Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
Практическая работа №7
по теме «Станки их назначение и технологические возможности»
Задачи:
Сверлильные станки.
______ и ________об/мин
А.
|
|
3 |
6 |
12 |
20(18) |
25 |
40(35) |
50 |
80(75) |
|
Наибольший ход шпинделя,мм |
40 |
70 |
100 |
150 |
200 |
250 |
300 |
350 |
Б.
|
Вид обработки |
Квалитеты |
Классы шероховатости |
|
Сверление |
11...12 |
4...5 |
|
Зенкерование |
9...11 |
5...6 |
|
Развертывание |
7...9 |
7...8 |
Радиально-сверлильные станки.
Сверлильные станки с ЧПУ.
Сверлильные станки предназначаются для обработки отверстий сверлением, зенкерованием, развертыванием, а также для нарезания резьбы в отверстиях метчиками.
По конструкции сверлильные станки подразделяются на три основные подгруппы:
По количеству шпинделей сверлильные станки различают на:
Принцип работы сверлильного станка понятен из структурной схемы рис.2.68. Движение шпиндель 1 получает от двигателя М1 по цепи а-б--в-г. Со шпинделя вращательное движение снимается колесом 5 и далее поступает на реечное колесо 4, которое сцеплено с рейкой 3, закрепленной на гильзе 2. Гильза 2 и проходящий сквозь нее и имеющий возможность свободно в ней вращаться шпиндель 1 получает, таким образом, поступательное движение . Следовательно, инструмент, закрепляемый в нижнем конце шпинделя, будет одновременно вращаться () и перемещаться поступательно ().
Рис. 2.68.Структурная схема вертикального сверлильного станка.
На рис. 2.69, а показана компоновочная схема вертикально-сверлильного станка, основными узлами, которых являются:
Изменение частоты вращения шпинделя в коробке в подавляющем большинстве производится ступенчато:
В некоторых моделях сверлильных станков механизмы главного движения и подач монтируются в общем корпусе 6 (рис. 2.69,б) и составляют один узел, называемый шпиндельной головкой. В этих станках установочное движение совершает шпиндельная головка относительно станины.
|
а |
б |
|
Рис. 2.69. Варианты компоновки вертикально-сверлильных станков. |
Вертикально-сверлильные станки малых размеров настольные сверлильные станки изготавливают без коробки подач. Вертикальное перемещение в них осуществляется только вручную.
Кинематическая схема вертикально-сверлильного станка модели 2Н135 показана на рис.2.70.
Рис. 2.70. Кинематическая схема вертикально-сверлильного станка мод.2Н135.
Главное вращательное движение получает шпиндель VI от электродвигателя М, через 12-ти скоростную коробку.
Наименьшую скорость вращения шпиндель получает по кинематической цепи:
об/мин,
при этом вращение получает втулка VI, сквозь шлицевое отверстие которой проходит шлицевый конец шпинделя VI.
Наибольшая частота вращения шпинделя - при следующих включениях в коробке скоростей:
об/мин.
Движение подачи осуществляется при помощи реечной передачи . Рейка размещается на гильзе VII, сквозь которую проходит вращающийся шпиндель. Вместе с гильзой он получает поступательное движение от реечного колеса, сидящего на одном валу с червячным колесом Z61, приводимым червяком К1 через коробку подач, имеющую 9-ть ступеней.
Ведущий вал коробки подач IX получает вращение от втулки VI через передачи Z34 Z60 и Z19 Z54.
Минимальная подача по кинематической цепи:
мм/об.
В соответствии о ГОСТ 1227-79Е выпускаются вертикально свepлильные станки со следующими основными характеристиками (табл. 2.6.).
Таблица 2.6. Основные размеры вертикально-сверлильных станков.
|
|
3 |
6 |
12 |
20(18) |
25 |
40(35) |
50 |
80(75) |
|
Наибольший ход шпинделя,мм |
40 |
70 |
100 |
150 |
200 |
250 |
300 |
350 |
Таким образом, размеры обрабатываемых деталей и отверстий в них характеризуются основными размерам станков.
Достигаемые точность и шероховатость обработки характеризуются следующими величинами (табл. 2.7).
Таблица 2.7. Точность и качество обработки на сверлильных станках.
|
Вид обработки |
Квалитеты |
Классы шероховатости |
|
Сверление |
11...12 |
4...5 |
|
Зенкерование |
9...11 |
5...6 |
|
Развертывание |
7...9 |
7...8 |
Вертикально-сверлильные станки и радиально сверлильные станки применяются в основном в единичном и мелкосерийном производстве для обработки отверстий в различных материалах, а также для нарезания резьбы метчиками, для чего они обеспечиваются специальными патронами.
