Файл: Н. Ю. Князева подпись, дата, инициалы, фамилия.pdf

Изм. Лист
№ докум.
Подпись Дата
Лист
11
ОП – 02069964 – 15.03.05 – 69 – 23
Рисунок 5 – Кинематическая схема станка 2М55
В радиально-сверлильных станках шпиндель с инструментом перемещают относительно неподвижной детали в радиальном и круговом направлениях, что позволяет производить обработку в любом месте детали.
На основании А закреплена тумба с неподвижной колонной Б, на которой установлена поворотная колонна Г с траверсой Е. По направляющим траверсы Е перемещается бабка Ж. Установку шпинделя в горизонтальной плоскости осу- ществляют радиальным перемещением бабки и поворотом траверсы.

Изм. Лист
№ докум.
Подпись Дата
Лист
12
ОП – 02069964 – 15.03.05 – 69 – 23
Винтом XVII траверса перемещается вдоль колонны и может быть закреп- лена на любой высоте.
Режущий инструмент закреплен в зажимном приспособлении на шпинделе.
Для сверления несквозных отверстий станок снабжен механизмом автоматическо- го останова подачи. Станок обеспечивает наибольший диаметр сверления 50 мм.
Рассмотрим кинематику станка. Главное движение – вращение шпинделя
(вал VI) с инструментом. Вращение передается от электродвигателя (N=3,5 кВт, n=1450 об/мин) через зубчатую передачу
39 24
на вал I, затем через передачи блока
Б
1






35 33
;
39 29
либо через реверсивный механизм








29 34 29 24 24 34
на вал II. Управление направлением вращения шпинделя производится фрикционной муфтой М
Ф
С вала II движение передается через передачи блока Б
2






37 29
;
44 22
;
50 16
, на вал
III. Далее посредством блока Б
3






28 37
;
48 16
на вал IV и множительную группу






30 48
;
65 13
, управляемую муфтой М
1
. Муфта М
1
связана с полым валом V, который, с свою очередь, образует шлицевое соединение со шпинделем VI. Шпиндель VI вращается вместе с валом V и имеет возможность осевого перемещения внутри полого вала.
Таким образом, шпиндель получает 20 прямых частот вращения (число настроек равно 2×3×2×2=24, однако четыре частоты вращения дублируются).
Число обратных частот вращения равно 10 при общем числе настроек
3×2×2=12, в данном случае две частоты вращения дублируются.
Уравнение настройки кинематической цепи прямого вращения шпинделя мин
/
об
1445 14 30 48
или
65 13 28 37
или
48 16 37 29
или
;
44 22
или
50 16 35 33
или
39 29 39 24 450 1
n шп

































Изм. Лист
№ докум.
Подпись Дата
Лист
13
ОП – 02069964 – 15.03.05 – 69 – 23
К движению подачи относят подачу выдвижного шпинделя в осевом направлении. Возможна рабочая, ускоренная и ручная подачи. Привод рабочих подач осуществляется от вала V, связанного со шпинделем VI. Через передачу
34 33
движение передается на вал VII, далее через тройной блок Б
4






38 27
;
44 22
;
48 17
на вал
VIII. Затем либо через передачи






18 49
;
50 17
, управляемые муфтой М
2
, либо через пе- редачи двойного блока Б
5






27 38
;
44 22
на вал X. При включенной электромагнитной муфте М
Э
движение поступает на червячную передачу
58 1
, вал XIV и реечную пе- редачу z = 12 с модулем m = 3 мм.
Ход реечной пары
H = π∙m∙z = 3,14∙3∙12=113 мм
Уравнение кинематической настройки цепи осевой подачи об
/
мм
66
,
3 23
,
0 113 58 1
18 49
или
;
27 38
или
;
44 22
или
50 17 38 27
или
;
44 22
или
48 17 34 33
шп об
1
s




















Число подач равно 9 при общем числе настроек 3×4=12, в данном случае три подачи дублируются.
Цепь установочных перемещений шпинделя не связана с цепью главного движения, а начинается с вала XII при выключенной муфте М
Э
. Ускоренное пе- ремещение производится от отдельного двигателя N = 0,5 кВт n = 1410 об/мин че- рез передачи






58 1
;
68 45
;
45 35
и реечную передачу.

Изм. Лист
№ докум.
Подпись Дата
Лист
14
ОП – 02069964 – 15.03.05 – 69 – 23
Скорость установочного перемещения мин
/
мм
1414 113 58 1
68 45 45 35 1410
V
Ш






Точное ручное перемещение шпинделя осуществляется от маховичка через передачи






58 1
;
68 45
;
45 35
;
33 15
и далее на реечную шестерню z = 12 и гильзу шпинделя.
Грубое ручное перемещение шпинделя осуществляется от штурвала, уста- новленного на полом валу XV. На этом же валу закреплена реечная шестерня. То- гда за один оборот штурвала шпиндель выдвигается на Н = 113 мм.
Перемещение шпиндельной бабки по направляющим траверсы производит- ся вращением маховичка, установленном на валу XIII, который конструктивно выполнен соосным валам XIV и XV. На конце вала XIII установлено колесо z =
16, входящее в зацепление с реечной шестерне z = 24 с модулем m = 3 мм.
Рейка установочных перемещений шпиндельной бабки закреплена на тра- версе.
Вертикальное перемещение и зажим траверсы на полой поворотной колонне осуществляется электродвигателем мощностью 2,2 кВт. От электродвигателя че- рез шестерни
45 22
и
88 15
приводится в движение вертикальных ходовой винт XVII.
На винте находятся две гайки, расположенные внутри траверсы. Из них верхняя – гайка подъема – может свободно вращаться с ходовым винтом XVII, но вдоль винта она двигается только вместе с траверсой.
На нижнем конце гайки подъема имеются зубья, которыми она может со- единяться с внутренними зубьями гайки зажима. Эта гайка вращаться с ходовым винтом не может, так как она связана с траверсой направляющей шпонкой.
При вращении ходового винта гайка зажима перемещается вдоль его оси.
На нижнем конце гайки зажима имеется кольцевая проточка, в которую входит вилка рычажно-зажимного устройства траверсы.

Изм. Лист
№ докум.
Подпись Дата
Лист
15
ОП – 02069964 – 15.03.05 – 69 – 23
Структурная схема станка приведена на рисунке 6.
М1
i
V
n
шп
шп.
i
S
s
ос
Рисунок 6 – Структурная схема станка 2М55 при обработке гладких отверстий осевым инструментом или фрезами
1.4 Технические характеристики станка 2М55
Технические характеристики радиально-сверлильного станка модели 2М55 сведены в таблицу 2
Таблица 2 – Технические характеристики радиально-сверлильного станка 2М55
Параметры, единица измерения
Величина
Наибольший диаметр сверления в стали средней твердости, мм
50
Вылет шпинделя (расстояние от оси шпинделя до образующей колонны), мм.
450 ... 1500

Изм. Лист
№ докум.
Подпись Дата
Лист
16
ОП – 02069964 – 15.03.05 – 69 – 23
Окончание таблицы 2
Параметры, единица измерения
Величина
Расстояние от нижнего торца шпинделя до плиты, мм.
470 ... 1500
Наибольшее вертикальное перемещение рукава по колонне,
680
Наибольшее осевое перемещение шпинделя, мм.
350
Конус шпинделя
Морзе 5
Наибольший вес инструмента, управляемый противовесом при наибольшей допускаемой затяжке, кг.
30
Количество скоростей вращения шпинделя
19
Пределы чисел оборотов в минуту
30 ... 1700
Мощность электродвигателя привода шпинделя, кВт.
4,5
Мощность электродвигателя перемещения рукава, кВт.
1,7
Габариты станка, мм.
2625×968×3265
Вес станка, кг.
4100

Изм. Лист
№ докум.
Подпись Дата
Лист
17
ОП – 02069964 – 15.03.05 – 69 – 23
2 Конструкторская часть
2.1 Технологическая оснастка для горизонтально-фрезерных
станков
Для фрезерного станка применяется достаточно большое количество оснастки, которая необходима для получения определенных деталей.
Делительная головка (УДГ) – оснастка (рисунок 7), используемая при ра- боте фрезерного станка и существенно расширяющая его возможности.
Рисунок 7 – Универсальная делительная головка оптического типа

Изм. Лист
№ докум.
Подпись Дата
Лист
18
ОП – 02069964 – 15.03.05 – 69 – 23
Предназначение делительной головки – периодический поворот заготовки.
При этом можно выделить нижеприведенные моменты:
- поворот может выполнятся на равный или неравный угол. Этот показатель устанавливается с высокой точностью;
- используется делительная головка для нарезания зубьев, впадин между зубьями, фрезерования многогранников, канавок и других элементов;
- использовать этот элемент можно для того, чтобы существенно увеличить возможности фрезерного станка. Без специального инструмента нельзя провести деление с высокой точностью;
- крепление заготовок проводится в патроне. Если длина заготовки доста- точно большая, то крепление проводится при использовании задней бабки. Сле- дует учитывать необходимость правильного позиционирования заготовки с малой вероятностью отклонения от начальной базы.
Деление может происходить при использовании нижеприведенных типов конструкции: универсальные варианты исполнения; упрощенные конструкции; оптический тип, который используется для выполнения особо точных работ.
Вышеприведенную классификацию следует учитывать при рассмотрении конструкций, которые расширяют возможности фрезерного станка. Зачастую де- ление проходит именно этим устройством, универсальные варианты исполнения пользуются довольно часто.
Деление при помощи фрезерного станка может проводится несколькими методами, среди которых отметим:
- непосредственное деление проводится без применения промежуточного механизма. Для этого используется устройство с простым оптическим делением.
- простое деление применяется довольно часто, при котором используется неподвижный диск. Этот метод нарезания осуществляется при использовании
УДГ, что делает область применения обширной.
- комбинированное деление проводится также при использовании делитель- ной головки.

Изм. Лист
№ докум.
Подпись Дата
Лист
19
ОП – 02069964 – 15.03.05 – 69 – 23
- дифференциальное деление также проводится на универсальных дели- тельных головках, которые имеют дополнительный комплект сменных зубчатых колес.
- непрерывный метод (фрезерование винтовых поверхностей) реализуется оптическими и универсальными головками, которые имеют связь кинематическо- го характера между шпиндельной головкой и винтом продольной подачи фрезе- ровального станка.
Устройство УДГ приведено на рисунке 8.
Рисунок 8 – Устройство УДГ, настроенной на простое делние
Выполняемые посредством УДГ операции зависят от типа приспособления и его характеристик, которые устанавливаются в зависимости от цены деления шкалы. В частности, для узлов седьмой/восьмой степени точности используются нормативные данные ГОСТ 1.758, а для узлов девятой степени точности – ГОСТ
1.643. Основная настройка головки состоит в определении размеров сектора дели- тельной окружности. Исходными данными для расчѐта являются диаметр окруж- ности и количество секторов, на которые еѐ потребуется разделить. Настройка происходит в следующей последовательности:

Изм. Лист
№ докум.
Подпись Дата
Лист
20
ОП – 02069964 – 15.03.05 – 69 – 23
- преобразовывают 360° полного диаметра окружности в необходимое ко- личество делений на еѐ секторах;
- определяют синус угла, получившегося в результате расчѐта;
- поворачивают диск устройства на данный угол;
- зажимают корпус узла рукояткой или механизмом зажима и устанавлива- ют рабочий инструмент.
Формула для расчѐта требуемого угла деления обычно приводится в ин- струкции производителя делительной головки. Далее закрепляют деталь, подле- жащую фрезерованию, на оправке станка, и, производя продольную подачу стола, выполняют требуемую операцию. Шаг подачи зависит от вида обработки: напри- мер, для формообразования зуба он равен расстоянию между впадинами смежных зубьев. С целью повышения производительности, после каждого цикла происхо- дит ускоренный возврат стола с заготовкой в исходное положение. Фиксация по выбранному в измерительном диске отверстию выполняется при помощи пружин.
2.2 Технологическая оснастка для радиально-сверлильных станков
Заготовки на сверлильных станках устанавливают с помощью универсаль- ных или специальных приспособлений. Специальные приспособления применяют в крупносерийном и массовом производстве для быстрой и точной установки за- готовки относительно инструмента. Каждое такое приспособление может быть использовано только для одной заготовки. Универсальные приспособления при- меняют в единичном и мелкосерийном производстве.
Из стандартных приспособлений применительно к радиально-сверлильным станкам используют стол-тумбу неподвижный с пневматическим зажимом (рису- нок 9) по ГОСТ 16206-70. Размеры Т-образных пазов по ГОСТ 1574-75. Сила за- жима не менее 12 кН.
Из специальных приспособлений используют стойки с делительной план- шайбой и эксцентриковым креплением (рисунок 10)

Изм. Лист
№ докум.
Подпись Дата
Лист
21
ОП – 02069964 – 15.03.05 – 69 – 23
Рисунок 9 – Стол-тумба неподвижный с пневматическим зажимом
Рисунок 10 – Стойка с делительной планшайбой и эксцентриковым креплением
(1 – палец; 2 – рукоятка; 3 – втулка с резьбовым гнездом; 4 – лимб)

Изм. Лист
№ докум.
Подпись Дата
Лист
22
ОП – 02069964 – 15.03.05 – 69 – 23
Заготовку устанавливают непосредственно на рабочую поверхность план- шайбы или в приспособление, которое центрирует по отверстию. Пальцы 1 и резьбовые гнезда втулки 3 служат для установки и закрепления плиты с кондук- торными втулками. Планшайбу фиксируют в заданном положении поворотом ру- коятки 2. Деление может производиться на 2, 3, 4, 6, 8, 12 частей. Настройку на заданное деление выполняют поворотом лимба 4, имеющего шкалу с делениями.
Многошпиндельные головки обеспечивают одновременную работу не- сколькими одноименными или разноименными инструментами (сверлами, зенке- рами, развертками, метчиками) и могут быть специальными и универсальными.
Специальные головки служат для обработки деталей с определенным расположе- нием отверстий, поэтому их шпиндели не могут изменять своего положения. Та- кие головки используют в крупносерийном и массовом производстве. Универ- сальные головки имеют возможность изменять положение шпинделей. Одной го- ловкой можно обрабатывать различные детали.
Пример простейшей многошпиндельной головки приведен на рисунке 11.
Головка предназначена для обработки отверстий диаметром 5,5 мм, оси ко- торых находятся на расстоянии l = 15 мм. Конический хвостовик 9 для крепления головки в шпинделе станка выполнен как одно целое с цилиндрическим фланцем
7, имеющим отверстие со смещением оси на 4 мм от оси хвостовика. Во фланце размещена деталь 5, в отверстия которой входят расположенные с эксцентрисите- том 4 мм хвостовики рабочих шпинделей 2. При вращении шпинделя станка де- таль 5 совершает возвратно-поступательное движение, при котором ее ось и оси хвостовиков шпинделей 2 имеют ту же частоту вращения, что и шпиндель станка.
Для предотвращения вращения корпуса 3 головки стержни 4 должны перед нача- лом работы соприкасаться с неподвижной частью станка.
У головок для сверления отверстий большого диаметра шпиндели приво- дятся во вращение от привода станка с помощью зубчатых передач.
Применение многошпиндельных головок оправдано в условиях серийного производства.

Изм. Лист
№ докум.
Подпись Дата
Лист
23
ОП – 02069964 – 15.03.05 – 69 – 23
Рисунок 11 – Многошпиндельная головка без зубчатых колес
1 – сверло; 2 – шпиндель; 3 – корпус; 4 – стержень; 5 – деталь;
6 – шайба; 7 – фланец; 8 – крышка; 9 – хвостовик; 10 – пробка
2.3 Режущий инструмент для фрезерных станков
Наиболее распространенными режущими инструментами являются фрезы разнообразных типов. Фрезы классифицируются по нескольким признакам.