Проектирование наладки станков с ЧПУ на обработку детали Червяк 2А061.00.00.12

составляют спецификацию на спроектированное приспособление согласно сборочному чертежу и присваивают шифры на специальные разрабатываемые детали приспособления.

 

2.1 Выбор схемы установки заготовки в приспособлении

 

При обработке детали червяк на токарном патронно-центровом станке 16К20Т1 заготовка устанавливается и закрепляется в центрах трехкулачкового поводкового клинового патрона с пневматическим приводом и в пиноли задней бабки.

 

 

 

Рисунок 2.1 - Схема установки и закрепления  заготовки в центрах трехкулачкового

                       клинового патрона и пиноли задней бабки

 

2.2 Расчет усилия зажима заготовки в приспособлении

 

Усилие зажима необходимого для надежного крепления заготовки в приспособлении. Величина сил зажима определяется из условия равновесия всех сил, при полном сохранении контакта технологических баз обрабатываемой заготовки с установочными элементами приспособления и невозможности поворота или сдвига в процессе обработки. При обработке детали на фрезерном станке, возникают силы резания, которые стремятся сдвинуть заготовку относительно своей оси.

  Произведем расчет усилия зажима  заготовки при выполнении операции 015. Станок – 16К20Т1.

Рассчитаем  усилие W_o необходимое для зажима заготовки одним кулачком, а также усилие на штоке пневмоцилиндра Q и диаметр поршня пневмоцилиндра D_ц.

Исходные  данные для расчета:

1. диаметр обрабатываемой поверхности D=41 мм;
2. диаметр зажимной поверхности D_з=41 мм;
3. глубина резания t=1,5 мм;
4. подача S=0,18 мм/об;
5. частота вращения n=1250 мин^-1;
6. скорость резания v=114 м/мин;
7. мощность резания N=2,9 кВт

Рисунок 2.2 - Схема трехкулачкового клинового патрона с пневмоприводом

 

Сила  зажима заготовки одним кулачком:

 

W_o= ,                                                 (2.1)

где k – коэффициент запаса;

      М – крутящий момент от усилия резания, Нм;

      f – коэффициент трения на рабочих поверхностях кулачков

      f=0,25 – ([10] стр.111)

Крутящий  момент:

М= ,                                                    (2.2)

где P_Z – тангенциальная составляющая силы резания, Н

 

Подставив (2.2) в (2.1) получим:

W_o=                                                          (2.3)

Тангенциальная  составляющая силы резания:

P_Z=                                                       (2.4)

P_Z=

=1556,8 Н

 

Коэффициент запаса:

k=k_o∙k₁∙k₂∙k₃∙k₄∙k₅∙k₆  ,                                            (2.5)

 

где k_o=1,5 – гарантированный коэффициент запаса;

      k₁ – коэффициент, учитывающий состояние поверхности заготовки;

      k₁=1,2 ([10] стр.199)

      k₂ – коэффициент, учитывающий увеличение силы резания из-за затупле-

             ния инструмента;

      k₂=1,0 - ([10] стр.206 табл.95)

      k₃ – коэффициент, учитывающий увеличение силы резания при прерывис-

             том резании;

      k₃=1,2 ([10] стр.199)

      k₄ – коэффициент, учитывающий постоянство сил резания;

      k₄=1,0 ([10] стр.206)

      k₅ – коэффициент, учитывающий эргономику ручных зажимов;

      k₅=1,0 ([10] стр.206)

      k₆ – коэффициент, учитывающий влияние крутящих моментов;

      k₆=1,5 ([10] стр.207)

 

k=1,5∙1,2∙1,0∙1,2∙1,0∙1,0∙1,5=3,24

 

Сила  зажима заготовки одним кулачком:

 

W_o=

=6425,6 Н

Усилие  на штоке пневмоцилиндра:

 

Q=nk₁(1+ f₁) ∙tg(β+φ)∙W_o∙ ,                                (2.6)

