- •Учебно─методический комплекс по дисциплине «станочное оборудование»
- •Учебно-методический комплекс по дисциплине «станочное оборудование»
- •Содержание
- •Введение
- •Цели и задачи дисциплины, ее место в учебном процессе Цель преподавания дисциплины
- •Задачи изучения дисциплины
- •Механизмы станков (8 часов)
- •Рабочая программа
- •Лекционный курс Введение ( 2 часа )
- •Основы кинематики станков ( 8 часов)
- •Зубо- и резьбообрабатывающие станки (34 часа)
- •Станки общего назначения (20 часов)
- •Станки с чпу и автоматические линии (8 часов)
- •Промышленные роботы (4 часа)
- •Лабораторные занятия, их наименование и объем в часах
- •Литература Основная
- •Дополнительная
- •Методическая
- •Методика изучения модулей дисциплины Введение в станковедение
- •Основы кинематики металлорежущих станков
- •Анализ (изучение) кинематической структуры металлорежущих станков
- •1 Об. Заготовки (в2 ± в4) → z/k∙(1±s/t), об. Фрезы (в1),
- •1 Об. Заготовки → s мм продольного перемещения фрезы.
- •Организация рейтингового контроля
- •Словарь специфических терминов
- •1. Введение в станковедение
- •1.1. Краткий очерк развития станкостроения
- •1.2. Замечательные изобретения и пионерные научные решения
- •1.2.1 Замечательные изобретения средневековья
- •1.2.2. Пионерные научные решения
- •1.3.Классификация металлорежущих станков
- •1.3.1. По технологическому признаку
- •1.3.2. По степени точности
- •1.3.3. По универсальности
- •1.3.4. Система обозначения станков
- •1.4. Технико-экономические показатели современных станков
- •1.4.1. Эффективность
- •1.4.2. Производительность
- •1.4.3. Надежность
- •1.4.4.Гибкость
- •1.4.5.Точность
- •2. Основы кинематики металлорежущих станков
- •2.1. Формообразование поверхностей
- •2.1.1. Методы воспроизведения производящих линий
- •2.1.2. Образование поверхностей
- •2.1.3. Классификация движений в станках
- •2.2. Понятие о кинематической группе
- •2.3. Кинематическая структура станка
- •2. 4. Теоретические основы настройки станков
- •1 Оборот червячной фрезы → k/z оборота заготовки,
- •Расчетные перемещения внутренних связей
- •1 Оборот распределительного вала (рв) → zi /z оборотов заготовки,
- •Расчетные перемещения для цепей подач
- •1 Двойной ход долбяка → поворота долбяка.
- •2.5. Механические органы кинематической настройки
- •2.5.1. Шестеренчатые коробки скоростей
- •2.5.2. Гитары сменных зубчатых колес
- •2.5.3. Механизмы для бесступенчатого изменения скорости
- •2.5.4.Реверсивные механизмы
- •2.5.5. Суммирующие механизмы
- •2.5.5.1. Планетарные дифференциалы
- •2.5.5.2. Непланетарные дифференциалы
- •3. Анализ (изучение) кинематики металлорежущих станков
- •3.1. Станки для обработки цилиндрических зубчатых колес
- •3.1.1. Фасонное зубофрезерование зубчатых колес
- •1/Z об. Шпинделя → n (zф – z) / zф ∙z дополнительного поворота лимба.
- •3.1.2. Фасонное зубодолбление
- •3.1.3. Зубофрезерные станки
- •1 Об. Фрезы (в1) → k/z об. Заготовки (в2),
- •1 Об. Заготовки → sв перемещения фрезы (п3),
- •1 Об. Стола → sр перемещения стойки суппорта (п7),
- •1 Об. Заготовки → sо перемещения фрезы (п5),
- •1 Об. Заготовки (в1) → об. Фрезы (в2),
- •1 Об. Заготовки → об. Фрезы (в2).
- •3.1.4. Зубодолбежные станки
- •1 Об. Долбяка (в2)→ π m z (п3);
- •1/Z об. Долбяка (в2)→ t (п3) мм перемещения рейки;
- •1 Дв. Ход долбяка → sкр/π m z об. Долбяка.
- •1 Дв. Ход долбяка → sкр мм перемещения по дуге,
- •3.1.5. Станки для зуботочения цилиндрических зубчатых колес
- •1 Об.Обкатного резца (в1) → zи/z об. Заготовки нарезаемого колеса(в2),
- •1 Об. Заготовки (в4) → т мм перемещения суппорта инструмента (п4),
- •1 Об. Заготовки → sв продольного перемещения суппорта.
- •3.2. Станки для чистовой обработки зубчатых колес
- •3.2.1. Зубошевинговальные станки
- •1,45 П мм перемещения шток-рейки → sр мм/ход стола (п3).
- •3.2.2. Зубошлифовальные станки
- •1 Об. Заготовки (в4) → πmz мм перемещения каретки (п3),
- •1 Об. Абразивного червяка (в1) → k/z об. Шлифуемого колеса (в2).
- •1 Об. Абразивного червяка (в1) → z/k (1 ± sв/t) об. Шлифуемого колеса (в2±в4),
- •3.3. Станки для обработки конических зубчатых колес
- •1 Об. Люльки (в3) → zп/z об. Заготовки (в2).
- •1 Об. Распределительного вала → (nМ/60) tц об. Электродвигателя.
- •1Об. Распределительного вала → zi/z об. Заготовки.
- •5/8 Поворота барабана управления → ө0/3600 поворота люльки.
- •1/2 Оборота диска 40 → 1/z поворота заготовки.
- •1 Дв. Ход резцов → s мм перемещения стола (в5).
- •1/Zп поворота люльки (в2) → 1/z поворота заготовки (в3).
- •1 Об. Распределительного вала → zi/z заготовки.
- •1 Об. Резцовой головки → s мм перемещения стола.
- •3.4. Повышение производительности зубообрабатывающих станков
- •3.5. Станки для обработки резьб
- •3.5.1. Резьбофрезерные станки
- •1 Об. Шпинделя заготовки (в2) → s мм перемещения суппорта фрезы (п3).
- •1 Об. Шпинделя заготовки (в2) → t мм перемещения инструмента (п3).
- •1 Оборот вала 111 → sz zф nф/πDр оборота шпинделя заготовки,
- •57/38 → 29/26 → 15/15 → 30/30 → Кулачок 6 (п4).
- •1 Оборот заготовки → t мм. Перемещения фрезы,
- •1 Об. Заготовки (в3) → t мм перемещения суппорта фрезы (п4).
- •1 Об. Шпинделя 1 заготовки → s мм перемещения суппорта фрезы (п4).
- •3.5.2. Резьбонакатные станки
- •3.5.3. Специализированные станки для нарезания червяков
- •1 Оборот заготовки (в2) → k/z поворота обкатного резца (в1),
- •1 Об. Заготовки → s мм продольного перемешения резца.
- •3.5.4. Резьбошлифовальные станки
- •1 Об. Шпинделя заготовки (в2) → t мм премещения суппорта (п3).
- •1 Об. Кулачка врезания 3 → п об. Шпинделя заготовки.
- •3.6. Затыловочные станки
- •45/54 → 50/50 Или 20/80 → 24/96 →шпиндель (в1).
- •1 Оборот шпинделя → z/k оборотов кулачка.
- •1 Об. Шпинделя → р мм перемещения суппорта.
- •1 Об. Шпинделя → zP/kT дополнительного поворота кулачка.
- •1 Об. Шпинделя → sпр мм продольного перемещения суппорта.
- •1 Об. Шпинделя → z/k об. Кулачка затыловаения,
- •1 Об. Шпинделя (в2)→ р мм перемещения шлифовальной бабки (п4).
- •1 Об. Шпинделя → z/k (р/т) об. Кулачка затылования.
- •3.7.Токарные автоматы и полуавтоматы
- •3.7.1. Классификация станков - автоматов и полуавтоматов
- •3.7.2. Одношпиндельные токарно-револьверные автоматы
- •3.7.3. Многошпиндельные прутковые автоматы
- •3.7.4. Токарные многорезцовые полуавтоматы
- •3.8. Станки с числовым программным управлением
- •3.8.1. Поколения станков с чпу
- •3.8.2. Технологические особенности станков с чпу
- •3.8.3. Конструктивные особенности станков с чпу
- •3.8.4. Токарный патронно-центровой станок модели 16к20ф3
- •3.8.5. Вертикально-фрезерный станок с чпу модели 6р13ф3
- •3.8.6. Вертикальный сверлильно-фрезерно-расточной полуавтомат с чпу модели 243вмф2
- •3.9. Промышленные роботы
- •3.9.1. Роботизированные технологические комплексы
- •Вопросы к экзамену по курсу «Станочное оборудование»
45/54 → 50/50 Или 20/80 → 24/96 →шпиндель (в1).
Движение, воспроизводимое группой – сложное с незамкнутой траекторией, и настраивается по следующим параметрам: траектория – гитарами ix, iy, iφ и кулачком; скорость – коробкой скоростей iv; путь и исходное положение - кулачком и лимбом (упором). При этом кулачок выполняет также функцию специального реверса и отсчетного звена в движении деления.
Рассмотрим настройку станка. Исходными данными для расчета настройки являются параметры затылуемой фрезы и режимы резания.
Гитара ix. Расчетная цепь совпадает с первой ветвью цепи деления. В соответствии с общим уравнением затылования РП для расчетной цепи имеют вид
1 Оборот шпинделя → z/k оборотов кулачка.
УКЦ (муфта М1 включена):
z/k = (96/24) ((80/20) или (50/50)) (44/36) (45/43) (i∑ =1/2) ix (27/27).
ФН:
ix1 = 3z/10k; ix2 = 3z/40k.
Первое значение используется при затыловании фрез, у которых z =1 – 10, а второе – при z = 4 – 40.
При затыловании вращающийся кулачок, соприкасаясь с пальцем, запрессованным в плите суппорта, сообщает последнему поступательно-возвратное движение.
Гитара iy. Расчетная цепь совпадает с винторезной цепью внутренней связи. Поэтому РП имеют вид:
1 Об. Шпинделя → р мм перемещения суппорта.
УКЦ:
Р=1 [(96/24)((80/20)(54/54) или (50/50)(54/54))] или (54/54)(36/36) iy( tPx=. 12).
ФН:
iy1 = P/12; iy2 = P/48; iy3 = P/192.
Гитара iφ. Дифференциальное движение обеспечивает при затыловании червячных фрез со спиральными стружечными канавками дополнительный поварот кулачка затылования, от которого перемещяется резец в радиальном направлении при продольном перемещении суппорта. Возможны следующие три расчетные цепи, включающие гитару iφ:
- кинематическая цепь, связывающая ходовой винт с кулачком, при включенной муфте М3;
- кинематическая цепь, связывающая зубчато-реечную передачу суппорта с кулачком, при выключенной муфте М3 и включенной муфте М5;
- кинематическая цепь, связывающая шпиндель станка с кулачком.
РП для первых двух расчетных цепей имеют один и тот же вид:
Р мм перемещения суппорта → zP/kT дополнительного поворота кулачка.
УКЦ для первой расчетной цепи:
zP/kT = P/(Px=12) (48/36) (42/42) iφ i∑ ix (27/27).
ФН:
iφ = 114 z/k T ix.
УКЦ для второй расчетной цепи:
zP/k T= P/π(m=3)(z=12)∙(55/20) (30/1) (25/28) (28/25)
(20/60)(26/76) (48/36) (42/42) iφ (3/19) i∑ ix (27/27).
ФН:
iφ = 114 z/k T ix.
После подстановки в полученные выражения обоих значений ix, получим
iφ1 = 380/T; iφ2 = 1520/T.
РП для третьей расчетной цепи согласно общего уравнения затылования имеют вид
1 Об. Шпинделя → zP/kT дополнительного поворота кулачка.
УКЦ:
zP/kT = 1 [(96/24) ((80/20) (54/54) или (50/50) (54/54))]
или (54/54) (36/36) iy (48/36) (42/42) iφ (3/19) i∑ ix 27/27.
ФН получим после подстановки в УКЦ значений iy, ix, i∑
iφ1 = 380/T; iφ2 = 1520/T.
Таким образом, при использовании любой из трех расчетных цепей, различающихся между собой количеством передач и конечными, исполнительными звеньями, получаем одну и туже ФН для рассматриваемой гитары. Данный пример подтверждает тезис о возможности в ряде сложных кинематических структур искусственно назначать для одного и того органа настройки более одной расчетной цепи.
При обработке фрез с правыми спиральными стружечными канавками в гитару дополнительно устанавливается паразитная сменная шестерня.
Коробка iv круговых частот вращения шпинделя. Это движение осуществляется от двухскоростного асинхронного электродвигателя. Прямое (рабочее) вращение осуществляется при пМ =700 мин-1.
РП:
пМ мин-1 оборотов электродвигателя → пш мин-1 оборотов шпинделя.
УКЦ:
пш = (пМ= 700) (25/56) ((22/46) или (34/34) или (28/40))
((46/46) или (24/68)) (45/54) ((50/50) или (20/80)) (24/96).
В соответствии с УКЦ коробка обеспечивает 12 частот вращения шпинделя в пределах 2,8 – 63 мин-1. Обратное вращение осуществляется реверсированием электродвигателя при пМ =1400 мин-1, при этом частота вращения шпинделя в два раза выше, чем при рабочем ходе.
Частная кинематическая структура Фv (В1П2) для затылования дисковых фрез образуется из рассмотренной структуры для затылования червячных фрез посредством исключения из ее внутренней связи второй ветви цепи деления, называемой дифференциальной, и винторезной цепи. Рассматриваемая структура, состоящая из сложной двухэлементарной группы, настраивается на траекторию – гитарой ix; на скорость – коробкой частот вращения шпинделя iv; на путь и исходное положение – кулачком и лимбом. При этом УКЦ для органов настройки ix и iv не изменяются.
Кинематика станка содержит также классическую токарную структуру для обработки цилиндрических поверхностей. Эта структура состоит из двух простых формообразующих групп: скорости резания Фv (В1) и продольной подачи Фs (П2), получаемых посредством иной коммутации кинематических цепей, образующих затыловочную структуру.
Группа Фv. Ее внутренняя связь – элементарная вращательная пара
подшипниковые опоры → шпиндель.
Внешняя связь совпадает с внешней связью затыловочной структуры. Настройка этой связи рассмотрена при анализе затыловочной структуры.
Группа Фs. Ее внутренняя связь – элементарная поступательная пара
направляющие станины → инструментальный суппорт.
Внешняя связь – кинематическая цепь, соединяющая электродвигатель с инструментальным суппортом. В ее составе коробка круговых частот вращения шпинделя iv, коробка продольных подач is, тяговый вал в виде зубчато-реечной передачи. Группа настраивается на скорость (продольную подачу) – коробкой is; на путь и исходное положение – упорами (лимбом).
Коробка is продольных подач соединена со шпинделем цепной передачей. Муфты М1 и М3 выключены, а муфта М5 включена.
РП:
