Разработка конструкции специального фрезерного станка С41

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Патентно-лицензионный обзор

 

   ШИРОКОУНИВЕРСАЛЬНЫЙ  ФРЕЗЕРНЫЙ СТАНОК

Изобретение относится к станкостроению, а именно к широкоуниверсальным фрезерным станкам.

Известны широкоуниверсальные ферезер-ные станки, включающие горизонтальный и вертикальный шпиндели, распределительный вал, коробку скоростей и устройство для переключения диапазонов скоростей, состоящее из механизма перемещения блока шестерен и механизма ограничения его перемещения, содержащего микропереключатели   [1].

Недостатками известных станков являются сложность конструкции и низкие эксплуатационные качества.

Цель изобретения — упрощение конструкции и повышение эксплуатационной надежности станка.

Цель достигается тем, что механизм ограничения перемещения блока шестерен выполнен в виде корпуса с размещенными в нем подпружиненными и жесткими, установленными с возможностью регулирования, упорами и блока управления, включающего связанную с упомянутыми упорами плиту и рычаг, закрепленные с возможностью            качания вокруг общей оси, связанные между собой посредством подпружиненного фиксатора, причем микропереключатели установлены на плите с возможностью взаимодействия с рычагом.

На фиг. 1 представлен станок, общий вид;

на фиг. 2 — разрез А—А на фиг. 1; на фиг. 3 — вид Б на фиг. 2; на фиг. 4 — разрез В—В на фиг. 3.

Станок  содержит колонну   1,  основание 2, суппорт 3, вертикальную головку со шпинделем 4 и горизонтальную бабку, в которой размещены шпиндель 5, распределительный вал 6 и блок-шестерен 7 коробки скоростей. Распределительный вал 6 является общим для шпинделей и связан с электродвигателем 8 станка с возможностью передачи вращения через блок шестерен 7 на соответствующий шпиндель 4 или 5. В горизонтальной бабке установлено устройство для переключения диапазонов скоростей. Это устройство состоит из механизма перемещения блока шестерен 7 и механизма ограничения перемещения этого блока.

Механизм перемещения   блока шестерен 7 связан с электродвигателем 9 и содержит

шестерни   10—12, зубчатую рейку  13 и сухарь 14.

Механизм ограничения перемещения блока шестерен 7 содержит корпус 15 и блок управления, выполненный в виде плиты 16 и рычага 17. Плита 16 и рычаг 17 подвешены с возможностью качания на общей оси 18 и сориентированы друг относительно друга подпружиненным фиксатором 19. На плите 16 установлены жесткие упоры 20, на которых размещены микропереключатели 21, взаимодействующие с рычагом 17 посредством толкателей 22. В корпусе 15 размещены подпружиненные упоры 23 и жесткие регулируемые упоры 24, соответственно взаимодействующие с плитой 16 блока управления.

Переключение скоростей осуществляют следующим образом.

При работе станка, когда вертикальная головка в нерабочем положении, по команде на переключение диапазонов скоростей электродвигатель 9 передает вращение шестерням 10—12 и при помощи штифта 25 поворачивают вместе с рычагом 17 плиту 16. Поворот плиты 16 осуществляется до тех пор, пока она не упрется в жесткий регулируемый упор 24.

Рычаг 17 продолжает поворот, нажимает на толкатель 22, вызывая срабатывание микропереключателя 21. Поворот рычага 17 осуществляется до упора 20.

Шестерня 12 перемещает рейку 13, которая сообщает посредством сухаря 14 поступательное движение блоку шестерен 7. Блок шестерен 7 перемещается на величину, соответствующую величине суммарного поворота плиты 16 и рычага 17 и кинематически связывает распределительный вал 6 с горизонтальным шпинделем 5. Цикл переключения скоростей на этом заканчивается.

При установке на станке вертикальной головки, корпус последней нажимает на подпружиненные упоры 23, которые неподвижно фиксируют плиту 16. По команде на переключение диапазонов скоростей, двигатель 9 передает вращение шестерням 10 и 11 к посредством штифта 25 поворачивает рычаг 17, который нажимает на толкатель 22, 

вызывая срабатывание микропереключателя 21.

Поворот рычага 17 осуществляется до упора 20. При остановке рычага 17 пре- кращается перемещение блока шестерен 7 в осевом направлений и последний кинематически связывает распределительный вал 6 с вертикальным шпинделем 4. Цикл переключения скоростей заканчивается.

Конструкция предлагаемого станка проще известного, так как сокращено количество устройств для переключения скоростей. При этом достигнута автоматическая блокировка, исключающая возможность включения горизонтального шпинделя при работе вертикального.

Формула изобретения

Широкоуниверсальный фрезерный станок, 20 включающий горизонтальный и вертикальный шпиндели, распределительный вал, коробку скоростей и устройство для переключения диапазонов скоростей, состоящее из механизма перемещения блока шестерен и механизма ограничения его перемещения, содержащего микропереключатели, отличающийся тем, что, с целью упрощения конструкции и повышения эксплуатационной надежности станка, механизм ограничения перемещения блока шестерен выполнен в зо виде корпуса с размещенными в нем подпружиненными и жесткими, установленными с возможностью регулирования, упорами и блока управления, включающего связанную с упомянутыми упорами плиту и рычаг, закрепленные с возможностью качания вокруг 35 общей оси, связанные между собрй посредством введенного в станок подпружиненного фиксатора, причем микропереключатели установлены на плите с возможностью взаимодействия с рычагом.

 

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.   Каталог   «Металлорежущие  станки»,

М.,   НИИМАШ,    1977,   листы.   №   5.03019

5.03020.

 

А

 

 

 

 

 

 

 

 

3. Патентное исследование (ПИ)

Порядок проведения патентных исследований ГОСТ 15.011-82   [1]                                                                      

Серийное производство	Снять с производства	+
	Экспорт, продажа лицензии	+	+					+
	Аттестация продукции	+		+
Разработка объекта	Постановка на производство	+
	Разработка раб. докумен- тации и испыт. опытных образцов	+	+
Н и Р	Разработка проектной док-и	+	+					+
	Разработка ТЗ	+	+	+
	Обобщение и оценка рез НиР	+	+	+
	Теор. и эксперимент. НиР	+					+	+
Формирование плана исследований	Выбор направления НиР	+	+
	Разработка ТЗ	+		+
	Обоснование заявки на раз- ботку тех-ки планирования	+		+
	Прогноз развития техники перспективы планирования	+	+	+
Виды обработки по патентным исследованиям		1.Исследование тех. уровня, обоснование техуровня	2.Анализ научно технической деятельности ведущих фирм	3.Анализ тенденций развития видов  техники	4.анализ патентнолиценз-ой деятельности фирм мира на рынке	5.Технико-экономический анализ изобрет.	6.Исследование новизны разработанного  проекта	7.Обоснование правовой защиты, продажа лицензии

                                                                                                                           

 

4. Технологическая часть

4.1. Системный анализ аналогов и прототипа станка

 

Размеры , мм
Параметры	6712В 6712П	6Б75В 6Б75ВФ1	676П	6Б76ПФ2
Размеры рабочей поверхности основного вертикального стола	125x320	200х500	250х630	250х630
Наибольшее перемещение вертикального стола: Продольное Вертикальное Шпиндельной бабки Гизы вертикальной головки	200 250 125 40	320 320 200 60	400 380 250 60	400 400 250 -
Наибольший угол поворота вертикальной головки,0	±90	±90	±90	-
Расстояние до рабочей поверхности горизонтального стола: От оси горизонтального шпинделя От торца вертикального шпинделя	30-312 0-282	80-450 90-460	80-460 0-380	115-565 95-545
Частота вращения шпинделей, об/мин: Горизонтального Вертикального	63-3150 63-3150	40-2240 40-2240	50-1630 63-2040	40-2000 40-2000
Продольная, поперечная и вертикальная подачи с бесступенчатым регулированием, мм/мин	6,3-250	10-600	(ступенчатое)	2,5-1600
Скорость быстрого перемещения стола и шпиндельной бабки, мм/мин	1250	1200	935	3000
Размеры рабочей поверхности углового универсального стола	125х400	200х500	200х630	250х800
Диаметр рабочей поверхности круглого стола	160	250	250	-
Высота центов делительной головки	70	107	107	-
Частота вращения быстроходной головки, об/мин	157,7-7875	104-5000	156-5300	-
Наибольшее перемещение резца подрезной головки	30	30	-	-
Подача резца подрезной головки, мм/об	0,1	0,1	-	-
Наибольший ход долбежной головки	40	80	80	-
Число двойных ходов в минуту долбежной головки	50-100	40-100	50-100	-
Наибольшая длина нарезаемой спирали спирально-фрезерным приспособлением	150	320	-	-
Мощность электродвигателя главного движения в, кВт	0,75	1,5	2,2	2,2
Габаритные размеры: Длина Ширина высота	2260 2000 1320	3700 1975 1695	1285 1215 1780	3600 2150 2020
Масса, кг	560	1752	910	1850

Для сравнения станков используются такие важные параметры, как: частота вращения шпинделя, влияющая на шероховатость обработки детали; мощность электродвигателя главного движения, влияющая на окружную скорость концевой фрезы и силу резания при фрезеровании; категории ремонтной сложности, влияющие на время ремонта оборудования; индекс точности, влияющий на точность обработки заготовки; ресурс точности – время, в течение которого станок сможет поддерживать необходимую точность без настройки; радиальное биение шпинделя, влияющее на точность обработки детали и другие параметры. Сравнивая параметры предложенных станков с нашим станком, делаем выводы о пригодности станка 6Б76ПФ2 по выбранным параметрам сравнения. [2]

4.2. Определение класса точности станка

 

Требуемый класс точности МРС для обработки деталей заданной точности принимается на основании расчетов и анализа.

Первый параметр R рассчитывается по данным рабочего чертежа по наиболее точному размеру и качеству поверхности.

,  где, - шероховатость детали

- допуск на размер, определяем  по наиболее точному размеру  и качеству поверхности, определяем для размера 30H7

                          

 сравниваем с  табличным, ближайшим для соответствующего класса точности станка по таблице 2.

 

                    Таблица 2

	R	A	P (x)
Н	0.05	0.56	0.85
П	0.025	0.32	0.9
В	0.0125	0.25	0.99
А	0.0063	0.2	0.999
С	0.0032	0.6	0.9999

          

Принимаем класс точности станка – Н

Определяем значение радиального биения для шпинделя

 

 

 

 

 

4.3. Расчет режимов резания

 

1. Определение скорости  резания:

,   где

- коэффициент, зависящий от типа  фрезы и материала режущей  кромки;

q, x, y, p, m, u – показатели степени;

Т – средний период стойкости фрезы, мин;

t – глубина резания, мм;

Sz – подача на зуб фрезы, мм;

В – ширина фрезерования, мм;

Z – число зубьев фрезы;