Курсовая работа: Процесс изготовления промежуточного вала коробки скоростей фрезерного станка с ЧПУ 6Р13Ф3-37

1

1

Содержание

Введение

1.1 Основная часть

1.2 Коробка скоростей токарно-винторезного станка ТВш-3

1.3 Деталь «Вал промежуточный»

2.1 Прогрессивный технологический процесс изготовления детали «Вал промежуточный»

2.2 Расчет режимов резания

Заключение

Список использованных источников

Приложение А - Сборочный чертеж коробки скоростей токарно-винторезного станка ТВш-3

Приложение Б - Спецификация коробки скоростей токарно-винторезного станка ТВш-3

Приложение В - Технический чертеж детали «Вал промежуточный»

Приложение Г - Упрощенный технологический процесс обработки детали «вал промежуточный»

Приложение Д - Расчеты режимов резания на операции точения, фрезерования и сверления

Введение

Механическая обработка металлов занимает значительное место в машиностроении. Совершенствование технологии изготовления заготовок привело к уменьшению припусков, а значит, и к снижению затрат на обработку резанием. Однако трудоемкость механической обработки продолжает оставаться значительной и зачастую составляет 50--60% от общего объема затрат на изготовление изделия. С повышением технических параметров машин возрастают требования к точности их деталей, что приводит к увеличению затрат рабочего времени на обработку резанием.

Таким образом, металлообработка занимает ведущее место в машиностроении, поэтому правильный выбор припусков заготовки, режимов резания и инструмента, а также высокая степень механизации и автоматизации обеспечивают снижение себестоимости и высокое качество выпускаемой продукции.

Резание металлов представляет собой сложный процесс. Он сопровождается деформациями, трением, тепловыделением, вибрациями и другими сопутствующими явлениями. Выявление их физической сущности имеет большое практическое значение, так как оно дает возможность управлять процессом резания, обеспечивая высокопроизводительную и экономичную обработку деталей.

В курсовой работе будет рассмотрен процесс изготовления промежуточного вала коробки скоростей фрезерного станка с ЧПУ 6Р13Ф3-37, расчет режимов резания и времени механической обработки.

токарный винторезный станок деталь вал промежуточный

1.1 Описание станка

Консольно-фрезерный вертикальный станок 6Р13Ф3 с ЧПУ запущен в производство в 1972 году. На базе этой модели были сконструированы станки:

· 6р13ф3-37 - консольно-фрезерный станок устройством ЧПУ Н33-2М;

· 6р13рф3 - консольно-фрезерный станок с револьверной головкой;

· ГФ2171 - консольно-фрезерный станок с инструментальным магазином

Вертикальный фрезерный станок 6Р13Ф3 предназначается для обработки разнообразных деталей сложного профиля из стали, чугуна, труднообрабатываемых цветных металлов, главным образом торцовыми и концевыми фрезами, сверлами в среднесерийном и мелкосерийном производстве.

Фрезерный станок модели 6Р13Ф3-37 оснащен, позволяющим вести обработку изделий в режиме программного управления одновременно по трем координатам: продольной и поперечной (перемещение стола и салазок с обрабатываемой деталью) и вертикальной (перемещение ползуна с инструментом).

1.2 Принцип работы, особенности станка и технические характеристики

Программируемое вертикальное перемещение (координата Z) осуществляется движением ползуна. Консоль фрезерного станка с ЧПУ 6Р13Ф3 имеет только установочное перемещение, исключающее позиционирование и работу в следящем режиме консоли, имеющей значительную массу. Повышается точность обработки, так как в процессе резания консоль всегда зажата.

Станок 6Р13Ф3 оснащен следяще-регулируемыми приводами подач с высокомоментными электродвигателями постоянного тока. Применение следящих регулируемых приводов с двигателями постоянного тока обеспечивает скорость быстрого перемещения стола до 4,8 м/мин и исключает брак детали при контурной обработке в случае отказа привода подач по одной из координат.

· Введена централизованная смазка направляющих.

· В станке применяется электромеханическое устройство зажима инструмента, обеспечивающее стабильное усилие зажима 2000 кг.

· Для выносного оборудования имеется готовая электропроводка со штепсельными разъемами.

· Шероховатость обработанной поверхности Rz = 20 мкм.

· Класс точности станка -- Н по ГОСТ 8--82.

· Разработчик -- Горьковское станкостроительное производственное объединение.

· Категория качества -- высшая.

Рисунок 1 - внешний вид станка 6Р13Ф3-37

Технические характеристики фрезерного станка с ЧПУ 6Р13Ф3-37

1.3 Основные узлы, движения в станке и система ПУ

Кинематическая схема станка представлена в (приложение Б)

Коробка скоростей установлена в корпусе станины и соединятся с электродвигателем при помощи упругой электромуфты, допускающей несоосность 0,5-0,7мм.

При помощи плунжерного насоса осуществляется смазка коробки скоростей. Производительность насоса 2 л/мин.

Коробка переключения скоростей обеспечивает требуемую скорость вращения без последовательного прохождения промежуточных ступеней.

Рукояткой 18 передвигает рейку 19, перемещаясь в осевом направлении главный валик 29 с диском переключателя 21.

Рейки попарно входят в зацепление с шестерней 32. На каждой паре реек крепится вилка переключателя. Перемещаясь, диск нажимает на штифт одной из пары, тем самым обеспечивает возвратно-поступательное движение реек.

Главное движение.

Шпиндель VIII получает вращение от асинхронного электродвигателяM1(N= 7,5кВт,n= 1450об/мин) через коробку скоростей с тремя передвижными блоками зубчатых колесБ1,Б2,БЗи передачиz = 39-39, z = 42-41-42 в шпиндельной головке. Механизм переключения блоков обеспечивает получение 18 частот вращения и позволяет выбирать требуемую частоту вращения без последовательного прохождения промежуточных ступеней.

Инструмент в оправке крепят вне станка с помощью сменных шомполов. Оправка имеет наружный конус 50 и внутренний конус Морзе № 4. Для крепления инструмента с конусами Морзе № 2 и 3 применяют сменные втулки. Зажим инструмента осуществляется электромеханическим устройством. Смазывание подшипников и зубчатых колес коробки скоростей осуществляется от плунжерного насоса, расположенного внутри коробки скоростей.

Движения подач.

Вертикальная подача ползуна со смонтированным в нем шпинделем осуществляется от высокомоментного двигателя М2(М= 13Н·м,n = 1000об/мин) через зубчатую пару z = 44-44 и передачу винт-гайка каченияVIIс шагомР= 5мм. Предусмотрено ручное перемещение ползуна. На валуXIустановлен датчик обратной связи - трансформатор типа ВТМ-1В.

Поперечная подача салазок осуществляется от высокомоментного двигателя М4(М= 13Н·м,n = 1000об/мин), через беззазорный редуктор z = 22-52-44 и винт-гайку каченияXVIIс шагомР= 10мм. Зазор в косозубых цилиндрических колесах1,3и5редуктора устраняют шлифованием полуколец2и4, устанавливаемых между колесами3и5.

Продольная подача стола происходит от высокомоментного электродвигателя МЗ(см. рис. 2) через беззазорный редуктор z = 26-52 и винт-ганку качения XIIIс шагом Р= 10мм. В редукторах продольного и поперечного перемещений установлены датчики обратной связи - трансформаторы типа ВТМ-1В. Зазор в направляющих стола и салазок выбирают клиньями. Зазор в передачах винт-гайка качения устраняют поворотом обеих гаек в одну сторону на нужное число зубьев.

Вспомогательные движения.

Специальными шестигранными выводами можно производить ручные перемещения по координатамX'иY'. Установочная вертикальная подача консоли осуществляется от электродвигателяМ5 (N = 2,2 кВт,n= 1500об/мин) через червячную пару z = 2-40 и ходовой винтXIX.

Система ЧПУ

В станке используется ЧПУ контурного типа - НЗЗ-2М. Программоноситель - восьмидорожковая перфолента, код ISO. Геометрическая информация задается в приращениях. Интерполятор - линейно-круговой. Число управляемых координат 3, число одновременно управляемых координат при линейной интерполяции 3, при круговой - 2. Дискретность отсчета по осям координат X', Y', Z 0,01мм. Пространственная обработка достигается сочетанием движения стола по двум координатам (X'иY') и вертикального перемещения ползуна с режущим инструментом (координатаZ). Возможна работа в режиме преднабора с введением программы в устройство ЧПУ непосредственно оператором с помощью клавиатуры.

2. Деталь «Вал»

Назначение: передача вращательного момента.

Материал: Сталь 25ХГТ ГОСТ 4543-2016 - сталь конструкционная, легированная.

Заготовка: Сортовой калиброванный кругляк диаметром ш=60мм и длиной L=224мм.

Габаритные размеры: длина L=220мм; диаметр ш=56мм.

