Расчетно-графическая работа - Анализ структуры и расчет настройки вертикального консольно-фрезерного станка c ЧПУ модели 6Р11Ф3 - файл n1.doc

приобрести
Расчетно-графическая работа - Анализ структуры и расчет настройки вертикального консольно-фрезерного станка c ЧПУ модели 6Р11Ф3
скачать (272.5 kb.)
Доступные файлы (1):
n1.doc273kb.05.06.2012 09:06скачать

n1.doc

Содержание

с.

Введение 2

Анализ структуры и расчет настройки вертикального консольно-фрезерного станка c ЧПУ модели 6Р11Ф3 3

1 Расшифровка обозначения модели станка, уточнение назначения и область его применения 3

    1. Приведение компоновки станка и обозначение его узлов 3

2 Анализ кинематической структуры станка 5

2.1 Составление схемы обработки 5

2.2 Определение состава необходимых исполнительных движений 5

2.3 Определение метода формообразования поверхности детали 6

2.4 Составление структуры станка и ее анализ 6

3 Кинематическая настройка станка 8

3.1 Определение исходных данных и их приведение к виду, возможному для настройки 8

3.2 Определение расчетных кинематических цепей станка 8

4 Выводы 13

Список литературы 14





Введение
Металлорежущее оборудование играет важную роль в машиностроении, так как относится к средствам производства и в значительной степени определяет показатели качества деталей при их изготовлении. На современных машиностроительных предприятиях расширяется применение станков с автоматическим управлением, в частности мехатронных станков, что является основой создания гибкого автоматизированного производства.

К основным задачам при выборе, организации эксплуатации и проектировании станков с автоматическим управлением относится определение их технологических возможностей и направлений совершенствования конструкции. Решение таких задач требует освоения принципов построения кинематики и конструкции типовых моделей станков с ЧПУ, методик анализа их структуры и расчета настройки. Знание этих вопросов позволяет выявлять возможности оборудования, осуществлять его выбор при разработке технологических процессов изготовления деталей, выполнять расчеты кинематической настройки, а также проводить модернизацию существующих моделей и проектирование новых станков.


Анализ структуры и расчет настройки вертикального консольно-фрезерного станка c ЧПУ модели 6Р11Ф3
1 Расшифровка обозначения модели станка, уточнение назначения и область его применения
Указанная модель относится к группе № 6 – фрезерным станкам и к типу № 1 – вертикальный консольный. Данная модель входит в гамму Р (представляет собой усовершенствование станка мод. 6Р11), характеризуется размером стола L*B № 1 - 1000*250 мм, выполнена по нормальному классу точности Н и имеет контурную систему ЧПУ.

Станок 6Р11ФЗ - предназначен для выполнения всех видов фрезерных работ, включающих обработку сложных криволинейных поверхностей, а также сверление, зенкерование и растачивание отверстий на деталях из черных и цветных металлов, их сплавов и пластмасс в единичном, мелкосерийном и серийном производстве. На станке можно фрезеровать разновысокие плоскости рычагов, корпусов и других деталей.


    1. Приведение компоновки станка и обозначение его узлов


Станина станка 1 отлита из чугуна и прикреплена болтами к основанию. Она имеет вертикальные направляющие, по которым перемещается консоль 8 (координата z). По горизонтальным направляющим консоли перемещаются поперечные салазки 10, а по направляющим салазок - продольный стол 9 (координата y и x). Перемещение по указанным координатам осуществляется с помощью электродвигателя подач. В нише средней части станины размещена коробка скоростей 6, а верхней части - механизм перебора 3 привода главного движения станка. Верхняя часть станины имеет расточку, в которой смонтирована шпиндельная головка 2. На основании станка установлен насос 12 для подачи охлаждающей жидкости в зону обработки. Компоновка станка приведена на рисунке 1.








Рисунок 1 - Компоновка вертикального консольно-фрезерного станка с ЧПУ модели 6Р11Ф3.
1 - станина, 2 - шпиндельная бабка, 3 - механизм перебора, 4 - механизм зажима инструмента, 5 - ограждение, 6 - коробка скоростей, 7 - механизм управления коробкой скоростей, 8 - консоль, 9 - стол, 10 - поперечные салазки, 11 - защитное устройство поперечных направляющих, 12 - насос охлаждения, 13- пульт управления, 14 - гидроподпор консоли, 15 - привод продольной подачи, 16 - привод поперечной подачи.
2 Анализ кинематической структуры станка

2.1 Составление схемы обработки
На рисунке 2 приведена схема обработки кулачка по контуру в полярных координатах (x, y, z) на фрезерном станке с ЧПУ модели 6Р11Ф3. В качестве инструмента применим концевую фрезу.


