h7-0,02 мм;

). Допуск биения сквозного отверстия относительно Ш 140h7-0,05 мм

). Неуказанные предельные отклонения размеров: отверстий - по Н14, валов - по h14, остальных - ± НТ14/2.

Деталь “Втулка” изготавливается из углеродистой качественной конструкционной стали 45 ГОСТ 1050 - 88.

.2 Материал детали, химический состав и физико-механические свойства

Химический состав стали 45, %

Углерод С     0,42…0,5

Кремний Si    0,17..0,37

Марганец Mn                                                                    0.5…0,8

Медь Cu        до 0,25

Сера S           не более 0,04

Фосфор P      не более 0,035

Хром Cr        до 0,25

Никель Ni      до 0,25

Физико-механические свойства.

В условии задания указана твердость детали НВ 260..280.

.3 Качественный анализ технологичности конструкции детали

Рассматривая конструкцию детали с точки зрения технологичности изготовления, замечаем следующее:

). Все поверхности детали доступны и удобны при механической обработке.

). Деталь прочная и жесткая, что позволяет применять оптимальные режимы резания и усилие закрепления детали.

). Точность механически обрабатываемых поверхностей не превышает 7 квалитет, что позволяет вести механическую обработку детали на станках нормальной точности.

). Шероховатость механически обрабатываемой поверхности Rа = 1,25 мкм по базе А, что требует производить отделочные операции.

). Выполнение технических требований чертежа детали не представляет трудностей при выполнении принципа единства и преемственности баз в серийном производстве.

Учитывая вышеизложенное, можно заключить, что конструкция детали технологична.

втулка резание токарный

2. Выбор станка и анализ конструкции его типовых узлов

.1 Выбор модели станка для обработки заданной детали, его технические характеристики и компоновка

Выбор обрабатывающего станка осуществляется в соответствии с методическими указаниями к курсовой работе по диаметру заготовки с таблицы №2 Рекомендуемые модели станков ЧПУ для обработки деталей типа дисков. В нашем случае Dmax=300 мм, по этому выбираем токарный станок 1740РФ3.

Станки модели 1740РФ3 предназначены для токарной обработки деталей в патроне или центрах деталей сложной конфигурации: обточки цилиндрических, конических и сферических поверхностей, подрезки торцов, прорезки различных канавок, нарезания резьбы, сверления, развертывания центральных отверстий, растачивания в условиях серийного, крупносерийного производства

Техническая характеристика токарного станка 1740РФ3:

Наибольший диаметр изделия, устанавливаемого над станиной, мм 680

Наибольший диаметр обрабатываемого изделия, мм:

над суппортом 400

над станиной  630

Наибольшая длина устанавливаемого изделия, мм:

в патроне 400

в центрах 1500

Наибольший диаметр сверления, мм 40

Количество позиций в револьверной головке 12

Сечение устанавливаемых резцов, мм  32 х 25; 32 х 32

Частота вращения шпинделя, об/мин (* - с поджимом задней бабкой)  10…2500 (1600*)

Наибольший рабочий ход суппорта, мм:

Продольный 1520

поперечный  385

Диапазон рабочих подач суппорта, мм/мин:

продольных 0,1...10000

поперечных 0,1...10000 

Скорость быстрых перемещений суппорта, мм/мин:

в продольном направлении 10000

в поперечном направлении 10000 

Конус в шпинделе задней бабки по ГОСТ 25557-82 Морзе № 6

Наибольший ход пиноли задней бабки, мм 200

Расстояние от основания полуавтомата до оси центров, мм 1160

Мощность главного привода, кВт 51

Габариты полуавтомата без гидростанции, мм 4490 х 2490 х 3100

Масса полуавтомата без гидростанции, кг 15000

.2 Анализ конструкции основных узлов станка

Роботизированный комплекс типа ЛАС - ЧПУ, общий вид которого приведен на листе 20 (см. приложение), предназначен для токарной обработки валов различной конфигурации в мелкосерийном и серийном производствах.

Комплекс обычно используется как роботизированная технологическая линия с последовательной обработкой заготовки на двух установленных навстречу друг другу токарных патронно-центровых станках с ЧПУ (поз. 1и 2) моделей 1Б732Ф3У3 или 1740РФ3. При таком расположении станков возможна двусторонняя обработка заготовки без необходимости поворота ее на 180є. Обслуживание станков осуществляется специальными промышленными роботами 3 портального типа мод. СМ160Ф2.05.01, имеющим двурукое исполнение.

На станках комплекса можно производить черновую и чистовую токарную обработку в центрах цилиндрических, конических и фасонных поверхностей, галтелей, фасок, прорезку различных канавок, нарезание резьбы резцом и другие операции.

Принципиальная гидравлическая и кинематическая схемы базового патронно-центрового токарного станка с ЧПУ мод. 1740РФ3, встраиваемого в РТЛ типа ЛАС-ЧПУ, приведены на листе 21(см. приложение).

Характерной особенностью данного станка является большая мощность электродвигателя главного движения (Р_н = 37 кВт), позволяющая производить как черновую токарную обработку заготовок с большим припуском (поковок и круглого проката), так и чистовую с высокой степенью точности и хорошими параметрами шероховатости поверхности.

Перемещение суппорта по координатным осях X и Z осуществляется с помощью шариковинтовых пар, которые получают вращение от высокомоментных электродвигателей постоянного тока. С ходовыми винтами соединены датчики перемещений типа резольверов.

Суппорт снабжен 12-позиционной револьверной головкой, которая приводится гидромотором через понижающую зубчатую передачу и мальтийский механизм. Зажим и разжим револьверной головки осуществляется гидроцилиндром. На штоке гидроцилиндра установлена поворотная планшайба, прижимаемая при зажиме к торцевой зубчатой муфте.

Задняя бабка, установленная на нижних направляющих станины, может автоматически перемещаться от гидромотора через электромагнитную муфту и винтовую передачу. Пиноль задней бабки перемещается в расточке корпуса при помощи гидроцилиндра.

Люнет, предназначенный для поддержки обработанной заготовки, установлен на каретке, которая может перемещаться передачей винт-гайка через электромагнитную муфту от гидромотора. Поддержка заготовки в люнете осуществляется тремя роликами, два из которых устанавливаются на верхних концах боковых рычагов, а один - на нижнем центральном рычаге. Выдвижение рычагов люнета осуществляется гидроцилиндром.

Для удаления стружки станок снабжен двумя шнековыми конвейерами.

Централизованная подача масла к узлам станка обеспечивается двумя станциями смазывания. От отдельного электронасоса осуществляется подача СОЖ к каждому инструменту, установленному в револьверной головке.

.2.1 Анализ конструкции шпиндельного узла и автоматической коробки скоростей

Конструкция шпиндельной коробки станка мод. 1740РФ3 показана на листе 22(см. приложение). Шпиндельная коробка - трехваловая с литым чугунным корпусом 1. Входной вал 17 получает вращение через упругую втулочно-пальцевую муфту 2 непосредственно от электродвигателя постоянного тока. На валах 17 и 18 установлены два подвижных зубчатых блока с шестернями 3, 4 и колесами 5, 6, комбинация включения которых позволяет получить на шпинделе 7 (вал 19) четыре диапазона частот вращения (см. приложение лист 21). Правая опора шпинделя представляет собой комбинацию двухрядного радиального роликоподшипника 8 (приложение лист 22) с радиально-упорным двухрядным шарикоподшипником 9, а опора выполнена в виде двухрядного радиального роликоподшипника 10. Регулирование радиального зазора левого роликоподшипника осуществляется подгонкой компенсатора 11, а правого - гайками 12 и 13. Натяг правой опоры шпинделя регулируется гайкой 14. Монтаж и демонтаж роликоподшипников 8 и 10 выполняется при подаче масла под давлением в специальные отверстия в шпинделе.

На левом торце шпинделя через переходный фланец крепится гидроцилиндр 15 (см. приложение лист 21) зажима патрона.

На заднем торце шпиндельной коробки установлен датчик резьбонарезания, обеспечивающий синхронизацию частоты вращения шпинделя и подачи суппорта. Внутри корпуса размещен механизм 17 автоматического переключения диапазонов частот вращения шпинделя.

.2.2 Конструкция механизма смены инструмента

На листе 23 (см. приложение) показана конструкция 12-позиционной револьверной головки, корпус 1 который крепится на поперечной каретке 2 суппорта.

На корпусе 1 и поворотной полушайбе 3 закреплены торцевые зубчатые полумуфты 4 и 5, которые при сцеплении осуществляют базирование и фиксацию планшайбы. На планшайбе имеются 12 осевых отверстий для установки цилиндрических хвостовиков резцедержателей 6 с инструментом 7. Зажим резцедержателей осуществляется клином. В каждой позиции резцедержателей имеется канал для подвода охлаждения. Зажим и разжим револьверной головки выполняет гидроцилиндр 8, на штоке 9 которого установлена поворотная планшайба 3.

Привод поворота револьверной головки осуществляется от гидромотора 10 через зубчатое колесо 11 с двумя водилами12, которые при вращении входят в пазы мальтийского креста 13, жестко соединенного с валом 14. Мальтийский механизм поворота позволяет осуществить вращение в обе стороны и точный останов планшайбы 3 в заданной позиции.

На задней стенке корпуса 15 механизма поворота установлен конечный выключатель 16, контролирующий начальное угловое положение колеса 11 с водилами 12.

На валу 14 установлены упоры, воздействующие при разжиме и зажиме револьверной головки на соответствующие конечные микровыключатели 18. С валом 17 соединен кодовый датчик 19 для возможности автоматического выбора заданной позиции револьверной головки.

2.2.3 Конструкция задней бабки

Конструкция автоматизированной задней бабки станка мод. 1740РФ3 показана на листе 24 (см. приложение). Корпус 1 задней бабки прижимается к направляющим станины 2 двумя планками 3, 4 и клином 5 за счет подачи масла под давлением в полости между планками, герметизированными резиновыми уплотнителями. Отжим осуществляется под действием тарельчатых пружин 6.

Продольное перемещение задней бабки осуществляется ходовым винтом 7 (см. также кинематическую схему на листе 21). Пиноль 8 задней бабки, установленная в расточке корпуса 9, перемещается гидроцилиндром 10. Расположенный внутри пиноли шпиндель 11 установлен на подшипниках, имеющих в передней части надежное уплотнение. В коническом отверстии шпинделя устанавливается центр 12 с конусом Морзе №6. Корпус 9 пиноли выставляется относительно оси шпинделя станка путем подгонки планок 13 и регулирования винтами 14. Осевое перемещение пиноли контролируется конечными выключателями 15.

.2.4 Гидрооборудование станка

Конвейер для стружки, конструкция которого показана на листе 25 (см. приложение), устанавливается в средней части основания перпендикулярно оси шпинделя, обеспечивая тем самым сбор стружки в тару с задней стороны станка. Привод конвейера осуществляется от электродвигателя 1 через червячный редуктор 2 и предохранительную муфту 3 (см. также кинематическую схему на листе21). От редуктора движение передается (см. лист 25) валом 4 с двумя шарнирными муфтами 5и 6 через распределительную коробку 7 к шнекам 8.

Шнеки располагаются в желобах 9 с лотками 10, в которых собирается стружка и транспортируется за пределы станка. Ширина каждого из двух лотков 1000 мм, что обеспечивает большую вместимость накопителя стружки.

3. Выбор оснастки для обработки деталей

Повышение производительности механической обработки в значительной степени зависит от уровня механизации и автоматизации станочных приспособлений. Анализ времени обработки на универсальных металлорежущих станках показывает, что время резания составляет 17..38% штучного-калькуляционного времени, а остальное (вспомогательное) время затрачивается в основном на установку и закрепление (раскрепление и съём) заготовки.

Существенно повысить производительность обработки можно лишь при резком сокращении вспомогательного времени благодаря применению прогрессивной технической оснастки, в частности быстродействующих механизированных приспособлений. Наиболее значительную долю в общем парке технической оснастки составляют приспособления, применяемые для установки и закрепления заготовок деталей, обрабатываемых на металлорежущих станках. Второе же место остается за выбором режущего инструмента.

3.1 Выбор приспособления для закрепления детали

Закрепление детали типа Диск осуществляется в патроне станка. Для станка мод. 1740РФ3 рекомендуется применение шпинделя с условным номером 11, приведенным в задании.

Обозначения фланцевого конца шпинделя с условным размером 11 и цилиндрическим отверстием: