Министерство  образования и  науки Республики Казахстан

Карагандинский  государственный  технический университет 
 
 
 

Кафедра: ММ и Н 
 
 
 
 
 

РЕФЕРАТ

На  тему: Вертикально-сверлильный станок 
 
 
 
 

Выполнила: ст.гр. ПО-10-6

      Досанова Асель

Приняла:

       Мирчева Н.П. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Караганда 2011

ВЕРТИКАЛЬНО-СВЕРЛИЛЬНЫЙ  СТАНОК С ПРОГРАММНЫМ  УПРАВЛЕНИЕМ МОДЕЛИ 2Р135Ф2

1. Назначение и техническая  характеристика станка

   Станок  предназначен для сверления, зенкерования, развертывания, нарезания резьбы и других операций в деталях типа крышек, фланцев, панелей, кронштейнов и т.п.

   Наличие на станке револьверной головки для  автоматической смены инструмента  и крестового стола с программным  управлением позволяет осуществлять координатную обработку деталей  без предварительной разметки и без применения кондукторов. 

Техническая характеристика приведена ниже:

Наибольший  диаметр сверления в стали 45, мм   35

Наибольший  диаметр нарезаемой резьбы в стали 45, мм . . . М24*3

Число шпинделей револьверной головки   6

Число частот вращения шпинделя    12

Диапазон  частоты вращения шпинделя, об/мин   31,5-1400

Наибольший  крутящий момент, Н^- м       200

Наибольшее  усилие подачи, Н    15 000

Конус конца шпинделя револьверной головки  по СТ СЭВ

147-75    Морзе №4  

Рис. 1. Общий вид вертикально-сверлильного станка с ЧПУ модели 2Р135Ф2: 1 - основание; 2 - колонна; 3 - крестовый стол, 4 - редукторы крестового стола; 5 - коробка скоростей; 6 суппорт револьверной головки; 7 - револьверная головка; 8 редуктор механизма подач; 9 - пульт управления 

Наибольшее  расстояние от торца шпинделя до поверхности

стола, мм     600

Наибольший  ход суппорта, мм     560

Число подач суппорта     18

Пределы подач суппорта, мм/мин    10-500

Скорость  быстрого хода суппорта, м/мин   4

Время поворота револьверной головки, с:

из 1-й  во 2-ю позицию    3,2

из 1-й  в 3-ю    4,6

из 1-й  в 4-ю                   5,6

из 1-й  в 5-ю    7,0

из 1-й  в 6-ю    7,6

из 6-й  в 6-ю     8,6

Размеры рабочей поверхности стола, мм      400x630

Скорость  быстрого перемещения стола, м/мин   3,8 

Рис. 2. Общий вид пульта с обозначением органов  управления и символов: 1 - сигнальная лампа "Контроль выпрессовки инструмента"; 2 - кнопка "Ввод программы"; 3 - кнопка "Пуск программы"; 4 - кнопка "Вращение (пуск) шпинделя"; 5 -кнопка "Стоп шпинделя"; 6 -переключатель - "Выбор режимов работы (ручное управление или автоматический цикл)"; 7 переключатель "Выбор позиции револьверной головки"; 8 -сигнальная лампа "Фиксация револьверной головки"; 9 - переключатель "Выбор подачи суппорта револьверной головки"; 10 - переключатель "Выбор оборотов шпинделя"; 11–

переключатель охлаждения; 12 -сигнальная лампа "Конец программы"; 13 - сигнальная лампа "Станок включен в сеть"; 14 - сигнальная лампа "Смена комплекта инструмента в револьверной головке"; 15 - сигнальная лампа "Крайние положения"; 16 - тумблер "Выбор рабочей оси"; 17 - тумблер "Выбор направления перемещения рабочих органов станка"; 18 - кнопка "Поворот револьверной головки"; 19 - тумблер "Выбор скорости перемещения рабочих органов станка";-20 сигнальная лампа "Контроль резьбонарезания"; 21 - тумблер "Резьбонарезание"; 22 - сигнальная лампа "Предварительный стоп в цикле"; 23 - кнопка "Стоп программы"; 24 - тумблер "Технологическая остановка"; 25 - сигнальная лампа "Установка нуля"; 26 - кнопка "Аварийный стоп"; 27 кнопка "Установка нуля"; 28 - кнопка "Выпрессовка инструмента"; 29 кнопка "Пуск станка" 

Скорость  медленного перемещения стола, м/мин   0,05

Наибольший  ход стола, мм:

поперечный         360

продольный      560

Точность позиционирования стола, мм     0,05

Устройство  ЧПУ . .    позиционно-пря-

     моугольное

     модели 2П323

Число управляемых осей координат 

(всего/одновременно)…………….     3/2

Дискретность  отсчета по осям координат, мм     0,01

Наибольшая  масса обрабатываемой детали на столе, кг  ...  200 
Мощность электродвигателя привода главного движения,

кВт         4

   На  рис. 1 показан общий вид вертикально-сверлильного станка с ЧПУ модели 2Р135Ф2, а на рис. 2 — органы управления, расположенные  на пульте управления. 
 

2. Устройство станка 

   Механизм  главного движения обеспечивает передачу вращательного движения от электродвигателя и регулировку частот вращения шпинделей револьверной головки, т.е. режущего инструмента. Он включает электродвигатель, коробку скоростей, шлицевой вал и суппорт револьверной головки (рис.3).

   Вращение  от индивидуального электродвигателя 1 мощностью N  = 4 кВт с частотой вращения п = 1000 об/мин через упругую муфту передается ведущему валу / коробки скоростей, который несет на себе три зубчатых колеса 9, 11, 13, управляемые электромагнитными муфтами ЭМ1, ЭМ2 и ЭМЗ, поочередное включение которых позволяет передать на промежуточный вал // три различные частоты вращения (через зубчатые пары колес 9-2, 11-10 или 13-12).

   Вал // выполнен в виде втулки, свободно сидящей на валу IV и имеет четыре зубчатых колеса 12, 6, 10, 2, два из которых (6 и 2) находятся в постоянном зацеплении с узорчатыми колесами 7 и 5 вала ///. Путем поочередного включения электромагнитных муфт ЭМ4 или ЭМ5 позволяет передать с вала // на вал /// две различные частоты вращения (через колеса 6-7 или 2-5)). Таким образом, вал /// может иметь шесть различных частот вращения. Включением электромагнитной муфты ЭМ6 осуществляется передача вращения с вала /// на выходной вал V коробки скоростей, обеспечивая верхний диапазон частот вращения шпинделей.

   Шесть частот нижнего диапазона вращения шпинделей револьверной головки обеспечивается с помощью понижающей зубчатой передачи с вала /// на вал IV (через колеса 4 и 3) и с вала IV на вал V (через колеса 14 и 8 и управляемую электромагнитную муфту ЭМ 7). Такая конструкция привода для изменения частоты вращения с передачей через колеса 3/4 • 14/8 называется перебором.

Вращение  с выходного вала V коробки скоростей через конические колеса 28 и 29 передается шлицевому валу VI и далее через колеса суппорта: с колеса 31 на колесо 40, с колеса 41 через колесо 39 на колесо 38, которое соединяется с одним из колес 60, 61, ..., 65 шпинделей револьверной головки и сообщает последним вращательное движение.

   Для рассматриваемого нами станка уравнение  кинематической цепи главного движения

   n_эд  ·  i_к.с  ·  i_суп  = n_шп , где п   — частота вращения электродвигателя, об/мин; i_кс — передаточное

Рис.  3. Кинематическая схема  вертикально-сверлильного станка модели 2Р135Ф2

отношение коробки скоростей; i_суп — передаточное отношение зубьев колес суппорта; n_шп — частота вращения шпинделя, об/мин.

   Подставляя  в уравнение цепи главного движения конкретные значения частоты вращения электродвигателя и числа зубцов колес отдельных кинематических пар, можно установить значения частот вращения шпинделя 
 
 
 

   В табл. 1 приведены числа частот вращения шпинделя револьверной головки.

   Суппорт револьверной головки  осуществляет быстрые перемещения и рабочие подачи револьверной головки, поворот револьверной головки, кинематическую цепь вращения шпинделя револьверной головки (от выходного вала коробки скоростей до шпинделя), кинематическую цепь выпрес-совки инструмента из шпинделя револьверной головки, а также цепь смазки узла.

  Механизм  быстрых перемещений  и рабочих подач  суппорта револьверной головки конструктивно выполнен отдельным узлом, называемым редуктором механизма подач. Он имеет пять валов и три электромагнитные муфты, смонтированные в отдельном корпусе, сельсин БС155А и фланцевый электродвигатель постоянного тока. Рабочие перемещения суппорта (подачи суппорта) передаются по следующей кинематической цепи

Таблица 1. Частота вращения шпинделя револьверной головки

Таблица 2. Рабочие подачи шпинделя револьверной головки 
 

(рис. 3): от электродвигателя постоянного  тока 15 мощностью N = = 1,3 кВт с частотой вращения п = 3000 об/мин с тиристорным управлением через жесткую муфту вращение передается валу VII редуктора подач. С вала VII через зубчатые колеса 17 и 42 и включение электромагнитной муфты ЭМ10 вращение передается валу IX. С вала IX через зубчатые колеса 43, 45 и 48 вращение передается на вал VIII и далее через червячную передачу 47, 46 на ходовой винт подачи 50 суппорта револьверной головки, по которому перемещается гайка 51, имеющая жесткое соединение с суппортом револьверной головки.

Уравнение кинематической цепи рабочих подач  суппорта

п_эд   • i_рп    • р_хв    = S ,

где n_эд — частота вращения электродвигателя; i_рп — передаточное отношение цепи зубчатых колес редуктора подач; Р_ХЛ - шаг ходового винта суппорта револьверной головки.

   Сочетание электродвигателя постоянного тока с тиристорным управлением и замедляющей кинематической цепи (цепи медленных движений) редуктора позволяет получить 18 различных подач суппорта револьверной головки. В табл. 2 приведены величины рабочих подач.

   Быстрое перемещение суппорта осуществляется по следующей кинематической цепи (рис. 3): от электродвигателя 15, который в данном случае вращается с максимальной частотой, через зубчатое колесо 16 вала VII, колесо 19 и включение электромагнитной муфты ЭМ9 вращение передается на вал VIH и далее через червячную передачу 47, 46 на ходовой винт 50 суппорта револьверной головки. Величина скорости быстрого перемещения револьверной головки равна 4000 об/мин. На шлицевом конце вала VIII закреплен поводок быстродействующей электромагнитной муфты ЭМ8, осуществляющий от устройства ЧПУ в нужный момент торможение привода подачи револьверной головки, конец ходового винта 50 соединен жесткой муфтой с валом сельсина БС155А 44, который выполняет роль датчика обратной связи. На валу X установлена крыльчатка для разбрызгивания масла, вращение которой осуществляется через колеса 16 и 18 от вала VII. 

  Механизм  поворота револьверной головки осуществляет в нужный момент поворот револьверной головки по следующей кинематической цепи

(рис. 11.3): от электродвигателя 20 мощностью N = 0,75 кВт и с частотой вращения п = 1500 об/мин через зубчатые колеса 25,24,червячную передачу 32, 33 и зубчатые колеса 5 7 и 58 вращение передается револьверной головке.

   В процессе работы станка револьверная головка закреплена подпружин-ными тягами суппорта, находящимися в Г-образных пазах револьверной головки, и поворачиваться не может. Поэтому при включении электродвигателя 20 червяк 32 не может повернуть червячное колесо 33 и, вращаясь, перемешается вниз. При таком перемещении червяка (а следовательно, и вала XIX) через реечные пары 35, 34 и 66, 67 вал XVI получает также перемещение вниз и выводит из зацепления с помощью кулачка К1 зубчатое колесо 38 цепи вращения шпинделя, одновременно с помощью кулачка К2 револьверная головка освобождается от зажима.

   Червяк  32 доходит до жесткого упора и через зубчатую передачу 5 7 и 58 начинает вращать револьверную головку (прямой ход). Одновременно с вращением револьверной головки через зубчатые колеса 30 я 27, коническую пару 55 и 54 приводится во вращательное движение позиционный командный аппарат ПК А, который при выборе очередного шпинделя останавливает прямое вращение револьверной головки и включает обратное вращение путем отключения электромагнитной муфты ЭМ12 и включением электромагнитной муфты ЭМП (через колеса 22-23 и 21-49).

   Револьверная  головка при обратном вращении доходит до жесткого упора суппорта и останавливается. При этом червяк движется вверх. При движении червяка вверх (а следовательно, и вала XIX) через реечные пары 35, 34 и 66, 67 вал XVI получает также перемещение вверх и с помощью кулачка К1 вводит зубчатое колесо 38 цепи вращения шпинделя в зацепление с зубчатым колесом одного из шпинделей револьверной головки (одним из колес 60-65). Одновременно кулачок К2 освобождает тяги, которые закрепляют револьверную головку в заданной позиции. 

  Выпрессовка режущего инструмента из шпинделей револьверной головки осуществляется по следующей кинематической цепи (рис. 11.3): от электродвигателя 20 через зубчатые колеса 25, 24, 26 и 52, которые соединяются с валом XVJI с помощью электромагнитной муфты ЭМ13, через червячную пару 36 к 37, зубчатые колеса 56 и 59 движение передается на вы-прессовывающий эксцентрик КЗ, установленный в пазу оси поворота револьверной головки и осуществляющий выталкивание режущего инструмента.

   Смазка  узла суппорта осуществляется масляным насосом по следующей кинематической цепи (рис. 3): вращение от электродвигателя 20 через зубчатые колеса 25, 24, 26, 52 и 53 передается на вал X VIII, на конце которого сидит эксцентрик К4, приводящий в движение плунжер насоса, осуществляющего смазку всего узла суппорта. 

Стол  крестовый служит для установки и крепления обрабатываемых деталей. Он состоит из основания, салазок и стола. Стол может перемещаться в двух взаимно перпендикулярных направлениях по заданной программе: в продольном направлении (в направлении оси X') по направляющим салазок и в поперечном направлении (в направлении оси Y') - совместно с салазками. Последние перемещаются по направляющим основания. Перемещение салазок и стола осуществляется с помощью передач винт—гайка качения, ходовые винты которых установлены на подшипниках качения. Ходовые винты приводятся во вращательное движение от редукторов крестового стола. Отсчет координат производится с помощью сельсинов БС155А, установленных соосно с ходовыми винтами. 

   Механизм  для осуществления быстрых и медленных перемещений стола относительно салазок и салазок совместно со столом конструктивно выполнен отдельными узлами называемыми редукторами стола. Каждый из них имеет по четыре основных вала, две электромагнитные муфты, сельсин БС155А и индивидуальный электродвигатель. Принцип работы редуктора одинаков, поэтому ниже будет описан редуктор для перемещения салазок совместно со столом. Координатное перемещение стола (позиционирование) осуществляется по командам, выдаваемым устройством ЧПУ в соответствии с заданной программой и уставками.

   Цепь  быстрого движения включается при выдаче устройством ЧПУ команды "I ступень". При этом включаются электродвигатель 83 мощностью Л^ = 0,75 кВт с частотой вращения п = 1500 об/мин, электромагнитные муфты ЭММ и ЭМ16. Быстрое перемещение салазок со столом в поперечном направлении передается по следующей кинематической цепи (рис. 113): от электродвигателя 83, через зубчатые колеса 77, 78, 86, 88, 81, 80 вращение передается ходовому винту 69 с шагом Р_хл = 5 мм, по которому перемещается гайка 68, имеющая жесткое соединение с салазками. Скорость быстрого перемещения салазок со столом для данного станка равна 3,8м/мин.

   Цепь  медленного движения включается при  подходе стола к конечной точке  устройством ЧПУ командой "II ступень". При этом отключается ки^ тематическая цепь, обусловливающая быстрое перемещение салазок со столом, включается электромагнитная муфта ЭМ15. Медленное перемещение салазок со столом передается по следующей кинематической цепи: от электродвигателя 83, через зубчатые колеса 76,. 79, 87, 85, 84, 75, 74, 73, 82, 81 и 80 вращение передается ходовому винту 69. Скорость медленного перемещения салазок со столом для данного станка равна 0,05 м/мин.

   При выдаче из устройства ЧПУ команды "III ступень" происходит выключение муфты ЭМ15 и за счет запаздывания ее выключения осуществляется медленное перемещение стола по кинематической цепи: зубчатые колеса 82, 81, 80, ходовой винт 69. Для данного станка величина перемещения за счет запаздывания равна 0,04 мм.

   При достижении столом заданной позиции (размера) Происходит выключение электродвигателя и форсированное торможение привода подач тормозной муфтой, размещенной на ходовом винте. В конце этого этапа позиционирования дается команда "Стоп". Отсчет координаты производится с помощью сельсина 72, установленного соосно с ходовым винтом и связанного с ним через колеса 70 и 71.