Рисунок 2 - Схема обработки.
1 - зажим инструмента, 2 - шпиндельная бабка, 3 - фреза, 4 - деталь, 5 - продольный стол, 6 - поперечные салазки, 7 - консоль.

2.2 Определение состава необходимых исполнительных движений
Для выполнения заданного перехода на указанном станке необходим состав исполнительных движений:

Фv1) – движение формообразующее скоростное простое, представляющее собой вращение фрезы (инструмента);

Фs2, П3, П4) - движение формообразующее подачи сложное –продольное перемещение стола, поперечное перемещение салазок и вертикальное перемещение консоли.
2.3 Определение метода формообразования поверхности детали
При осуществлении обработки образующей линией служит режущая кромка инструмента, а направляющей линией поверхности - касательная к ряду геометрических линий траекториям точек режущей кромки инструмента. Поэтому поверхность кулачка образуется методом копирования и касания.
2.4 Составление структуры станка и ее анализ
Структура формообразующей части станка мод. 6Р11Ф3, составленная с учетом кинематической схемы, приведена на рисунке 3.

Структурные связи группы, обеспечивающей получение движения Фv1):

внутренняя связь

– кинематические пары вращения шпинделя (выполняются в виде подшипников);

внешняя связь

– программа  СУ  Э1 – ПК – шпиндель.

СУ – система управления, Э1 – электродвигатель привода главного движения, ПК – переборная коробка (механизм перебора и коробка скоростей).

Структурные связи группы подачи, обеспечивающей получение движения Фs2, П3, П4):

внутренняя связь

– кинематические пары продольного, поперечного и вертикального движений (выполняются в виде направляющих);

внешняя связь

– программа  СУ Э2 – ходовой винт 1 – ШВП – стол,

ДОС1







Э2 – электродвигатель привода движения продольной подачи,

ДОС1 - датчик обратной связи.

– программа  СУ Э3 – ходовой винт 2 – ШВП – салазки,

ДОС2







Э3 – электродвигатель привода движения поперечной подачи,

ДОС2 - датчик обратной связи.
программа  СУ Э4 – ходовой винт 3 – ШВП – консоль,

ДОС3







Э4 – электродвигатель привода движения вертикальной подачи,

ДОС3 - датчик обратной связи.

Рисунок 3 - Кинематическая структура станка с ЧПУ мод. 6Р11Ф3.




3 Кинематическая настройка станка

3.1 Определение исходных данных и их приведение к виду, возможному для настройки
Для расчета настройки станка с целью выполнения заданного перехода обработки необходимы исходные данные:

элементы режима резания - скорость резания v, мм/мин; продольная подача sпрод, мм /об; поперечная подача sпопер, мм /об; вертикальная подача sверт., мм /об;

Частота вращения шпинделя n (об/ мин) находится по формуле

где v – cкорость резания (мм/мин); dmax – наибольший, устанавливаемый диаметр фрезы (мм).

Скорость резания определим по формуле

Принимаем n = 1250 об/мин.
мм/мин
Продольная минутная подача sпрод. м (мм/мин) определяется по формуле
sпрод. м = sпрод. n = 2,5  1250 = 3125 мм/мин
Поперечная минутная подача sпопер. м (мм/мин) определяется по формуле

sпопер. м = sпопер. n = 1,5  1250 = 1875 мм/мин
Вертикальная минутная подача sверт. м (мм/мин) определяется по фомуле

sверт. м = sверт. n = 2,2  1250 = 2750 мм/мин
3.2 Определение расчетных кинематических цепей станка
С учетом осуществления рассматриваемого перехода обработки составляем схему обработки заготовки.






Рисунок 4 - Схема цикла обработки заготовки.

Органы и элементы настройки станка.






Параметры исполни-

тельных

движений



Параметры

настройки




Органы и элементы настройки

для исполнительных движений


Фv1)


Фs2)


Фs3)


Фs4)

1

2

3

4

5

6

Момент

начала

и окончания

движения

Пуск

и останов

электро-двигателя

Э1,

с учетом схемы

цикла

Э2,

с учетом схемы

цикла

Э3,

с учетом схемы

цикла

Э4,

с учетом схемы

цикла

1

2

3

4

5

6

Направление


Направление вращения

электро-двигателя

-

Э2,

с учетом схемы цикла

Э3,

с учетом схемы

цикла

Э4,

с учетом схемы

цикла

Траектория


Параметр

траектории


-



-



-



-



Скорость

(м/мин),

подача

(мм/мин)

Частота вращения,

об/мин

Э1,

(об/ мин),

переборная коробка

(iпк)

Э2,

об/ мин

Э3,

об/ мин

Э4,

об/ мин


Вывод формулы настройки кинематической цепи главного движения.