В случае необходимости универсальные станки этой группы снабжаются соответствующими устройствами и могут применяться в серийном и даже крупносерийном производстве.
Радиально-сверлильные станки.
Сверление, зенкерование, развертывание отверстий, удаленных от краев заготовки, а также для получения и обработки отверстий в крупных заготовках 4, установка которых на столе вертикально-сверлильных станках невозможна или неудобна, а также нарезание резьбы в отверстиях метчиками используются радиально сверлильные станки (рис.2.71). На фундаментной плите 5 крепится неподвижная колонна с поворотной гильзой 1, на которой закреплена консоль или рукав 2. Вертикальное перемещение консоли по гильзе при помощи двигателя 6. Консоль имеет шпиндельную головку 3 и шпиндель, который от электродвигателя 7 коробки скоростей и подач получает (вращательное) движение В1 и движение подачи (поступательное вдоль оси шпинделя) П2. Шпиндельная бабка имеет возможность перемещаться по направляющим рейкам консоли 2 с помощью специальной рукоятки, обеспечивая поступательное перемещение (установочное движение) П3(У). Поворот консоли вокруг колонны на определенный угол производят механически или вручную.
Для выполнения различных сверлильных операций и в зависимости от вида обрабатываемых заготовок станки выпускаются различной компоновки (рис.2.72).
|
Рис. 2.71. Компоновка радиально-сверлильного станка. |
Рис. 2.72. Типы компоновок радиально-сверлильных станков а - стационарная общего назначения; б - с колонной, перемещающейся по направляющим станины; в - передвижная по рельсам; г - переносная |
Сверлильные станки с ЧПУ
Сверлильные станки с ЧПУ оснащаются в основном позиционными системами программного управления и предназначаются для сверления, рассверливания, зенкерования, развертывания и нарезания резьбы в деталях типа крышек, фланцев, панелей и т.д. без предварительной разметки и без применения кондукторов. На рис. 2.73 показаны две наиболее распространенные компоновочные схемы вертикально-сверлильных станков.
Одношпиндельный станок с крестовым столом (рис. 2.73, а) обеспечивает возможность сверления отверстий по заданным координатам их осей. Программой предусматривается последовательное перемещение и из одной координаты в другую, третью и т.д.
|
Рис. 2.73. Схемы компоновки вертикальных сверлильных станков с ЧПУ: а- одношпиндельный с крестовым столом, б- с многопозиционной револьверной головкой. |
Более широкими возможностями обладает сверлильный станок с многопозиционной револьверной головкой 5, каждый шпиндель которой получает вращение лишь в рабочей позиции (рис. 2.73, б) инструменты устанавливаются вручную, а поворот головки и включение в работу нужного инструмента осуществляется автоматически по заданной программе. Вращение шпинделя и продольная подача обеспечиваются через ступенчатые коробки скоростей и подач, управляемые, как правило, вручную или по программе при автоматизации переключения блоков от гидроцилиндров.
Стол станка 3 с кареткой 2 обеспечивает установку координат оси обрабатываемого отверстия по заданной программе. Перемещение стола и производится от отдельных двигателей через передачи винт-гайка качения.
Область их применения сверлильных станков с ЧПУ - серийное и крупносерийное производство.
Точность и качество обработанных поверхностей такие же, как и при обработке на обычных сверлильных станках. Точность координат обрабатываемых отверстий определяется дискретностью отсчета по координатам, и может достигать в современных станках высокой точности 0,005 мм.
Расточные станки предназначаются, также как и сверлильные, для обработки отверстий, как правило, путем растачивания предварительно полученных поверхностей отливкой, прошивкой и др. Кроме того, на расточных станках можно обтачивать торцовые поверхности, фрезеровать плоскости, нарезать резьбы, сверлить и зенкеровать.
Расточные станки подразделяются на:
Схемы основных операций, производимых на горизонтально-расточных станках.
На рис. 2.74 показаны схемы основных операций, производимых на горизонтально-расточных станках, и движения, обеспечиваемые механизмами станка для их осуществления.
При растачивании сквозных отверстий (рис. 2.74, а) резцы 3 устанавливаются в оправке 2, называемой борштангой, которая правым концом своим закрепляется в шпинделе 5, а левым - в люнете задней стойки 1. Вращательное главное движение шпинделем 5 сообщается резцам 3. Движение подачи также получают резцы вместе со шпинделем 5. В этом случае планшайба 7 и суппорт планшайбы 6 остаются неподвижными.
При расточке отверстий большого диаметра (рис. 2.74,б) оправка с резцом устанавливается на суппорте планшайбы. Главное движение резцы получают от планшайбы. Продольную подачу получает заготовка вместе со столом, на котором она устанавливается.
Рис. 2.74. Схемы выполнения различных операций на расточных станках.
На станке возможно одновременное растачивание отверстия и торцовое точение (рис. 2.74,в). В этом случае шпиндель с расточной оправкой получает одно вращательное движение и продольную подачу , а резец для подрезки торца - другое вращательное движение от планшайбы и радиальную подачу .
При расточке конических отверстий применяют специальную оправку (рис. 2.74,г), состоящую из корпуса 3, по наклонной поверхности которого перемещается при помощи ходового винта 4 резцовая каретка 5. Ходовой винт 4 приводится в движение от храпового колеса 2, получающего импульс за один оборот оправки во время прохождения его под неподвижным упором 1.
Устройство горизонтально-расточного станка можно представить из компоновочной схемы рис . 2.75.
Рис. 2.75. Схема компоновки горизонтального расточного станка.
На станине 3 размещается неподвижно передняя стойка 10, по вертикальным направляющим которой перемещается для установки оси шпинделя по высоте шпиндельная бабка 9. В шпиндельной бабке размещается привод главного движения и привод подач, обеспечивающие главное вращательное движение расточному шпинделю 6 и планшайбы 8 , а также движение радиальной подачи суппорту планшайбы 7 и движение подачи столу 4. Рабочий стол 4 монтируется на каретке 5, которая перемещается от ходового винта по продольным направляющим станинам. Задняя стойка 1 несет люнет 2, предназначенный для крепления левого конца резцовой оправки. Предусмотрено вертикальное перемещение люнета 2 синхронно со шпиндельной бабкой 9. Задняя стойка может перемещаться по станине в зависимости от длины применяемой борштанги.
Координатно-расточные станки
Координатно-расточные станки обеспечивают, кроме расточки отверстий и фрезерования плоскостей, точную установку по координатам, например, для расточки двух и более отверстий, связанных между собой жесткими допусками на межосевые расстояния.
Координатнорасточные станки имеют вертикальную ось шпинделя и изготавливаются одно- и двухстоечными с поперечиной. Установочное движение по координатам в одностоечных станках выполняет стол, имеющий возможность точно перемещаться в горизонтальной плоскости в двух взаимно перпендикулярных направлениях.
Характерной конструктивной особенностью этих станков является наличие точного отсчетного устройства.
Эти устройства могут быть:
Станки подразделяются на двух стоечные с вертикальной осью шпинделя (рис. 2.76, а) и одностоечные с вертикальной (рис. 2.76, б) и горизонтальной (рис. 2.76, в) осью шпинделя (в отечественном станкостроении горизонтальные компоновки не используются). Двух стоечные станки могут изготавливаться с одной или двумя шпиндельными бабками. Преимущество двух стоечной компоновки состоит в том, что благодаря симметричной конструкции тепловые деформации меньше сказываются на точности. Кроме того, погрешность положения по каждой оси (перемещение стола 2 или шпиндельной бабки 1) не зависит от погрешности перемещений по другим осям. Одностоечная компоновка (рис. 2.76, б) обеспечивает хороший доступ к заготовке. В ней имеет место взаимное влияние перемещений столов на точность по каждой координате. Вследствие вылета шпиндельной головки температурные деформации выше в 2…3 раза, чем в двухстоечных станках. Компоновка с горизонтальной осью (рис. 2.76, в) имеет более широкие технологические возможности и позволяет обрабатывать заготовки большой высоты, однако достижение высокой точности значительно сложнее.
|
а |
б |
в |
|
Рис. 2.76. Компоновки станков. |
Станки выпускаются с разным уровнем автоматизации: от станков с ручным перемещением столов по координатным осям до станков с ЧПУ. Привод главного движения обычно выполняют регулируемым минимальным количеством зубчатых колес. Величина подачи гильзы шпинделя лежит в пределах 0,01...0,2 мм/об, (часто берет движение от главного привода). Подача столов происходит со скоростью от 0,5 до 3 м/мин.
Алмазно-расточные станки
Алмазно-расточные станки обеспечивают расточки двух и более отверстий, связанных между собой жесткими допусками на межосевые расстояния и установку по координатам с точностью до 0,001 мм.
Вертикальные алмазно-расточные станки (рис. 2.77, д, е) целесообразно применять для обработки глубоких отверстий, при растачивании которых прогиб расточных оправок от собственного веса может существенно снизить точность обработки. На таких станках удобно обрабатывать отверстия, оси которых перпендикулярны базовой плоскости. Вертикальные станки позволяют экономить производственную площадь до 30%. Вместе с тем они уступают горизонтальным по точности, так как при перемещении расточной головки по направляющим стойки 7 (рис. 2.77, д) работают вспомогательные грани (планки) под воздействием веса головки 3.
|
а |
б |
в |
|
г |
д |
е |
|
Рис. 2.77. Компоновки алмазно-расточных станков 1 - станина, 2 - мостик, 3 - шпиндельная головка, 4 - шпиндель, 5 - стол, 6 - основание, 7 - колонна, 8 - суппорт. |
Вертикальные станки выпускаются с подвижными шпиндельными головками, шпинделями (рис. 2.77, д) или с подвижными инструментальными суппортами (рис. 2.77, е). Наиболее распространены станки с подвижными шпиндельными головками при верхнем расположении шпинделей (рис. 2.77, д). Обычно станки изготовляются одношпиндельными и снабжены столом, имеющим установочные перемещения в горизонтальной плоскости. Такие станки применяются в единичном и мелкосерийном производстве.
Станки, показанные на рис. 2.77, е, применяются для чистовой обработки круглых деталей большого диаметра. Деталь закрепляется в патроне шпинделя, расположенного в нижней части станка. Инструментальные суппорты обеспечивают рабочую подачу резцов в вертикальном направлении.
Наклонные станки применяются для растачивания блоков цилиндров двигателей.
Комбинированные алмазно-расточные станки (рис. 2.77,з) предназначены для одновременного растачивания отверстий с параллельными и перпендикулярными осями.
Вопросы для самоконтроля:
.Многооперационные станки предназначаются для обработки деталей сложных форм с одной установки.
На них производится:
Отличительной особенностью таких станков является наличие магазина инструментов. В некоторых моделях многооперационных станков емкость таких магазинов превышает 130 инструментов, выпускаются такие станки и со сменными магазинами.
Различают две компоновочные группы таких станков: вертикальные и горизонтальные, определяемые положением оси шпинделя в его рабочем состоянии.
Примеры вертикальных компоновочных многооперационных станков показаны на рис. 2.78. Столы таких станков выполняются крестовыми, обеспечивающими два взаимно перпендикулярных движения и в горизонтальной плоскости. Это движение программируется по непрерывной системе.
Инструменты располагаются либо каждый в своем шпинделе, либо в инструментальном магазине.
На рис. 2.78,а изображен станок с магазином шпинделей 5, оснащенных разнообразным инструментом (сверлами, зенкерами, фрезами различных диаметров и формы и т.д.).
В рабочую позицию необходимый шпиндель подается вращением магазина . В этой позиции он получает движения и от привода станка. Движение вертикальной подачи , а также поворот магазина шпинделя программируется. Емкость магазина достигает 20 шпинделей, оснащенных соответствующими инструментами. Время смены шпинделя незначительно, оно не превышает 2...5 секунд.
Близкое расстояние между шпинделями в магазине ограничивает наибольший диаметр устанавливаемых инструментов в пределах до 120 мм.
Станки такого типа применяются для обработки несложных корпусных деталей.
Технологические возможности таких станков расширяются путем применения поворотных вокруг горизонтальной оси столов, устанавливаемых на рабочий стол 3. Движение таких поворотных столов также программируется и позволяет обработку деталей с четырех сторон при одной установке.
Другой пример вертикальной компоновки многооперационного станка показан на рис. 2.78,б. На самом деле револьверную головку можно оснастить не только сверлами и зенкерами, но и фрезами, а крестовому столу задать движение не только по координатам (позиционная система ЧПУ), но и по контуру. Правда, емкость магазина таких станков невелика, поэтому магазин для них делают иногда не поворотным, а цепным (рис. 2.79).
|
а |
б |
|
Рис. 2.78. Схемы компоновок многооперационных станков. |
На рис. 2.78,б представлена схема вертикального многопозиционного станка с круглым магазином инструментов 4 и одним шпинделем с вертикальной осью, расположенным в шпиндельной головке 6. Смена инструмента производится по заданной программе манипулятором 5, расположенным в зоне между магазином и шпинделем и обеспечивающим удаление инструмента из конца шпинделя и перенос в гнездо магазина, а после поворота магазина запрограммированную позицию захват инструмента из гнезда магазина, перенос к шпинделю и установку. В этом станке программируются движения и последовательность работы манипулятора.
