Кинематический анализ радиально сверлильного станка с проектированием режущего инструмента

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

 

1.Общие сведения о  металлорежущих станках.

     Металлорежущие станки обеспечивают  изготовление деталей разнообразной формы, с высокой точностью размеров и заданной шероховатостью поверхности. Металлорежущие станки классифицируются по следующим признакам.

     По степени специализации: 1—универсальные, применяемые для обработки деталей широкой номенклатуры; 2 — специализированные, предназначенные для обработки однотипных деталей, сходных по конфигурации, но имеющие различные размеры; 3 — специальные, применяемые для обработки деталей одного типоразмера. Специализированные и специальные станки используют в крупносерийном и массовом производстве, а универсальные — в единичном и мелкосерийном производстве.

    По  точности: нормальной точности —  класс Н; повышенной точности  — класс П; высокой точности  — класс В; особо высокой точности — класс А; прецизионные — класс С.

      По массе: легкие — до 1 т,  средние — до 10 т, тяжелые —  свыше 10 т. Тяжелые станки в  свою очередь делятся на крупные (от 10 до 30 т), тяжелые (от 30 до 100 т) и особо тяжелые (более 100 т).

        По виду выполняемых работ  и применяемых режущих инструментов  все выпускаемые станки согласно  классификации делят на девять групп, каждая группа разделена на десять типов станков.

      ОбозначениИзм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

 

е модели серийно выпускаемых станков состоит из сочетания трех или четырех цифр, иногда с добавлением букв. Первая цифра обозначает номер группы по классификационной таблице, вторая указывает тип станка. Третья, а иногда и четвертая цифра характеризуют параметры станка, которые различны для разных групп станков. Буквы указывают на модернизацию или модификацию основной базовой модели станка.

       В моделях станков с программным управлением для обозначения степени автоматизации добавляется буква «Ф» с цифрой: Ф1—станки с цифровой индикацией и преднабором координат; Ф2 — станки с позиционными и прямоугольными системами; ФЗ — станки с контурными системами; Ф4 — станки с универсальной системой для позиционной и контурной обработки. Для станков с цикловыИзм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

 

ми системами программного управления введен индекс Ц.

 

1. Анализ конструкции современных металлорежущих станков аналогичных проектируемому.

Радиально-сверлильные  станки ОС4061А и 2А554 предназначены  для обработки отверстий преимущественно в крупногабаритных деталях из чугуна, сталей и различных сплавов. При обычной компоновке узлов присущих этому типу станков возможно сверление, рассверливание, зенкерование и нарезание резьбы метчиками. Гильза шпинделя радиально-сверлильных станков имеет механическую подачу, остальные позиционирующие движения выполняются с минимальным усилием и в рабочем положении фиксируются гидрозажимами. Сверлильная головка станка, на которой расположены все органы управления станком, - уравновешена в любой точке горизонтального перемещения. Быстрое изменение режимов резания обеспечивается гидравлическим управлением предварительно выбранных оборотов и подач шпинделя. Конструкция коробки скоростей позволяет осуществлять быстрый реверс оборотов шпинделя станка при нарезке резьбы метчиками, выключать механическую подачу при достижении предварительно заданной глубина обработки, а также предохраняет узлы и механизмы радиально-сверлильного станка от перегрузокИзм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

 

 

2. Назначение и принцип работы станка

    Станок предназначен для сверления, зенкерования, развертывания, нарезания резьбы метчиками и так далее, в крупных деталях, а при наличии специальных приспособлений — и для операций, характерных для расточных станков. На базе станка выпускают станок с ЧПУ 2М55Ф2.

 

   Заготовку закрепляют на фундаментной плите 1 (рисунок 2) или приставном столе 2. В цоколе плиты смонтирована вращающаяся колонна 3, на которой размещен рукав 4, перемещающийся по колонне от механизма подъема 5. Сверлильная головка 6, включающая коробку скоростей и подач, перемещается по рукаву вручную. Инструмент можно установить относительно детали поворотом рукава и перемещением по нему сверлильной головки.

Станок имеет преселективное управление переключениями частот вращения и подач.

    Фундаментная плита является базовым элементом станка на котором крепятся остальные компоненты и механизмы. Колонна предназначена для крепления рукава который вращается и перемещается по колонне в вертикальном направлении. Рукав предназначен для крепления сверлильной головки с коробкой скоростей и коробкой подач. Коробка подач обеспечивает получение рабочих подач и быстрых перемещений сверлильной головки.

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

 

 

Рисунок 1 – Компоновочная схема радиально- сверлильного станка

модели 2М55

3. Технические характеристики станка

Класс точности Н по ГОСТ 8-71. Наибольший условный диаметр сверления

(в  стали марки 45 по ГОСТ 1050-60), мм......................................................50

Вылет шпинделя от образующей колонны, мм

-наибольший .………………………………………………….......................1600

-наименьший.......................................................................................................375

Расстояние  от торца шпинделя до плиты, мм:

-наибольшее......................................................................................................1600

-наименьшее.......................................................................................................450

Количество  ступеней скоростей шпинделя......................................................21

Пределы скоростей шпинделя, об/мин...........................................от 20 до 2000

Количество  ступеней механических подач шпинделя ...................................12

Пределы подач шпинделя, мм/об...................................................от 0,056 до 2,5

Наибольшая  эффективная мощность на шпинделе, кВт ……………………4,0

Наибольший  крутящий момент на шпинделе, кгссм ...................................7100

Наибольшее  усилие подачи, кгс.....................................................................2000

Габариты  станка, мм:

-длина...............................................................................................................2665

-ширина . ………………………………………………………….................1020

-высота…………………………………………………………..…...............3430

Масса станка, кг..............................................................................................4700

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

 

Основные узлы станка

    

 

Рисунок 2- Радиально-сверлильный станок 2М55

 

1- фундаментальная  плита; 2 – поворотная наружная  колонна; 3 – механизм перемещения  и зажима траверсы; 4 – траверса; 5 – шпиндельная головка; 6 – приставной  стол.

4. Органы управления станком

Все органы управления сосредоточены на панели управления сверлильной головки. Предварительный набор частоты вращения и подачи шпинделя, а также гидравлическое управление коробками скоростей и подач обеспечивает быстрое изменение режимов.

Фрикционная муфта, встроенная в коробку скоростей, обеспечивает быстрый реверс при нарезке резьбы и предохраняет коробку скоростей от перегрузок. Шпиндель станка уравновешен в любой точке его перемещения. Штурвальное устройство управления сверлильной головкой имеет возможность выключения механической подачи при достижении заданной глубины сверления.

Реверсирование вращения шпинделя осуществляется переключением двусторонней фрикционной муфтой. Муфта является предохранительной, она срабатывает при перегрузке, а также отключается при достижении заданной глубины сверления.

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

 

Гильза со шпинделем уравновешивается спиральными пружинами, которые регулируются вручную рукояткой через червячную передачу. Быстрое перемещение невращающегося шпинделя можно осуществлять от электродвигателя. Тонкую ручную подачу шпинделя можно осуществлять маховичком. Штурвал служит для быстрого ручного перемещения или грубой подачи шпинделя, а также для включения и выключения механической подачи.

Перемещение сверлильной головки вдоль траверсы может осуществляться вручную маховичком или от гидромотора.

Вертикальное перемещение траверсы осуществляется от электромотора.. Зажим сверлильной головки на траверсе и траверсы на гильзе осуществляется гидроцилиндрами через рычажные механизмы. Зажим гильзы на колонне осуществляется плунжером-рейкой и передачей винт – гайка.

5. Виды движений в станке

Главным движением в радиально-сверлильных станках является вращение шпинделя, а движением подачи – осевое перемещение шпинделя вместе с пинолью (гильзой). К вспомогательном движениям относятся: поворот траверсы вместе с поворотной наружной колонной и последующее закрепление на неподвижной внутренней колонне, вертикальное перемещение по наружной колонне и закрепление шпиндельной головки на траверсе, переключение скоростей и подач шпинделя и т.д.

Горизонтальное перемещение шпиндельной головки по траверсе вручную производят с помощью маховичка и реечной передачи. Механическое вертикальное перемещение траверсы по поворотной колонне осуществляется отдельным электродвигателем. Закрепление траверсы по окончании перемещения, а также освобождение траверсы по окончании перемещения происходит автоматически.

Закрепление поворотной наружной колонны на неподвижной внутренней, а также закрепление шпиндельной головки на направляющих траверсы происходит с помощью гидромеханизмов, управляемых кнопками. Нажим на одну кнопку вызывает закрепление колонны и головки, нажим на другую – их освобождение. Сила закрепления регулируется продолжительностью нажима на кнопку. Траверсу с полой колонной поворачивают вручную.

6. Конструктивные особенности станка

       Станок 2М55 в своей конструкции имеет двухколонную основу станочной части, это позволяет создать прочную устойчивую конструкцию узла, использование которой не допускает смещение оси шпинделя в случае зажима одной колонны. Дополнительный зажимающий элемент колонны создает тормозящий эффект, обеспечивающий высоИзм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

 

коточное сверление отверстий. Да разворота колонны необходимо прилагать небольшие усилия на меньшем радиусе сверления, это позволяет снизить утомляемость рабочего-оператора, а так же повысить производительность операций, выполняемых на 2М55. Большой диапазон чисел оборотов и подач шпинделя станка 2М55 позволяет выполнять высокоточную работу при использовании любых инструментов, на любой заготовке и с любыми размерами.

          Преселективная гидравлическая дистанционная система, установленная на станке, заметно облегчает выполнение сразу нескольких операций, за счет неё можно менять режимы, предварительно набрав их. Так же станок оснащен специальными механизмами автоматического выключения, в случае завершения процесса сверления, с достижением нужной глубины. Шпиндель станка сверлильного 2М55 уравновешивается за счет дополнительных противовесов, их регулировка может осуществляется с рабочего места оператора.Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

 

 

Станок 2м55 относится  к классу радиально сверлильных  станков, которые, благодаря своей  универсальности, очень распространены на производстве. Количество основных операций сверлильного станка 2м55 можно  значительно расширить, применив соответствующую оснастку – станок сможет выполнять операции, свойственные расточным станкам.

       Основанием радиально сверлильного станка 2м55 служит фундаментная плита с неподвижно закрепленным на ней цоколем. В цоколе смонтирована вращающаяся колонна, вращение которой обеспечивается с помощью подшипников. Сверлильная головка станка 2м55 смонтирована на рукаве, расположенном на колонне. Благодаря наличию механизма подъема обеспечивается перемещение рукава по колонне.

    На радиально-сверлильном 2м55 механизм подъема рукава размещен в корпусе на верхнем торце колонны. Гидромеханическое устройство для зажима колонны и устройство, обеспечивающее электропитание для поворотных и подвижных частей станка 2м55, расположены в этом же корпусе.