Особенности устройства токарных станков

Содержание

Содержание……………………………………………………………………………………………………2

Введение…………………………………………………………………………………………………………3

Токарно – винторезный станок 16А20ФЗ с ЧПУ NC-210………………………………..4

Особенноститокарных станков с ЧПУ…………………………………………………………….6

Резцы……………………………………………………………………………………………………………….7

Срстав оборудования……………………………………………………………………………………..11

Органы управления на панели станка……………………………………………………………13

Особенности конструкции станка…………………………………………………………………..15

Заключение……………………………………………………………………………………………………..19

Список литературы………………………………………………………………………………………….20

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

Токарная обработка является одной из разновидностей обработки металловрезанием. Она осуществляется срезанием с поверхностей заготовки определенного слоя металла (припуска) резцами, сверлами и другими режущими инструментами.

Вращение заготовки, посредством которого совершается процесс резания, называется главным движением, а поступательное перемещение инструмента, обеспечивающее непрерывность этого процесса,— движением подачи. Благодаря определенному сочетанию этих движений на токарных станках можно обрабатывать цилиндрические, конические, фасонные, резьбовые и другие поверхности. Наиболее характерным типом рассматриваемых станков является токарновинторезный, предназначенный для выполнения всех токарных работ, включая нарезание резьбы резцами.

 

Токарно-винторезный станок 16А20Ф3 с ЧПУ NC-210.

 

 

    Токарно-винторезный станок 16А20Ф3 с устройством ЧПУ NC-210 оснащем главным приводом Mitsubishi FR-740 и двумя приводами подач HA-075 и НА-040 по оси Z и X соотвественно. Он предназначен для токарной обработки в автоматическом режиме наружных и внутренних поверхностей деталей типа тел вращения со ступенчатым и криволинейным профилем различной сложности по заранее составленной управляющей программе. Отклонение от цилиндричности 7 мк, конусности 20 мк на длине 300 мм, отклонение от прямолинейности торцевой поверхности на диаметре 300 мм - 16 мк. Область применения станка: мелкосерийное и серийное производство.

 

Особенности конструкции:

    Высокопрочная станина выполненная литьем из чугуна марки СЧ20 с термообработанными шлифованными направляющими обеспечивают длительный срок службы и повышенную точность обработки привод главного движения, включающий главный двигатель 11 кВт и шпиндельную бабку обеспечивает наибольший крутящий момент до 800 Нм высокоточный шпиндель с отверстием 55 мм (по заказу 64 мм), позволяющий обрабатывать детали из пруткового материала зона обработки может быть оснащена как линейной наладкой, так и револьверной головкой, в зависимости от требований покупателя надежная защита шарико-винтовых пар обеспечивает долговечность работы механизмов перемещения по координатам X и Z станок оснащается системами ЧПУ и электроприводами, как отечественного производства, так и производства зарубежных фирм датчики обратной связи и резьбонарезания - ЛИР-158

Технические характеристики токарно-винторезного станка 16А20Ф3 с ЧПУ NC-210.

Наименование параметров	Ед. изм.	Величины
Наибольший диаметр изделия, установленного над станиной	мм	500
Наибольший диаметр изделия, обрабатываемой над станиной	мм	320
Наибольший диаметр обрабатываемого изделия над суппортом	мм	200
Наибольшая длина устанавливаемого изделия в центрах	мм	1000
Диаметр цилиндрического отверстия в шпинделе	мм	55
Наибольший ход суппорта поперечный	мм	210
Наибольший ход суппорта продольный	мм	905
Максимальная рекомендуемая скорость рабочей продольной подачи	мм/мин	2000
Максимальная рекомендуемая скорость рабочей поперечной подачи	мм/мин	1000
Количество управляемых координат		2
Количество одновременно управляемых координат		2
Точность позиционирования	мм	0,01
Повторяемость	мм	0,003
Диапазон частот вращения шпинделя	1/об	20…2500
Максимальная скорость быстрых продольных перемещений	м/мин	15
Максимальная скорость быстрых поперечных перемещений	м/мин	7,50
Количество позиций инструментальной головки		6
Мощность привода главного движения	кВт	11
Суммарная потребляемая мощность	кВт	21,40
Габаритные размеры станка	мм	3700х2260х1650
Масса станка (без транспортера стружкоудаления)	кг	4000

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Особенности токарных станков с ЧПУ (CNC)

   В основе классификации  токарных станков с ЧПУ лежат  следующие технологические признаки: расположение оси шпинделя - горизонтальные  и вертикальные токарные станки  с ЧПУ; число используемых в  работе инструментов - одно и многоинструментальные станки с ЧПУ; способы их закрепления инструмента на станке с ЧПУ - на суппорте, в револьверной головке, в магазине инструментов; вид выполняемых работ – центровые токарные станки с ЧПУ, патронные токарные станки с ЧПУ, патронно-центровые станки с ЧПУ, карусельные и прутковые токарные станки с ЧПУ; степень автоматизации – полуавтоматические и токарные станки-автоматы с ЧПУ.

   Название модели токарного станка с ЧПУ 16К20Ф3 согласно классификатору ЭНИМС и описанным выше технологическим признакам расшифровывается следующим образом: цифра 1 – указывает на то, что этот станок относится к группе токарных станков по металлу; цифра 6 означает, что станок 16К20Ф3 является токарно-винторезным; буква «К» говорит нам о заводе-изготовителе этого станка (в данном случае «Красный Пролетарий»); цифра «20» означает максимальный диаметр обработки детали над суппортом этого станка; индекс «Ф3» означает, что этот станок по металлу оборудован системой контурного ЧПУ для автоматического управления движением одновременно по двум или трем координатам.

   Таким образом, станок 16К20Ф3 – это токарно-винторезный станок  с ЧПУ производства станкостроительного  завода «Красный Пролетарий»  с максимальным диаметром обработки  детали над суппортом 220мм, оснащенный  трехкоординатной системой ЧПУ. Токарный станок с ЧПУ 16А20Ф3 имеет аналогичные технологические признаки и технические характеристики, за исключением того, что станок 16А20Ф3 является современной модификацией токарного станка с ЧПУ станкостроительного завода «Красный Пролетарий», Москва. Режущий инструмент

 

 

 

 

Резцы

    При работе на токарных станках применяют различные режущие инструменты: резцы, сверла, зенкеры, развертки, метчики, плашки, фасонный инструмент и др.

Токарные резцы являются наиболее распространенным инструментом, они применяются для обработки плоскостей, цилиндрических и фасонных поверхностей, нарезания резьбы и т. д. Элементы резца показаны на рисунке.

 

    Резец состоит из головки (рабочей части) и стержня, служащего для закрепления резца в резцедержателе. Передней поверхностью резца называют поверхность, по которой сходит стружка. Задними (главной и вспомогательной) называют поверхности, обращенные к обрабатываемой детали. Главная режущая кромка выполняет основную работу резания. Она образуется пересечением передней и главной задней поверхностей резца. Вспомогательная режущая кромка образуется пересечением передней и вспомогательной задней поверхностей. Вершиной резца является место пересечения главной и вспомогательной режущих кромок.

    Для определения углов резца установлены понятия: плоскость резания и основная плоскость. Плоскостью резания называют плоскость, касательную к поверхности резания и проходящую через главную режущую кромку резца (смотри рисунок). Основной плоскостью называют плоскость, параллельную направлению продольной и поперечной подач; она совпадает с нижней опорной поверхностью резца.

Углы резца разделяют на главные и вспомогательные (смотри рисунок). Главные углы резца измеряют в главной секущей плоскости, т. е. плоскости, перпендикулярной проекции главной режущей кромки на основную плоскость. Главным задним углом a называется угол между главной задней поверхностью резца и плоскостью резания. Углом заострения b называется угол между передней и главной задней поверхностями резца. Главным передним углом g называется угол между передней поверхностью резца и плоскостью, перпендикулярной плоскости резания и проходящей через главную режущую кромку резца. Сумма углов a+b+g=90 градусов. Углом резания d называется угол между передней поверхностью резца и плоскостью резания. Главным углом в плане j называется угол между проекцией главной режущей кромки на основную плоскость и направлением подачи. Вспомогательным углом в плане j1 называется угол между проекцией вспомогательной режущей кромки на основную плоскость и направлением подачи. Углом при вершине в плане e называется угол между проекциями главной и вспомогательной режущих кромок на основную плоскость. Вспомогательным задним углом a1 называется угол между вспомогательной задней поверхностью и плоскостью, проходящей через вспомогательную режущую кромку перпендикулярно основной плоскости. Углом наклона главной режущей кромки l называется угол между главной режущей кромкой и плоскостью, проходящей через вершину резца параллельно основной плоскости.

Резцы классифицируются: по направлению подачи - на правые и левые (правые резцы на токарном стане работают при подаче справа налево, т. е. перемещаются к передней бабке станка); по конструкции головки - на прямые, отогнутые и оттянутые (смотри рисунок);

 

Резцы: а - прямые, б - отогнутые, в - оттянутые

по роду материала - из быстрорежущей стали, твердого сплава и т. д.; по способу изготовления - на цельные и составные (при использовании дорогостоящих режущих материалов резцы изготовляют составными: головка - из инструментального материала, а стержень - из конструкционной углеродистой стали; наибольшее распространение получили составные резцы с пластинами из твердого сплава, которые припаиваются или крепятся механически); по сечению стержня - на прямоугольные, круглые и квадратные; по виду обработки - на проходные, подрезные, отрезные, прорезные, расточные, фасонные, резьбонарезные и др. (смотри рисунок).

Токарные резцы для различных видов обработки:

а - наружное обтачивание проходным отогнутым резцом, б - наружное обтачивание прямым проходным резцом, в - обтачивание с подрезанием уступа под прямым углом, г - прорезание канавки, д - обтачивание радиусной галтели, е - растачивание отверстия, ж, з, и - нарезание резьбы наружной, внутренней и специальной

Револьверно-автоматные резцы

Под резцами такого типа понимается инструмент, широко применяемый на станках токарной группы, используемых в условиях серийного и массового автоматизированного производства (токарно-револьверные станки и автоматы, станки с ЧПУ). Общим для этих станков является наличие на продольном суппорте револьверной головки с гнездами цилиндрической формы. Для поперечных работ на станках, имеющих револьверную головку с осью, перпендикулярной оси шпинделя, используются поперечные или балансирные суппорты с резцедержателями типа токарных. На станках, снабженных револьверной головкой с осью, параллельной оси шпинделя, поперечные работы производятся путем поворота головки вокруг своей оси; при этом резец движется в плоскости, перпендикулярной оси шпинделя, описывая дуговую траекторию.

 

Состав оборудования:

1 Основание с транспортером  стружки

2 Станина

3 Суппортная группа

4 Передача винт-гайка качения (ВГК) продольного перемещения

5 Опора левая винта продольного  перемещения

6 Патрон механизированный с электромеханическим приводом

7 Ограждение неподвижное

8 Ограждение подвижное

9 Бабка шпиндельная

10 Шкафю управления

11 Головка автоматическая

12 Ограждение суппортной группы

13 Бабка задняя

14 Электромеханический привод пиноли  задней бабки

15 Разводка коммуникаций

16 Пульт управления

17 Кронштейн пульта управления

18 Опора правая винта продольного  перемещения

19 Станция смазки шпиндельной  бабки

20 Установка моторная

21 Ограждение задней зоны

22 Привод поперечного перемещения

23 Передача ВГК поперечного перемещения

 
Органы управления на правой панели станка

 

    1 Переключатель блокирвки ограждения при работе по  УП, переключатель работает на два положения: Левое – блокировка, не допускающая работу в автоматическом цикле с открытым подвижным ограждением;  правое -  возможность отладки УП, с открвтым подвижным ограждением. Перед резанием обязательно перевести в левое положение.

   2 Сигнализатор заземления. Сигнализирует о замыкание на землю цепи управления с напряжением 110В. Свечение двух ламп при подаче питание на станок нормального состояния цепей(при подаче питания на шкаф приводов или включении электродвигателей смазки, автоматической головки и так далее допускаются выключение обеих ламп). Свечение одной из ламп сигнализирует  о замыкание цепи на землю.

   3 Переключатель режимов  работы в зависимости от оснащения  станка зажимными устройствами. Переключатель на пять положений. Крайнее левое – работа с  электромеханическим зажимом в  потроне по наружному диаметру и электромеханическим подводом пиноли. Второе – работа с ручным режимом работы патрона и с электромеханическим подводом пиноли. Третье – работа с элетромеханическим зажимом в патроне по наружнему диаметру без использование пиноли.Четвертое – работа с электромеханическим зажимом по внутреннему диаметру без использования пиноли. Крайнее правое – работа с ручным зажимом патрона и с ручным приводом пиноли.

   4 Переключатель работы режимов  охлаждения. Переключатель на три  положения, левое – охлаждение  отключено, правое – охлаждение  включается и выключается автоматически  по программе, среднее – охлаждение  включено.

   5 Кнопка «Выключения приводов  подач»

   6 Кнопка «Включение приводов  подач»

   7 Экран  БОСИ. Визуализация программы при  вводе, отработки и редактирование. 
Электромеханический привод пиноли задней бабки

   Электромеханические приводы  значительно проще по конструкции  и более удобны в эксплуатации, чем пневмо- и гидроприводы. В состав электромеханического привода входят электродвигатель, передаточный механизм и система управления электродвигателем. На рисунке ниже показан токарный патрон с электромеханическим приводом. Электродвигатель 7 соединен с патроном 12 посредством червячной передачи 3 и вала 8, связанного с тягой 11 муфтами 4 и 9 и гайкой 10. Для зажима заготовки 14 кулачками 13 включается электромагнит 6, который через рычаг 5 вводит в зацепление зубья муфты 4, обеспечивая передачу вращения от электродвигателя 7 на вал 8 с гайкой 10. При этом тяга 11, перемещаясь вдоль оси, сводит или разводит кулачки патрона. При достижении необходимой силы зажима кулачки муфты 9 выходят из зацепления. При этом муфта, сжимая пружину 2, поворачивает рычаг, который нажимает на конечный выключатель 1, в результате чего электродвигатель 7 и электромагнит 6 выключаются.

 

 

 

 

 

 

   На рисунке ниже показана автоматизированная с помощью пневмоцилиндра пиноль задней бабки токарного станка. Усилие, необходимое для зажима заготовки центром, создается сжатым воздухом, который поступает в полость 3 пневмоцилиндра 4 и перемещает поршень 2 вместе с пинолью 1. Перемещение поршня 2 прекращается только тогда, когда создается необходимая осевая сила для зажима обрабатываемой заготовки. После окончания обработки воздух подается в полость 5 пневмоцилиндра. Вначале перемещается влево цилиндр 4 вместе с тягой 6, которая поворачивает колесо 7. Последнее отводит фиксатор 8, с помощью которого пиноль стопорилась в выдвинутом положении. Затем перемещается вправо поршень 2 вместе с пинолью 1 и заготовка освобождается.

 

 

   Для облегчения условий труда рабочих при закреплении заготовок (деталей) на станки устанавливают механизированные приводы: пневматические, гидравлические, электрические и магнитные. Пневматические приводы по сравнению с приводами других типов отличаются высоким быстродействием и обеспечивают регулирование и контроль силы зажима. Управление пневмоприводом удобно и не требует больших физических усилий.

 

 

 

 На рисунке сверху показан токарный патрон с вращающимся пневмоприводом, позволяющим автоматизировать закрепление заготовки. Патрон 5 связан с пневмоцилиндром 2 тягой 4 с муфтой 3, которые размещены внутри шпинделя станка. Сжатый воздух из магистрали через влагоотделитель 6 и кран 7 управления подается через неподвижную муфту в переднюю или заднюю полость пневмоцилиндра 2, который вращается вместе со шпинделем. Перемещение поршня со штоком, а с ним муфты 3 и тяги 4 приводит в действие кулачки патрона.

 

 

 

Заключение

Основная особенность станков с ЧПУ состоит в том, что программа, то есть данные о величине, скорости и направлении перемещений рабочих органов, задается в виде символов, нанесенных на специальный программоноситель. На станке с ЧПУ для того, чтобы обработать деталь новой конфигурации, часто достаточно установить в УЧПУ новую УП, которая содержит определенную задающую информацию (ЗИ). Устройством ввода программы (УВП) программа считывается, то есть преобразуется в электрические сигналы, и направляется в устройство обработки программы (УОП), которое через устройство управления приводом (УУП) воздействует на объект регулирования – привод подач (ПП) станка. Заданное перемещение подвижных узлов станка, связанных с приводом подач, контролируют датчики обратной связи. Информация обратной связи с датчика через устройства обратной связи поступает в УОП, где происходит сравнение фактического перемещения узла подачи с заданным по программе для внесения корректив в произведенные перемещения. Для исполнения дополнительных функций электрические сигналы поступают с УВП в устройство технологических команд. Происходит включение или выключение различных двигателей, муфт, электромагнитов и др.

Применение станков с ЧПУ взамен универсального оборудования имеет существенные особенности и создает определенные преимущества: сокращение цикла производства товара, повышение производительности труда и др.

 

Список литературы

 

1. Харченко А.О. Станки с ЧПУ и оборудование гибких производственных систем: Учебное пособие для студентов вузов. - К.: ИД "Профессионал", 2004. - 304 с.
2. Р.И. Гжиров, П.П. Серебреницкий. Программирование обработки на станках с чпу. Справочник, - Л.: Машиностроение, 1990. - 592 с.

3       Интернет – ресурсы по теме курсовой работы.  

 

 

Кинематическая схема