Конструирование металлообрабатывающих станков

Зміст

1.РОБОТИЗОВАНИЙ ТЕХНОЛОГІЧНИЙ КОМПЛЕКС НА БАЗІ ТОКАРНОГО ВЕРСТАТА З ЧПУ МОД. 1720ПФ30

2.РОБОТИЗОВАНИЙ ТЕХНОЛОГІЧНИЙ КОМПЛЕКС ТИПУ РРТК-ЗД31 ДЛЯ ТОКАРНОЇ ОБРОБКИ

3. Розрахунок привода головного руху з безступінчастим регулюванням для токарного автомата 1720ПФ30

4. Розрахунок шпиндельного вузла токарного автомата 1720ПФ30

5. _{Розрахунок привода подач}

_6. Розрахунок та дослідження прогину на кінці шпинделя

7.Використана  література

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

РОБОТИЗОВАНИЙ ТЕХНОЛОГІЧНИЙ КОМПЛЕКС НА БАЗІ ТОКАРНОГО  ВЕРСТАТА З ЧПУ МОД. 1720ПФ30

РТК 1720ПФ30Р-м, загальний  вигляд якого показаний на листі 78 призначений для токарної обробки зовнішніх і внутрішніх циліндричних, конічних, сферичних і торцевих поверхонь деталей типу тіл обертання із ступінчастим і криволінійним профілем, а також для нарізування різьб в автоматичному режимі.

   До складу РТК входять: токарний патронно-центровий верстат з ЧПУ мод. 1720ПФ30 (поз. 1); вбудований у верстат ПР мод. М10П62.01 або ПР напольного типу мод. М20П40.01 тактовий стіл типу СТ220 (поз. 3), на платформі (поз. 4) якого встановлюються в орієнтованому виді заготовки; інструментальний магазин барабанного типу (поз. 5) з набором змінних різальних блоків, що автоматично встановлюються в револьверній голівці верстата за допомогою ПР; пристрою ЧПУ верстата (поз.6) різного типу з можливістю оперативної підготовки і редагування управляючих програмі ПР (поз. 7) типу "Контур-1", об'єднаних в єдину систему управління РТК; тара для стружки (поз. 8), що відводиться конвеєром (поз. 9) з робочої зони верстата.

   При роботі цього РТК у складі ГПС він додатково оснащується пристроями для активного контролю оброблюваного виробу за допомогою вимірювальної щупової голівки, встановленої на інструментальному диску револьверного супорта верстата, а також пристроями для виміру і контролю інструментів з їх автоматичною заміною при зносі або поломці.

Верстат з ЧПУ випускається в  двох виконаннях: силовому - зі збільшеним крутним моментом на шпинделі і швидкісному - зі збільшеною межею частоти обертання щпинделя (см також технологічну характеристику верстата і графік частот обертання шпинделя) Гідростанція верстата кріпиться на задній стороні станини і містить насос 11. фільтр Ф1 і напірний золотник KП1, а також заливний фільтр Ф2, манометр МП, реле тиску РД1 і реле РУ контролю рівня мастила у баку.

Гідроприводи у верстаті забезпечують наступні функції: затиск-розтиск патрона  гідроциліндром 1X1 з гідрозамком ГЗ, встановленими в шпиндельній коробці; висунення піноли гідроциліндром Ц4 і затиску гідроциліндром Ц2 рухливої каретки задньої бабки; перемикання гідроциліндром Ц5 діапазонів механічної коробки швидкостей з автоматичним натягненням приводного ременя гідроциліндром 1X4; висунення вимірювального щупа з корпусу шпиндельної бабки гідромотором ГМ1 з метою контролю розмірів різальних інструментів; затиск і розтиск інструментальних блоків в револьверній голівці гідроциліндром Ц6; відкриття і закриття обгороджування робочої зони гідромотором ГМ2.

   Існує загальний вигляд інструментального магазину барабанного типу з горизонтальною віссю обертання. Магазин має 12-позиційний барабан, в кожній позиції якого можуть бути встановлені в ряд п'ять або десять (залежно від виконання) інструментальних блоків. Загальна місткість магазину - 60 або 120 інструментальних блоків, які автоматично за допомогою ПР замінюються в револьверній голівці верстата. Для кожного типу інструментальних блоків використовуються дві позиції барабана : одна для нових, а інша - для зношених інструментів.

   Барабан 1, виконаний у вигляді чавунного виливка, встановлюється на підшипниках 2 в корпусі 3. У подовжніх пазах на периферії барабана розміщені інструментальні блоки 4. Після установки барабана в задану кутову позицію він фіксується спеціальним механізмом з клямкою 5. Інструментальна рейка 6 за допомогою гидроцилнндра 7 зрушується в крайню ліву позицію і, перемістившись вгору гідроциліндром підйому 5, пересуває одне тимчасово усі блоки цього ряду на одну позицію вправо.

   З крайнього правого положення блок захоплюється механізмом схвата ПР, який переносить його в затискне обладнання револьверної голівки. Потім рейка 6, опустившись за допомогою гідроциліндра 8, переміщається гідроциліндром 7 в початкове положення. Після расфиксации барабан знову обертається, виводячи черговий ряд блоків в завантажувальну позицію. Цикл встановлення блоків з револьверної голівки в магазин виконується аналогічно при періодичному переміщенні рейки на один крок вліво з крайнього правого положення.

   Контроль виконання циклу зміни інструментальних блоків в магазині здійснюється безконтактними кінцевими вимикачами S1...S5.

   Датчики S1 і  S2 контролюють положення інструментальної  рейки, а датчик S3 - положення фіксатора  барабана. Датчики S4 контролюють  наявність інструментальних блоків  в крайньому правому і передуючому  йому положеннях. За допомогою датчиків S5 здійснюється кодування кутових положень барабана у позиції зміни інструментів (див. таблицю кодів положень барабана).

   Конструкція механізму  повороту інструментального магазину. В якості приводного двигуна  можуть використовуватися (залежно від виконання) : електродвигун постійного або змінного струму з черв'ячним або губчастим редуктором, гідродвигун з черв'ячною або зубчасто-ремінною передачею. Існує варіант механізму приводу з асинхронному електродвигуном 1, редуктором 2, ланцюговий 3 і зубчастою 4 передачами. Обертання валу електродвигуна передається зубчастому вінцю 5, закріпленому на задньому торці барабана 6.

   Конструкція шпиндельного  пристрою і механізм приводу  головного руху верстата мод. 172ОПФ30показаны на листі 79.

   На лицьовій стороні консольної частини станини 1 верстата кріпиться кронштейн 2, на якому встановлена шпиндельна коробка 3. Привід монтується на поворотній плиті, яка болтами кріпиться до основа¬нию верстата. На кронштейні 2 шарнірно встановлений редуктор 4 механізми приводу головного руху, пов'язаний з електродвигуном поликлиновой ремінною передачею з шківом 5. Обертання від вихідного валу 6 редуктора передається шпиндельній коробці 3 через ремінну передачу з двома поликлиновыми ременями 7. Натягнення ремінної передачі здійснюється гойданням корпусу редуктора 4 на осі кронштейна 2 за допомогою гідроциліндра 8.

   Гідроциліндр 8 натягнень ременів підключений до гідросистеми по

диференціальній схемі: порожнини його сполучені з порожнинами  гідроциліндра 9 управлінь редуктором головного руху (див. принципову гідравлічну схему на листі 78. Таким чином, зусилля натягнення ременів - змінне і залежить від перемикання діапазону частот обертання шпинделя. У першому діапазоні (до 630 або 800 мін-1) воно дорівнює 10 кН, а в другому діапазоні 2500 або 3150 мін-1) - 4 кН. При включенні гідросистеми пружина 10, вбудований¬ная в гідроциліндр 8, створює попереднє зусилля натягнення ременів, рівне 1 кН.

   Перемикання діапазонів частот обертання шпинделя здійснюється гідроциліндром 9. Шток 11 гідроциліндра пов'язаний з вилкою 12, що переміщає зубчастий блок 13 і додатковий вінець 14 з внутрішніми зубами, який зачіпляється з валом-шестернею 15. Проміжні зубчасті колеса 16 і 17 разом з блоком 13 забезпечують додаткову редукцію для отримання 1-го діапазону частот обертання Контроль перемикання зубчастих передач редуктора здійснюють кінцеві вимикачі 18.

   Шпиндельна коробка 3 верстати виконана у вигляді жорсткого литого корпусу 19, в розточуванні якого змонтований шпиндель 20 на двох підшипникових опорах 21 і 22 з попереднім натягом. У задній частині шпинделя на шпонці встановлений ведений шків 23.поліклиновой ремінної передачі. До торця кріпиться шків 24 зубчасто-ремінних передачі приводу датчика резьбонарезания, а також гідромеханізм 25 приводу затискного патрона (на листі 79 не показані).

Базування шпиндельної  коробки 3 на кронштейні 2, а кронштейна - на станині 1 забезпечує можливість регулювання  положення осі шпинделя 20 в горизонтальній і вертикальній площинах. Конструкція механізму приводу подовжнього подання каретки супорта верстата показана на листі 80.

Високомоментний електродвигун 1 приводу подання установки на фланці 2, який закріплений в корпусі 3 на верхній горизонтально!: площини  станини 4. Вал двигуна за допомогою сільфонної муфти ; безпосередньо сполучений з кульковим гвинтом 6, який смонтированой комбінованих наполегливо-радіальних підшипниках 7 і 8. Підшипники встановлені в розточуваннях корпусів 3 і 9 на станині верстата.

Кулькова гайка, що складається  з двох напівгайок 10, змонтована в сталевому корпусі 11, який кріпиться до каретки 12 і виставляється співісних з опорами корпусів 3 і 9 гвинта за допомогою компенсатора 13.

   У корпусах опор, паралельно ходовому гвинту 6 встановлюється:-линейка 14 з пазами для кріплення кулачків 15, що обмежують nepемещения каретки по осі Z і визначають початкове положення револьверверной голівки з інструментами (на листі 80 не показані).

Для ручного переміщення  каретки служить валик 16, сполучений гвинтом 6.

Конструкція механізму 6-позиційної револьверної голівки з горизонтальною віссю обертання представлена на листі 81.

Рух від електродвигуна 1, вбудованого в гільзу 2 корпуси 3, за допомогою повідкової муфти 4 передається  на водило 5 і блок сателітів 6 планетарного редуктора. Один з блоків зачіпляється з нерухомим зубчастим колесом 7, а інший - з рухливим зубчастим колесом 8, на маточині якого є трапецеїдальна різьбова нарізка, а на торці - зубчаста муфта. За допомогою зубчастої муфти і різьбової втулки 9 зубчасте колесо 8 з'єднується з кулачком 10 керувань індексацією диска голівки.

Колесо 5 встановлено на бронзові півкільця 11 і підшипники 12, 13.

З різьбленням на маточині колеса 8 сполучається гайка 14 прикріплена до шпинделя 15 револьверної голівки, завдяки чому шпиндель може здійснювати обертальне і поступальне русі. На шпинделі за міцніють диск 16 револьверної голівки і фіксувальна напівмуфта 17 з круговим зубом. Друга півформа 14 закріплена на корпусі 3 головки. Зчеплення напівмуфт контролюється кінцевим вимикачем (на листі не показаний).

   На корпусі 3 змонтований важільний механізм розтиску інструментального блоку 22 у позиції зміни його різальної частини.

При поданні тиску в робочу порожнину  гідроциліндра 23 його шток за допомогою  важеля 24 впливає на притиск 25, який утапливает плунжер 26, встановлений в корпусі диска 16. Плунжер 26 давить на гідропласт, що заповнює порожнину під основою інструментального блоку 22; пружини 27 стискаються, звільняючи різальну частину 28 інструменту. Індексація 6-позиційного диска револьверної голівки в необхідному кутовому положенні здійснюється спеціальними фіксаторами 29, які під дією кулачка 10 і пружин 30 западають в пази втулки 31, встановленою в корпусі 3 голівки. Відносний поворот кулачка 10 і шпинделя 15 головок обмежується упором 32.

   Включення подання СОЖ на інструментальні блоки 22 здійснюється при натисненні штовхальником 33 хлипаки 34 при фіксації диска 16 в робочій позиції. Колектор 35 для подання СОЖ кріпиться до корпусу 3 револьверних голівки.

   Револьверна голівка працює по наступному циклу: розчеплення напівмуфт 17 і 18 при пуску двигуна 1 за рахунок висунення гайки 14 відносно маточини колеса 8; поворот інструментального диска 16 до заданої позиції, контрольованої датчиком 19, з подальшим ревер-сированием двигуна; попередня фіксація диска під дією кулачка 10; зчеплення напівмуфт 17 і 18 за рахунок взаємодії резьб на деталях 8 і 14; стискування напівмуфт 17 і 18 із заданим зусиллям, визначуваним установкою реле струму в ланцюзі відключення двигуна 1.

   У одній з позицій інструментального диска встановлюється из-мерительная щупова голівка 36, конструкція якої показана на листі 39. 3-координатная щупова голівка призначена для контролю розмірів оброблюваної на верстаті заготовкі в осьовому і радіальному напрямах. Передача сигналів від вимірювальної голівки здійснюється безконтактним способом за допомогою блоку 37 індукційному зв'язку, встановленого на корпусі револьверної голівки.

   Ланцюг живлення голівки замикається в місці стику і інструментального блоку за допомогою контактного з'єднання 38.

РОБОТИЗОВАНИЙ ТЕХНОЛОГІЧНИЙ КОМПЛЕКС ТИПУ РРТК-ЗД31 ДЛЯ ТОКАРНОЇ ОБРОБКИ

   Роботизований технологічний комплекс призначений для багатоопераційної обробки заготівель типу коротких тіл обертання (дисків, кілець, фланців і т. п.) в умовах серійного і багатосерійного виробництв РТК, загальний вигляд і основні технічні дані якого приведені на листі 82, побудований на базі токарного патронного верстата з ЧПУ мод. 1П756ДФЗ (поз. 1), автоматичного маніпулятора 2 пор-тального типу мод. МА80Ц.25.09, накопичувача 3 заготівель і деталей, виконаного у вигляді тактового столу із спеціалізованою тарою 4, складу-стелажу 5 для технологічного оснащення, пристрої ЧПУ (поз. 6) типу "Електроника МС 2101", гідростанції 7 і інших допоміжних пристроїв (наприклад, для зміни схватов маніпулятора).

Автоматичний маніпулятор у  складі РТК виконує наступні операції: зняття заготовки з тари першим схватом; транспортування її до патрона верстата; узяття з патрона обробленої деталі іншим схватом і установку в нього заготовки першим схватом (після поворота кисті руки маніпулятора на 180°); транспортування деталі до тари і установку у відповідному осередку.

   Токарний патронний верстат з ЧПУ мод. 1П756ДФЗ, що входить до складу РТК, має типове для таких верстатів компонування: напрямні станини розташовані в площині, нахиленій під кутом 200 до вертикалі. Це забезпечує хороше відведення і видалення стружки із зони обробки, а також вільний доступ маніпулятора до оброблюваної в патроні заготовки.

   Кінематична схема верстата і графік частот обертання шпинделя приведені на листі 82. Привід головного руху включає - регульований електродвигун постійного струму і триступінчату механічну коробку з передатними відношеннями і = 1:1 (перший діапазон), і=1:4 (другий діапазон) і і = 1:16 (третій діапазон), що забезпечують частоти обертання л", n = 8... 1600 мін-1 (ряд з ср=1,12). Найбільший момент, що крутить, на шпинделі 7 = 3,15 кН-м при геш" до 45 мін-1. Механізм перемикання діапазонів частот обертання шпинделя - електромеханічний.

   Конструкція шпиндельної коробки верстата показана на листі 83. Корпус 1 кріпиться гвинтами на станині в передній частині верстата. Шпиндель 2 встановлений на двох опорах: дворядному роликовому підшипнику, працюючому в парі з наполегливо-радіальним підшипником в передній опорі, і дворядному роликопідшипнику в задній опорі. Передній кінець шпинделя - фланцевий з можливістю швидкозмінної установки патрона. На задньому кінці шпинделя є посадочний поясок для кріплення затискного облаштування патрона (на листі 83 патрон і затискний пристрій не показані).