где n=3 – количество кулачков;

      k₁=1,05 – коэффициент, учитывающий дополнительные силы трения в пат-

                     роне;

      l=62 мм – вылет кулачка от его опоры до центра усилия зажима;

      l₁=72 мм – длина направляющей части кулачка;

      β=12^o; φ=3^o

      f₁ – коэффициент трения в направляющих кулачков; f₁=0,15 - ([10] стр.211)

Q=3∙1,05∙(1+

∙0,15)∙tg(12+3)∙6425,6∙ =7526 H

Диаметр поршня пневмоцилиндра

D_ц=1,27 ,                                           (2.7)

где р=0,6 МПа - давление сжатого воздуха;

      η=0,95 – механический КПД пневмоцилиндра ([10] таб.136 стр.317)

D_ц=

=122 мм

 

Принимаем ближайший больший стандартный  диаметр поршня пневмоцилиндра D_ц=125 мм.

 

2.3 Описание работы приспособления.

 

Патрон  клиновой устанавливается на переднем конце шпинделя токарного станка 16К20Т1. При этом базируется по коническому  уступу и крепится шестью винтами М12 к фланцу шпинделя. На заднем конце шпинделя установлен вращающийся пневмоцилиндр. Через сквозное отверстие в шпинделе шток пневмоцилиндра соединяется с муфтой. С муфтой соединяются три рычага. Другие плечи рычагов соединены с основными кулачками, на которых посредством двух винтов М8 закреплены сменные кулачки. Отвернув винты можно переставлять сменные кулачки по основным кулачкам в зависимости от диаметра обрабатываемой заготовки.

При перемещении поршня пневмоцилиндра, а значит и муфты влево произойдет поворот рычагов против часовой стрелки, кулачки переместятся по радиусу от центра и кулачки зажмут вал. При перемещении влево – произойдет разжим кулачков.

Приспособление  для контроля радиального биения

Прибор  предназначен для проверки биения цилиндрических деталей (валов, шкивов, шестерен и т.д.), установленных в центрах. Контролируемые параметры: радиальное и торцевое биение (то есть, проверка может проводиться как по цилиндрическим поверхностям, так и по торцевым).

Краткое описание:

Прибор  состоит из следующих основных узлов: станины, левой бабки, правой бабки, каретки со стойкой индикатора (индикатор ИЧ-10 кл.1 ГОСТ 577-68). Бабки и каретка могут передвигаться по направляющим станины и закрепляются на ней ручными зажимами в любом месте на станине.

Ход пиноли не менее 8 мм. В бабке есть стопорное устройство, надежно закрепляющее пиноль с центром.

На  каретке устанавливается штатив, позволяющий устанавливать индикатор  в любое положение.

Работа  на приборе:

Проверяемая деталь устанавливается в центрах  прибора. Бабки закрепляются на станине  при помощи зажимных винтов ручными  зажимами согласно длине проверяемой  детали.

Каретку со стойкой индикатора устанавливают  против проверяемого участка и производят замеры.

Положение индикатора и его закрепление  в державке осуществляется при помощи специальных зажимов. Для точной настройки индикатора предусмотрен механизм микроподачи.

После установки детали в приспособление, к контролируемой поверхности подводят щуп индикатора, стрелку индикатора устанавливают на «0», затем деталь проворачивают в центрах, снимая показания индикатора.

Для того, чтобы контрольное приспособление обеспечивало правильность контроля, требуется, чтобы его погрешность составляла 1/3…1/4 допуска на контролируемый параметр.

 

3. НАЛАДКА СТАНКА С  ЧПУ

 

3.1. Расчет размерной настройки

 

Настройку станков токарной группы следует выполнять в следующей последовательности:

  1. Подобрать режущий инструмент, проверить его состояние. Проверить надежность крепления и плотность прилегания к опорным поверхностям резцов многогранных неперетачиваемых твердосплавных пластин.

2. Настроить  на приборе вне станка режущий инструмент в координатные размеры, заданные картой наладки.

3. Расставить инструментальные блоки  с настроенными на размер режущими инструментами в рабочие позиции револьверной головки или инструментального магазина.

4. Прикрепить  к шпинделю предусмотренное картой  наладки зажимное устройство.

 5. Подготовить зажимные элементы, например, установить кулачки и при необходимости их расточить.

6. Ввести  управляющую программу в память  станка.

7. Закрепить  заготовку в зажимном устройстве.

8. Выполнить  пробную обработку детали.

 

По результатам  контроля первой детали предусмотрен ввод поправок по осям X и Z положения суппорта в нуле программы и коррекции инструментов. Если требуется изменить большинство размеров обработки, то это нужно осуществить за счет смещения положения нуля программы, тогда коррекцию придется вводить только на отдельные инструменты, выполняющие обработку точных поверхностей.

При обработке  детали «ЧЕРВЯК» на 015 и 020 операции используется станок 16К20Т1 оснащенный устройством ЧПУ «Электроника НЦ-31», поэтому первые два этапа, связанные с настройкой инструментов на размер, можно заменить этапом «размерной привязки» инструментов к системе координат управляющей программы.

 

Процедура размерной привязки осуществляется следующим образом:

1. Выбирается  начало координат программы, например на правом чистовом торце детали.

2. Вызывается  нужный инструмент, например, упорно-проходной резец.

3. Включается  вращение шпинделя, и в режиме  ручного управления резец подводится к заготовке.

4. Управляя  маховиком, производят наружное  обтачивание заготовки на длину, достаточную для измерения наружного диаметра.

5. Останавливают  шпиндель и измеряют диаметр  проточенной поверхности.

6. Устройство  ЧПУ переводят в режим размерной  привязки инструментов и измеренный  диаметр нажатием на клавиши вводят в память устройства.

7. Включают  вращение шпинделя, в режиме ручного  управления резец подводят к  торцу заготовки и обрабатывают торец.

8. Инструмент отводится по оси Х, шпиндель останавливают, измеряют расстояние по оси Z от начала координат программы до проточенного торца.

9. Устройство  ЧПУ переводится в режим размерной  привязки инструментов и измеренная величина вводится в память.

Точку начало обработки выбирают с учетом погрешности установки заготовки.

 

3.2 Наладка станка с ЧПУ на  обработку детали

 

Техническая документация, по которой выполняется настройка токарного станка с ЧПУ, обычно состоит из двух документов: карты наладки и текста программы. Для подготовки станка к обработке деталей необходима карта наладки В карте указаны: а) вид зажимного устройства и даны конкретные размеры зажимных элементов в случае необходимости их подготовки к работе (например, зажимных кулачков); б) перечень вспомогательных и режущих инструментов с координатами вершин режущих кромок от программируемой точки станка;

в) размеры заготовки, поступающей на станок с ЧПУ; г) размеры детали, сходящей со станка; д) координаты исходной (нулевой) точки относительно абсолютной системы координат станка.

Для патронных токарных станков общепринято, что в абсолютной системе начало координат лежит на пересечении оси центров с зеркалом зажимного патрона, для центровых станков − на пересечении оси центров с базовым торцом плавающего центра или зажимного устройства.

Наладку токарного станка с ЧПУ рекомендуется  выполнять следующим образом:

В начале смены проверяют основные функции, выполняемые станком. Кроме того, в целях тепловой стабилизации станка и УЧПУ включают вращение шпинделя на средней частоте и питание УЧПУ в течение 20-25 мин; при этом прогревают станок.

Подбирают согласно карте наладки режущий  инструмент и оснастку для крепления обрабатываемой детали. Проверяют состояние инструмента.

Устанавливают инструмент в соответствующие позиции револьверной головки, указанные в карте наладки.

Настраивают кулачки, ограничивающие перемещения суппорта и его нулевое (исходное) положение.

Вводят  УП с пульта УЧПУ с бланка или  из кассеты внешней памяти; проверяют  УП сначала в покадровом режиме, а затем в автоматическом цикле; наблюдают за правильностью ее осуществления.