1) конечные звенья цепи

электродвигатель привода главного движения – шпиндель;

2) расчетные перемещения конечных звеньев цепи
nэ1 , об/мин  n, об/мин
где nэ1 - частота вращения электродвигателя Э1;

3) уравнение кинематического баланса в общем виде
nэ1 (об/мин)  iп1iпк = n, об/мин
где iп1 – передаточное отношение постоянных участков первой цепи;

iпк – передаточное отношение переборной коробки;

4) формула настройки в общем виде

nэ1 iпк =

Вывод формулы настройки кинематической цепи продольных подач:

1) конечные звенья цепи

электродвигатель привода продольных перемещений – стол;

2) расчетные перемещения конечных звеньев цепи
nэ2 , об/мин  sпрод м , мм/мин;
3) уравнение кинематического баланса в общем виде
nэ2 (об/мин)  iп2tхв1 = sпрод м , мм/мин,
где tхв1 – шаг ходового винта привода продольных подач;

4) определение формулы настройки в общем виде

nэ2 = .
Вывод формулы настройки кинематической цепи поперечных подач:

1) конечные звенья цепи

электродвигатель привода поперечных перемещений – салазки;

2) расчетные перемещения конечных звеньев цепи
nэ3 , об/мин  sпопер м , мм/мин;
3) уравнение кинематического баланса в общем виде
nэ3 (об/мин)  iп3tхв2 = sпопер м , мм/мин,
где tхв2 – шаг ходового винта привода поперечных подач;

4) определение формулы настройки в общем виде

nэ3 = .
Вывод формулы настройки кинематической цепи вертикальных подач:

1) конечные звенья цепи

электродвигатель привода вертикальных перемещений – консоль;

2) расчетные перемещения конечных звеньев цепи
nэ4 , об/мин  sверт м , мм/мин;
3) уравнение кинематического баланса в общем виде
nэ4 (об/мин)  iп4tхв3 = sверт м , мм/мин,
где tхв3 – шаг ходового винта привода вертикальных подач;

4) определение формулы настройки в общем виде

nэ4 =
Определение особенностей расчета настройки кинематических цепей.

В связи с тем, что используемые для осуществления рассматриваемого перехода обработки расчетные кинематические цепи не совпадают с внутренними структурными связями групп формообразования, точность их настройки не отражается на точности формы обработанной детали. Поэтому настройка цепей главного движения, а также продольных, поперечных и вертикальных подач по этому условию может производиться с допустимым приближением, которое определяется требуемым режимом обработки.


4 Выводы
Для осуществления заданного перехода обработки детали на указанном станке необходимы простая группа формообразования Фv1) и сложная группа формообразования Фs2, П3, П4). При подготовке к выполнению элементов перехода обработки на станке нужно обеспечить настройку параметров движений с помощью расчетных кинематических цепей главного движения, а также продольной, поперечной и вертикальной подач.

Настройка цепей главного движения, а также продольной, поперечной и вертикальной подач по условию точности формы детали может осуществляться с учетом обеспечения необходимого режима обработки.

К факторам, оказывающим влияние на точность размеров обработанной детали относят элементы внешних структурных связей группы Фs2).



Список литературы
1. Станочное оборудование автоматизированного производства. /Под редакцией В.В. Бушуева. - М.: Издательство "Станкин". Т. 1, 1993 – 582 с., Т. 2, 1994 – 656 с.

2. Куликов С.П., Дурко Е.М. Металлорежущие станки и станочные системы. Свердловск. Издательство Уральского университета, 1988. – 272 с.

3. Станки с числовым программным управлением. /Лещенко В.А., Богданов Н.А., Вайнштейн И.В. и др. /Под ред. В.А. Лещенко. –М.: Машиностроение. 1988. – 568 с.

4. Модзелевский А.А., Соловьев А.В., Лонг В.А. Многооперационные станки. М.: Машиностроение, 1981. – 215 с.

5. Многоцелевые станки с ЧПУ. Учебное пособие /Кудояров Р.Г., Зориктуев В.Ц., Евсеев Ю.М., Жаринов В.Н., Михайловский А.И. Уфа: УГАТУ, 1995. – 98 с.

6. Справочник технолога-машиностроителя. В 2-х томах. /Под ред. А.М. Дальского, А.Г. Косиловой, Р.К. Мещерякова. 5-е изд. М.: Машиностроение. Т.1 – 2001.- 912 с., Т.2 – 2001. – 994 с.

7. ГОСТ 1165-81. Станки фрезерные консольные. Основные размеры.



Учебный материал
© nashaucheba.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации