Модернизация токарного станка с ЧПУ модели 16К20Ф3С32 с целью обеспечения возможности обработки поверхностей сложных форм

Пневмооборудование  нужно подключать к цеховой сети сжатого воздуха. Для этого на задней стороне основания имеется труба с наружной резьбой ³/₈".

Подача воздуха на направляющие производится при нажатии кулачка, укрепленного на рукоятке, на толкатель клапана 1  (рис. 3.4) при перемещении рукоятки на рабочего.

Рис. 3.4.. Схема пневмооборудования

По окончании  работы необходимо салфеткой удалить влагу с направляющих и покрыть их тонким слоем масла.

Ежедневно перед  началом работы необходимо спустить влагу из фильтра 3 посредством поворота воротка, установленного в его нижней части.

Регулярно один раз в 2—3 месяца по мере поднятия конденсата до уровня заслонки фильтр 3 снимать для очистки и промывки. В маслораспределитель 2 по мере опорожнения корпуса надо заливать, масло «Индустриальное 20А»

 

3.4 Смазочная система

Общие указания.  Правильная и регулярная смазка станка имеет важнейшее значение для нормальной его эксплуатации и продления срока его работы.   Поэтому необходимо строго придерживаться приведенных ниже рекомендаций.

При подготовке станка к пуску в соответствии с картой смазки и схемой смазки (рис. 3.5) заполнить резервуары смазки 1 до уровня указателя масла 8 и смазать указанные в карте механизмы.

Рис. 3.5. Схема  смазки станка 16К20Ф3С32 /16/

 

Смазку производить  смазочными материалами в соответствии со сроками, указанными в «Карте смазки и расхода масла и смазочных материалов», или их заменяющими материалами; (Перечень рекомендуемых смазочных материалов).

Первую замену масла во всех масляных емкостях произвести через месяц после пуска станка в эксплуатацию; вторую — через 3 месяца, а далее — строго руководствуясь указаниями карты смазки и раздела. Слив масла производить через сливные отверстия 7.

Описание  системы смазки шпиндельной бабки.

В станке применена  автоматическая система смазки шпиндельной бабки.  Шестеренный насос 10 (см. рис. 3.5) всасывает масло из резервуара и подает его через сетчатый фильтр 5 к подшипникам шпинделя и зубчатым колесам.

 Для контроля  работы насоса может быть применено дополнительное реле 13, установленное после сетчатого фильтра 5.

При наличии  потока масла в системе смазки реле дает команду о готовности к работе главного-привода. В случае выхода из строя электродвигателя станции смазки реле дает команду на выключение двигателя  главного привода.

Кроме того, для визуального контроля работы станции смазки установлен маслоуказатель 8, вращающийся диск которого свидетельствует о работе системы смазки. В процессе работы необходимо следить за состоянием фильтра 5 и по мере засорения производить промыву его элементов в керосине не реже одного раза в месяц (для снятия фильтра предварительно отсоединяется сливная труба).

Из шпиндельной  бабки масло через сетчатый фильтр и магнитный патрон 9 сливается в резервуар.

Ежедневно перед  началом работы следует проверять уровень масла по риске маслоуказателя 2 на резервуаре и при необходимости доливать его.

 

Описание системы  смазки направляющих каретки и станшны.

В станке применена  автоматическая смазка направляющих каретки  и направляющих станины от станции смазки, установленной на основании.

При включении  насоса станции смазки масло под давлением 1—2 атм подается при помощи шланга к коллектору 12 на каретке.

На давление 1-2 атм должен быть отрегулирован подпорный клапан 6. Величина давления в системе смазки контролируется манометром 3.

Включение насоса -станции    смазки происходит при включении станка и в дальнейшем по команде от электроавтоматики станка или УЧПУ  (с интервалом 45 мин.).

Для исключения попадания загрязненного масла в станцию смазки предусмотрен обратный клапан 4.

При необходимости  можно дополнительно осуществить подачу масла нажатием кнопки «Толчок смазки». При этом подача масла осуществляется в течение всего времени нажатия кнопки, поэтому необходимо избегать избыточной подачи масла.

Описание смазки винтовых пар подшипников, винтов перемещения и универсальной автоматической головки.

Консистентной смазкой смазываются подшипники опор винта продольного перемещения, подшипники правой опоры винта поперечного перемещения, винтовые пары продольного и поперечного перемещений, а также подшипники универсальной автоматической головки.

Для смазки винта  продольного перемещения нужно  снять имеющиеся на опорах крышки.

На винтовых парах продольного и поперечного  перемещений, правой опоре винта  поперечного перемещения, а также в корпусе универсальной автоматической головки для этой цели имеются пресс-масленки. Места консистентной смазки обозначены позицией 11.

 

 

4 Расчетная  часть

4.1 Обоснование и предварительный расчет приводов станка

 

Исходя из конструктивных особенностей модернизируемого станка, выбираем как  у всей гаммы этих  станков раздельный вариант компоновки механизмов привода главного движения, содержащий односкоростной электродвигатель, автоматическую коробку скоростей (редуктор) и шпиндельную бабку, т. е. диапазонный механизм.

Такой вариант привода универсален, хотя и имеет свои недостатки, но он наиболее подходит для данного типа оборудования.

 

4.2 Кинематический  расчет

4.2.1 Определение предельных  значений частот вращения шпинделя

 

По проведенным расчетам режимов резания, и по полученным предварительным значениям частот вращения шпинделя из опыта, и учитывая, что расчет проведен по размерам детали-представителя, определяем предельные значения частот вращения, получим следующие результаты.

 Исходим из стандартного ряда значений диапазонов частот и отношений, предусматривая возможность использования данного оборудования при изменении размерного ряда или исходя из свойств обрабатываемого материала детали /13/. Это все существенно расширит область применения станочного оборудования. Следовательно, принимаем:

 об/мин

об/мин   

Получая при этом диапазон регулирования  чисел оборотов

                ,                                       (4.1)

Видим, то он находится в допустимых пределах для данного типа станочного токарного оборудования /13/.

4.2.2 Определения промежуточных  значений частот вращения

 

Проведем определение промежуточных значений частот вращения. Оно проводится в обусловленных пределах и производится по знаменателю геометрического ряда j /11, 13/.

Выбираем значение знаменателя  из стандартного ряда как наиболее отвечающее эксплуатационным условиям и рекомендуемое для данного  типа оборудования, а именно, =1,26 /13/.

Зная диапазон регулирования чисел  оборотов шпинделя и знаменатель геометрического ряда j, определяем число ступеней скорости шпинделя /14/:

.                         (4.2)

По принятому значению геометрического ряда в пределах диапазона регулирования составляем ряд чисел оборотов для числа ступеней скорости шпинделя , ограниченный предельными значениями:

20                                                160

                 28                                                 200

                 31                                                 250

                 40                                                 325

                 46                                                 400

                 50                                                 500

                 55                                                 630

                 58                                                 800

                 63                                                900

                 84                                                 1250

                 93                                                 1600

                 100                                               2000

                 120                                               2240

                 160

Все значения составленного  ряда приняты из ряда и предпочтительных значений.

 

4.2.3 Разработка структурной  формулы привода

 

Поскольку нами выбран привод с диапазонным регулированием, то наиболее точно его можно воплотить  приводом со сложной структурой, позволяющим добиться требуемого диапазона скоростей наиболее оптимальным путем.

Структурная формула  такого привода будет выглядеть  следующим образом: , классифицируемая как сложная структура множительного типа (тип А) с частичным выпадением или совпадением скоростей для достижения требуемого диапазона регулирования с передаточной ступенью и одной дополнительной структурой ( ) /11/.

Так как привод раздельный, то основную структуру ( ), участвующую в создании как своего, так и других диапазонов регулирования, относим к автоматической коробке скоростей, а передаточную ступень и дополнительную структуру с одной кинематической группой – к шпиндельной бабке.

Распределяя число ступеней скорости при сложной структуре привода, принимаем как одно из возможных значений для стандартизованных автоматических коробок скоростей, а , что позволяет получить требуемое общее число ступеней скорости , причем с совпадением некоторых скоростей. Для принятого числа ступеней основной структуры возможны следующие структурные формулы:

,

,

,

,

.

Но поскольку заранее оговорено, что основную структуру формирует автоматическая коробка скоростей, в которой переключение передач осуществляется электромагнитными муфтами, то для разгрузки входного и выходного валов предпочтительно использовать структурную формулу вида .

Эта формула также  удовлетворяет некоторым другим требования, предъявляемым при разработке привода главного движения в наиболее оптимальной форме /11,14/.

Следовательно, структурную  формулу привода можно определить следующим образом: .

Применение приводов с другими структурными формулами  основной структуры не исключается, если к приводу предъявляются  требования, характеризующие компоновку оборудования и в немалой степени  конструктивную реализацию.

 

4.2.4 Определение количества конструктивных и кинематических вариантов

 

Вариантность структуры  зависит от конструктивного порядка  расположения групп и кинематического  порядка включения передач (основная группа, первая переборная, вторая и  т. д.).

В сложных структурах количество вариантов будет гораздо больше. Количество вариантов будет гораздо больше.

Количество вариантов  для основной структуры /13/:

  .                                                (4.3)

где - количество групп передач; - количество групп с одинаковым числом передач.

Для дополнительной структуры количество конструктивных вариантов определяется по этому же соотношению. Если учесть, что основная структура может  быть конструктивно расположена как впереди, так и после дополнительной структуры, то общее количество конструктивных вариантов

  ; следовательно

.

Но поскольку конструктивное расположение структур в нашем случае оговорено, то общее количество конструктивных вариантов будет

.

Приводы со сложной структурой могут иметь  групп передач, т.е. Причем каждая группа может быть основной, первой, второй и т.д. переборной. Отсюда количество кинематических вариантов:

                                        (4.4)

Общее количество вариантов  привода /11/ 

              .                                               (4.5)

Следовательно, для разработанной структурной формулы , а для нашего варианта расположения структур  

Все варианты привода  допустимы к осуществлению, но в  каждом случае необходимо учитывать  возможность конструктивной реализации.

 

4.2.5 Определение структурных  формул кинематических вариантов

 

Поскольку для разработанной  сложной структурной формулы  привода имеется немало вариантов, то для их сокращения ограничимся  условиями компоновки привода: основная структура (АКС) допускает возможность варьирования характеристик групп, а дополнительную структуру используем для достижения требуемого числа ступеней скорости, т. е. характеристикой группы зададимся заранее. Исходя из вышесказанного, записываем структурные формулы согласно рекомендациям литературы /11, 13, 14/