Рис. 2.79. Схема цепного инструментального магазина.
Емкость магазина такого станка может превышать 30 инструментов при расположении их по одной окружности. Станки применяются для обработки корпусных деталей средней сложности: корпусов коробок скоростей станков и автомобилей, корпусов редукторов и головок блока цилиндров и т.д.
Точность обработки на станках вертикальной компоновки достигается следующая: по установке координат 0,01...0,015 мм, по диаметру растачиваемых отверстий 0,01мм, по некруглости 0,003 мм, по нецилиндричности 0,006мм, по неплоскостности обработанной поверхности 0,008мм, по непараллельности ее основанию 0,008 мм.
Компоновка многооперационных станков.
Из большого многообразия горизонтальных компоновок многооперационных станков две наиболее характерные показаны на рис. 2.80. Такие станки для расширения технологических возможностей снабжаются, кроме крестового стола, обеспечивающего два взаимно перпендикулярных движения и , круглым столом 4, позволяющим поворот заготовки вокруг вертикальной оси . Это движение чаще всего используется в системе позиционного управление, то есть для поворота заготовки в новую позицию для обработки рабочих поверхностей, расположенных, например, на соседней стенке корпусной детали.
Станок, показанный на рис.2.80, имеет дисковый магазин инструментов с расположением их радиально на периферии. Один шпиндель имеет возможность вращения вокруг своей оси с различными скоростями, переключаемыми либо вручную, либо автоматически по заданной программе, вертикального перемещения со шпиндельной головкой 5 по направляющим неподвижной стойкой 8 и горизонтально вдоль оси перемещения с ползушкой 6. Движения и программируются.
Рис. 2.80. Схема компоновки многооперационного станка с горизонтальным шпинделем.
Передача инструмента от магазина к шпинделю и обратно осуществляется манипулятором, расположенным между магазином и шпинделем (на рис. 2.77. не показан). Целесообразная емкость такого магазина до 30 инструментов.
В некоторых моделях многооперационных станков такай компоновки применяется дисковый магазин с расположением осей инструментов параллельно оси вращения магазина, а следовательно, параллельно оси шпинделя. Это в какой-то степени упрощает движения манипуляторов.
Во всех рассмотренных схемах станков смена инструмента производится при останове процесса обработки.
На некоторых станках имеется револьверная головка и магазин шпинделей небольшой емкости и инструментальный магазин, в данном случае цепной с гораздо большей емкостью. Смена инструмента в шпинделе происходит во время работы шпинделя.
Кроме движений, характерных для предыдущей компоновки, здесь добавляется программируемое вращательное движение револьверной головки.
Станки такой компоновочной схемы, в целях улучшения компактности, оснащаются револьверными головками с наклонной осью вращения (рис.2.82). Инструментом в позиции 1 производится обработка, а в позиции 3 осуществляется смена инструмента. Магазин 1 располагается в непосредственной близости от револьверной головки 2.
Рис. 2.82. Схема компоновки станка револьверной головкой.
Станки горизонтальных компоновочных схем применяются для обработки сложных корпусных деталей со сложными фасонными поверхностями. Обработка производится с одной установки (кроме базовых поверхностей). Достигаемая точность позиционирования по координатам - 0,003 мм; отклонение от соосности обработанных отверстий - 0,05 мм на L=500; не перпендикулярность боковых поверхностей к основанию - 0,05 мм на L=500 мм.
Достоинства многооперационных станков
Многооперационные станки находят все большее и большее распространение в силу своих неоспоримых достоинств. Станки обеспечивают стабильность обрабатываемых деталей, что позволяет сократить объем контрольных операций на 50 ...70% по сравнению с другими способами обработки.
Возможно существенная интенсификация режимов резания по принципу: один инструмент на одну операцию. Станки позволяют существенное сокращение вспомогательного времени. В результате этого производительность изготовления деталей на таких станках в 4...10 раз выше, чем при обработке на универсальных станках.
Важнейшим преимуществом многооперационных станков перед другими автоматическими станками является простота их наладки и переналадки на изготовление деталей другой конструкции и отсутствие необходимости создания сложной и дорогостоящей технологической оснастки (шаблонов, копирок, специальных приспособлений и т.д.). Это создает необычайную гибкость и мобильность производства, позволяющие применять многооперационные станки в условиях мелкосерийного и опытного производства.