Технологические и конструктивные элементы:

1) Два шпоночных паза длиной L=25мм, шириной В=14мм, глубиной h=5,5мм;

2) Два шпоночных паза длиной L=25мм, шириной В=10мм, глубиной h=5мм;

3) Два отверстия с резьбой М3х0,75 на торце вала для фиксации колеса;

4) Резьба М30х0,75 для регулировочной гайки;

5) Два центровых отверстия согласно ГОСТ 14034-74;

6) Канавки для выхода шлифовального круга R1,6

Шероховатости поверхностей: цапфы для посадки подшипников качения Ra 1,6; шейки для базирования неподвижных шестерен Ra 1,6; шпоночные пазы Ra 3,2; переход ш=56мм Ra 6,3; поверхности торцов Ra 2,5 и Ra 12,5.

Самые точные размеры: диаметральный размер цапф ш35m6; Диаметральный размеры шеек вала ш34 -0,025 и ш45 -0,025.

Термическая обработка: Закалка ТВЧ на глубину 0,4...0,7 35...45НRc.

Тип производства: Среднесерийное (рис.2) (масса изделия 4,89 кг)

Рисунок 2 - виды производства по выпуску продукции

Технический чертеж детали «Вал» представлен в (приложении Б)

3. Технологический процесс изготовления детали «Вал промежуточный»

005 Станок: полуавтомат ленточнопильный FMB OLIMPUS 1 (рис.3)

Рисунок 3 - внешний вид полуавтомата ленточнопильного

010 Станок: ОЦ с ЧПУ OKUMA MULTUS B300 2 (рис.4)

Рисунок 4 - внешний вид ОЦ с ЧПУ

Инструмент и оснастка:

Режущий инструмент подбираем исходя из следующих критериев:

1) Практический опыт работы инструментом;

2) Вид материала, твердость, механические свойства;

3) Количество режущих кромок;

4) Качество инструмента;

5) Ценовой диапазон;

6) Стойкость.

Соблюдая все параметры, выберем фрезерный и токарный инструмент фирмы ISCAR, для обработки легированных и закаленных сталей, твердосплавной, цельный. Сверла используем отечественного производства из легированной стали Р5М6, ввиду их надежности, дешевизны и большого запаса на производстве.

• Цельно-твердосплавная концевая фреза (рис.5) для обработки пазов и уступов ш=8мм, R0,25. EC-H8 08-16C08CF-H63 IC902

Рисунок 5 - внешний вид фрезы

• Сверло из быстрорежущей стали Р5М6 ГОСТ 10902-77 ш=2,5мм под резьбу М3х0,5-6Н (рис.5)

Рисунок 5 - внешний вид сверла

• Метчик из быстрорежущей стали Р5М6 2620-1061 ГОСТ 3266-81 М3х0,5-6Н (рис.6).

Рисунок 6 - внешний вид центровочного сверла

• Сверла центровочные из быстрорежущей стали Р5М6 2317-0009 ГОСТ 14925-75 ш=6,3мм и 2317-0001 ГОСТ 14925-75 ш=3,5мм (рис.7).

Рисунок 7 - внешний вид центровочного сверла

· Лезвие для отрезки с мех. креплением пластинок из твердого сплава. ISC2860059 (рис.8).

Рисунок 8 - внешний вид лезвия.

• Блок для отрезного лезвия ISC2300777. (рис.9).

Рисунок 9 - внешний вид блока.

• Державка для наружной резьбы с мех. креплением пластинок из твердого сплава. ISC3326460 (рис.10)

Рисунок 10 - внешний вид державки

· Набор для наружного точения широкоуниверсальный. ISC3602365 (рис. 11)

Рисунок 11 - внешний вид набора.

• Центр вращающийся высокоточный типа M11 с коническим хвостовиком (рис.11)

Рисунок 11 - внешний вид вращающегося центра

Крепление инструмента: Инструментальные блоки (рис.12).

Закрепление заготовки в основном шпинделе: Станочный цанговый патрон с комплектом сменных цанг (рис.13).

Закрепление заготовки в противошпинделе: Станочный цанговый патрон с комплектом сменных цанг (рис.13).

Рисунок 12 - крепление инструмента.

Рисунок 13 - крепление заготовки и положение рабочих органов станка.

СОЖ: Эмульсия минеральная Blaser Blasocut 4000 Strong.

Дополнительный обдув инструмента: нет.

Мощность главного привода: 30 кВт.

Съем заготовки: Вручную.

Удаление стружки: Гусеничный конвейер.

Упрощенный технологический процесс обработки детали «Вал промежуточный» показан в (Приложении Г)

2.2 Расчет режимов резания

Точение: Контурное точение: