Продольнострогальный станок

  1 ОБЩАЯ ЧАСТЬ

  1.1 Общая характеристика  металлорежущих станков

   Металлорежущие  станки являются весьма распространённой и  многочисленной группой  машин-орудий и предназначены  для механической обработки изделий  из

   Металла при помощи одного или нескольких инструментов. Обработка заготовки производится путём снятия стружки, в результате чего заготовка принимает форму, близкую к требуемой или совпадающую с ней в пределах определённой точности размеров и чистоты поверхности.

   В соответствий с характером организации производственного процесса (индивидуальное, серийное и массовое производство) различают:

1. универсальные станки, предназначенные для выполнения различных операций на изделиях многих наименований;
2. станки широкого назначения, на которых выполняются определённые операции на изделиях многих наименований;
3. специализированные станки, обрабатывающие детали, сходные по конфигурации, но имеющие различные размеры;
4. специальные станки, служащие для обработки изделий одного типоразмера;

   По  признакам технологического процесса, определяющим способ обработки (характер движения, вид инструмента и заготовки и форма образуемой поверхности), станки делятся на следующие группы:

   1) токарные,

   2) сверлильные и  расточные,

   3) шлифовальные и  полировальные,

   4) комбинированные,

   5) зубо- и резьбообрабатывающие,

   6) фрезерные,

   7) строгальные, долбежные  и протяжные,

   8) разрезные,

   9) разные.

   По  весу и размерам различают  станки нормального  веса (до 10 т), крупные (от 10 до30 т), тяжелые (от 30 до 100 т) и уникальные (свыше 100 т).

   Различные модели станков обозначаются тремя или четырьмя цифрами, из которых первая показывает группу, вторая – разновидность станка, третья и четвёртая характеризуют один из важнейших для эксплуатации размеров. Кроме того, в обозначениях станков по усмотрению завода-изготовителя между цифрами или в конце могут ставится буквы, обозначающие модификацию базовой модели или модернизацию имеющейся модели и т. п. Для специализированных и специальных станков обозначения составляются из оной или двух букв, представляющих условное наименование завода-изготовителя. К этим буквам добавляются цифры, указывающие порядковый номер станка.

   Придание  обрабатываемой на станке заготовке необходимой  формы поверхности  и размеров осуществляется перемещением, определённым образом режущей  кромки инструмента относительно заготовки. Требуемое относительное перемещение создаётся сочетанием движений инструмента и заготовки. Эти движения называются основными или рабочими. Их разделяют на главное, за счет которого инструмент производит резание металла, и движение подачи, которое обуславливает перемещение инструмента или обрабатываемой заготовки для снятия слоя металла.

   Кроме основных движений, в станках имеются  также вспомогательные  движения, необходимые  для наладочных операций, автоматического  подвода инструментов к заготовке и обратного отвода, автоматического контроля размеров в процессе обработки и т. п.

   Современные станки различных  типов выпускаются  станкостроительной промышленностью  в комплекте с  электроприводами для  главных, вспомогательных  движений и движений подачи в соответствии с требованиями

   технологического  режима их работы (характер нагрузки, диапазон регулирования, частота  включений и др.), механическими характеристиками и энергетическими  показателями электропривода (коэффициент  мощности, к. п. д.), а также требованиями надежности, простоты обслуживания и наладки.

   Несмотря  на большое количество типов станков  и их модификаций, общими элементами для  них являются электрическая  автоматизация ряда вспомогательных, наладочных и контрольных  операций, обеспечивающих высокую производительность и требуемую точность обработки. Эти операции осуществляются с помощью аппаратуры и устройств автоматики и типовых узлов схем управления станками. 

  1.2 Назначение продольно-строгальных  станков

   Данные  станки предназначаются в основном для обработки резцами горизонтальных, вертикальных и наклонных плоскостей, а также линейчатых поверхностей у крупных деталей большой длины. На этих станках можно производить прорезание прямолинейных канавок различного профиля, Т-образных пазов и т. д. Детали средних размеров устанавливаются рядами на столе станка и обрабатываются одновременно.

   Продольно-строгальные  станки разделяются  на одностоечные (с  консольной поперечиной) и двустоечные (портального  типа). Станина продольно-строгального станка имеет продольные направляющие, по которым возвратно-поступательно движется стол с закреплённой на нём деталью. Перемещение стола – главное движение – осуществляется от электродвигателя через редуктор и реечную передачу. Снятие стружки с обрабатываемой детали происходит при ходе стола вперёд (прямой или рабочий ход). Ход стола назад (обратный ход) совершается обычно с повышенной скоростью и снятие металла не производится так как резцы в это время автоматически отводятся от обрабатываемой поверхности (поднимаются). Поперечина (траверса) станка имеет горизонтальные направляющие, по которым могут перемещаться вертикальные суппорты. По вертикальным направляющим стойки при помощи ходовых винтов перемещается траверса и боковой суппорт (некоторые станки имеют два боковых суппорта). Суппорты станка с закреплёнными в них резцами осуществляют прерывистую периодическую передачу за время реверса стола с обратного хода на прямой и быстрые установочные перемещения.

  1.3 Описание работы  схемы продольно-строгального станка 7212

  1.3.1 Назначение органов  управления

   RP1 – потенциометр регулирования скорости рабочего хода стола

   RP2 – потенциометр регулирования скорости обратного хода стола

   RP3 – потенциометр регулирования скорости стола в режиме ,,Толчок“

   SA1 – включение местного освещения станка

   SA2 – выбор суппортов траверсы:

1. работа левого суппорта траверсы;
2. работа правого суппорта траверсы;
3. отключение работы суппортов траверсы;
4. работа левого и правого суппортов траверсы

   SA3 – выбор боковых суппортов:

1. работа  правого бокового суппорта;
2. работа левого бокового суппорта;
3. отключение работы боковых суппортов;
4. работа левого и правого суппортов траверсы

SB1 – включение вентиляции двигателя привода стола

SB2 – отключение вентиляции двигателя привода стола

SB3 – включение установочного перемещения стола в сторону обратного хода (Толчок назад)

SB4 – включение установочного перемещения стола в сторону рабочего хода

       (Толчок вперёд)

SB5 – выключение автоматической работы

SB6 – включение на автоматическую работу с первоначальным направлением с сторону рабочего привода стола хода

SB7 – включение привода стола на автоматическую работу с первоначальным направлением с сторону обратного хода

SB8 – установочное перемещение суппортов траверсы

SB9 – установочное перемещение левого бокового суппорта

SB10 – установочное перемещение траверсы вниз

SB11 – установочное перемещение траверсы вверх

SB12 – установочное перемещение правого бокового суппорта

SB13 – подключение якоря двигателя привода стола к тиристорному преобразователю

SB14 – отключение якоря двигателя привода стола от тиристорного преобразователя

SQ1 – включение замедления скорости стола в конце рабочего хода

SQ2 – включение замедления скорости стола в конце обратного хода

SQ3 – аварийный выключатель для ограничения перемещения стола в сторону обратного и рабочего хода

SQ4 – реверс стола с рабочего хода на обратный

SQ5 – реверс стола с обратного хода на рабочий

SQ6, SQ7, SQ12 – контроль возврата электромагнитов быстрых перемещений суппортов в исходные положения

SQ8, SQ9 – ограничение перемещения траверсы вниз и перемещения боковых суппортов вверх

SQ10 – ограничение перемещения траверсы вверх

SQ11 – контроль отжима траверсы

  1.3.2 Подготовка схемы  станка к работе

  Перед пускам станка включается рубильник QS1, при этом подаётся напряжение на силовую часть схемы и трансформатор цепей управления ТС2 (автоматические выключатели QF5 и QF6 должны быть включенном состоянии). На главном пульте управления нажимается кнопка включения вентилятора SB1, которая своим нормально открытым  контактом 107-108 включает пускатель КМ1. Пускатель КМ1 своими силовыми контактами включает электродвигатель вентилятора М2 и  вспомогательным контактом 107-108 встаёт на самопитание, а контактом 102-110 включает пускатель КМ2, который соответственно включает двигатель масляного насоса М3. Когда скорость потока воздуха достигнет 15 м/сек, замкнётся  контакт ветрового реле SР1 в цепи системы управления тиристорным преобразователем. Вентилятор служит для охлаждения обмоток электродвигателя М1. Контроль поступления масла на направляющие станины и в систему смазки реечной шестерни осуществляется посредством реле давления SР2, которое замыкает свой контакт 118-119 при наличии давления в системе смазки станка 2 – 3 атм.

    Далее в тиристорном  преобразователе  в следующей последовательности включаются автоматические выключатели: 1)QF3; 2)QF1; 3)QF4.  На ячейках системы управления в следующем порядке нажимаются кнопки: 1) «Напряжение»; 2) «Сброс»; 3) «Готовность». На дверке шкафа тиристорного преобразователя и на главном пульте управления должны загореться ламы сигнализации «Готовность». В тиристорном преобразователе включается автоматический выключатель QF2

1.3.3 Описание схемы  управления электроприводом  перемещения стола

   Схема управления главным  приводом станка позволяет осуществить как автоматический, так и наладочный режимы работы.

   Для включения привода  стола на автоматическую работу с первоначальным направлением в сторону  рабочего хода стола  на подвесной кнопочной  станции нажимается кнопка SB6. Включаются блокировочное реле К2 и реле прямого хода стола К3 (путевые переключатели SQ2 и SQ5 нажаты, SQ1 и SQ4 освобождены). Электродвигатель М1 начинает разгоняться до скорости при которой скорость стола V_пр = 12 м/сек. Стол станка перемещается в направлении рабочего хода, и при пониженной скорости резец входит в изделие. Затем освобождается переключатель SQ5, и его контакт SQ5-2 размыкается. Отключается реле К5, которое размыкает контакт К5 в цепи системы управления. Напряжение, подводимое к якорю двигателя М1, увеличивается, и его скорость возрастает до установленного потенциометром RP1 значения. В процессе движения стола освобождается выключатель SQ2.

  В конце рабочего хода упор стола, расположенный  у конца обрабатываемого  изделия, нажимает на рычаг переключателя  скорости SQ1, который замыкает свой контакт в цепи системы управления. Преобразователь переходит в инверторный режим, и двигатель М1 тормозится до скорости, соответствующей скорости движения стола V_пр = 12 м/сек. На этой скорости резец выходит из изделия. Затем упор нажимает на рычаг переключателя SQ4. Размыкается контакт SQ4-1 и замыкается контакт SQ4-2. При этом отключается реле К3 и своим замыкающим контактом включает реле обратного хода К4. Оно в свою очередь замыкает свой контакт в цепи системы управления. Преобразователь переходит в инверторный режим и двигатель М1 тормозится до n = 0 об/мин, а затем преобразователь начинает работать выпрямителем и двигатель разгоняется в обратную сторону до установленной потенциометром RP2 скорости обратного хода. При движении стола в процессе разгона освобождаются переключатели SQ1 и SQ4.

  Перед окончанием обратного  хода переключающий  упор нажимает на рычаг  переключателя скорости SQ2, который замыкает свой контакт в цепи системы управления. Двигатель М1 переходит в тормозной режим с рекуперацией энергии в сеть через преобразователь, который работает инвертором. Последующее перемещение стола происходит с пониженной скоростью до тех пор пока упор стола не нажмёт на рычаг переключателя SQ5. Контакт SQ5-1 размыкается, SQ5-2 замыкается. Отключается реле обратного хода К4 и включается реле К5. Происходит реверс привода стола с пониженной скорости обратного хода на пониженную скорость прямого хода. В дальнейшем цикл работы схемы повторяется. Для остановки привода нажимается кнопка SB5. Отключаются реле К2 и К3 (или К4) и двигатель быстро останавливается.

   При работе на станке со скоростями резания  меньше 12 м/мин замедление скорости при рабочем ходе не действует.

   В наладочном (толчковом) режиме обеспечивается перемещение стола  со скоростью 5 м/мин и менее, устанавливаемых рукояткой потенциометра RP3. Наладочный режим осуществляется при нажатии одной из кнопок SB4 или SB3, что вызывает включение реле К3 или К4. Двигатель будет перемещать стол в прямом или обратном  направлении с малой скоростью. При отпускании нажатой кнопки отключается соответствующее реле и двигатель останавливается.

   Схема управления электроприводом  предусматривает  аварийное динамическое торможение, которое  происходит при отключении реле К2 в результате нажатия кнопки SB5, ограничителя хода стола SQ1 или понижения давления в масляной системе станка (реле ВР2 разомкнёт свой контакт). Динамическое торможение также происходит при срабатывании защиты тиристорного преобразователя.

  1.3.4 Описание схемы  управления приводами  подачи суппортов и подъёма резцедержателей

  Приводы подачи суппортов  поперечины и боковых  суппортов осуществляются от трёхфазных асинхронных  электродвигателей  переменного тока с короткозамкнутым ротором.

  Электропривод суппортов обеспечивает:

  а) установочное перемещение суппортов;

  б) подачу суппортов  в момент реверсирования стола с обратного  на рабочий ход;

  в) зарядку механизма  подач в момент реверсирования стола  с рабочего на обратный ход

  Изменение величины и направления  подачи осуществляется механически с  помощью коробок подач.

  Подача  суппорта происходит следующим образом. В момент реверса  стола с обратного  хода на рабочий переключающим  упором нажимается рычаг  конечного выключателя  SQ5. Конечный выключатель SQ5 своим контактом SQ5-2 включает промежуточное реле К5. Реле К5 своими  контактами 132-135, 139-142 и 161-163 включает пускатели КМ3, КМ6 и КМ11, которые в свою очередь включают электродвигатели коробок подач М5, М6 и М7 соответственно. Работа механизма подач происходит следующим образом. Вращение электродвигателя через червячную пару  и разжимной фрикцион передаётся на раздаточный вал коробки подач и на шестерни полумуфты, откуда снимается на любой из приёмных валов. В зависимости от положения рукоятки направления подачи происходит подача выбранного суппорта в заданном направлении.

  Начальное положение разжимного фрикциона строго фиксируется неподвижным  упором, выполненным  в виде втулки. Величина подачи устанавливается  вручную подвижным  упором.

  Вращение, а следовательно, и подача происходит до тех пор, пока планка разжимного фрикциона не упрётся в подвижный упор. Фрикцион разжимается, и подача прекращается. Электродвигатель продолжает вращаться вхолостую до тех пор, пока переключающий упор не освободит рычаг конечного выключателя реверса стола SQ5. В момент реверса стола с рабочего на обратный ход, переключающий упор нажимает на рычаг конечного выключателя SQ4. Конечный выключатель SQ4 своим контактом SQ4-2 включает пускатели КМ4, КМ5 и КМ12, которые включают электродвигатели коробок подач в обратную сторону. Разжимной фрикцион возвращается  в исходное положение. При этом планка его упирается в неподвижный упор, фрикцион разжимается, а электродвигатель продолжает вращаться вхолостую до тех пор, пока переключающий упор не освободит рычаг конечного выключателя реверса стола SQ4. Конечный выключатель SQ4 своим контактом SQ4-2 выключит электродвигатели коробок подач. Далее цикл повторяется заново.

  Ускоренное  перемещение суппортов  траверсы производится нажатием и удерживанием  на подвесной кнопочной  станции управления кнопки SB8, которая своим контактом 130-131 включает пускатель КМ3. Последний своими силовыми контактами включает электродвигатель коробки подач М5, а вспомогательным контактом 165-166 электромагнит переключения кинематической цепи для ускоренного перемещения YA1. При отпускании кнопки SB8 ускоренное перемещение суппортов прекращается, так как выключается пускатель КМ3, который в свою очередь выключает электродвигатель М5 и электромагнит YA1.

  Ускоренное  перемещение правого  и левого боковых  суппортов производится нажатием и удерживанием кнопок SB12 и SB9 соответственно. Работа схемы аналогична работе схемы описанной выше.

  Включение электромагнитов  YA1, YA2 и YA3 происходит только при ускоренном перемещении суппортов. При выключении ускоренного перемещения суппорта электромагнит выключается и пружиной возвращается в исходное положение. Во время подачи электромагнит выключен и находится в исходном положении. Возврат электромагнита в исходное положение контролируется контактами конечных выключателей SQ6 (для суппортов траверсы),  SQ7 (для правого бокового суппорта) и SQ12 (для левого бокового суппорта), встроенных в коробки подач соответствующих суппортов. Если электромагниты YA1, YA2 и YA3 под действием пружины не возвратятся в исходное положение, подача суппортов не произойдёт, так как цепи включения пускателей КМ3, КМ6 и КМ11 будут разорваны контактами выключателей  SQ6, SQ7 и SQ12.

  Во  время обратного  хода во избежание  поломки резца  резцедержатель откидывается, и резец проходит над обрабатываемой поверхностью, не задевая её. Подъём резцедержателей осуществляется встроенными в каждый суппорт электромагнитами постоянного тока YA4, YA5, YA6 и YA7.

  Выбор участвующих в  работе суппортов  осуществляется переключателями  SA2 (для суппортов траверсы) и SA3 (для боковых суппортов).

1.3.5 Описание схемы  управления электроприводами  зажима-отжима и  перемещения траверсы

  Для опускания  (подъёма) траверсы  необходимо на  подвесной кнопочной

станции нажимают и удерживают кнопку SB10 (SB11). На станции управления включится магнитный пускатель КМ10, который в свою очередь своими силовыми контактами включает электродвигатель М4 в направлении отжима траверсы. Винт входит в редуктор зажима траверсы до момента нажима конической шайбой на рычаг конечного выключателя SQ11. Срабатывая, он своим контактом SQ11-2 выключает пускатель КМ10 и, следовательно, электродвигатель М4, а контактом SQ11-1 включает  пускатель КМ7 (КМ8), который своими силовыми контактами включает электродвигатель перемещения траверсы М8. Траверса должна перемещаться вниз (вверх). При отпускании кнопки SB10 (SB11) перемещение траверсы прекращается, так как НО контактом кнопки SB10 (SB11) выключается пускатель КМ7 (КМ8) и, следовательно, электродвигатель М8. Одновременно НЗ контактом пускателя КМ7 (КМ8) включается пускатель КМ9, цепь которого подготовлена замкнувшимся ранее контактом SQ11-1 конечного выключателя SQ11. Производится зажим траверсы. Через некоторый промежуток времени по достижении определённой степени зажима траверсы должно включиться реле максимального тока К1 и своим контактом 146-147 выключить пускатель КМ9 и, следовательно, электродвигатель зажима траверсы М4. В результате зажим траверсы прекращается.

   Перемещение траверсы вниз ограничивается конечными выключателями  SQ8 и SQ9, вверх – SQ10.

1.3.6 Местное освещение и сигнализация

   На  суппортах траверсы установлены светильники  местного освещения  с лампами

накаливания на 60 Вт, которые питаются от обмотки местного освещения трансформатора ТC2. Включение (отключение) светильников осуществляется, расположенным на подвесной станции управления, переключателем SA1.

  Лампа HL1 (Готовность) сигнализирует о готовности тиристорного преобразователя к работе.

  Лампа HL2 (Авария) сигнализирует об аварийной ситуации в схеме тиристорного преобразователя.

   Лампа HL 3 сигнализирует о том, что на схему цепей управления подано напряжение.