3.2. Розрахунок зусилля закріплення деталі при обробці та вибір розмірів механізму закріплення.

Розраховуємо зусилля закріплення для трикулачкового патрона, користуючись рекомендаціями довідника [3]:

,

де W_k – сила затиску на одному кулачку,Н;

- число кулачків;

- коефіцієнт, що враховує додаткові сили тертя у патроні

( =1,05);

- виліт кулачка від його опори до центру прикладення сили затиску (конструктивно = 40 мм);

- довжина напрямної частини кулачка, мм;

- коефіцієнт тертя у напрямних кулачках ( = 0,1);

і - плечі важеля приводу кулачків, мм, конструктивно мм і мм до осі штока.

Сила закріплення на кожному кулачку визначається за формулою

де - діаметр поверхні заготовки, що обробляється, мм;

- кут розташування кулачків у патроні;

- коефіцієнт тертя на робочих поверхнях кулачків (з гладкою поверхнею = 0,25, з кільцевими канавками =0,35, з крестообразними = 0,45, з зуб’ями паралельно осі патрона = 0,8);

- діаметр поверхні заготовки, що закріплюється, мм;

– коефіцієнт запасу.

Н.

Н.

4. Експлуатаційно-налагоджувальна частина

4.1 Основні вузли верстата та їх конструктивні особливості

Ткарні патронно-центрові верстати з ЧПУ використовують для обробки центрових деталей типу тіл обертання з відношенням довжини до діаметра більше п'яти, а також штучних заготовок, що закріплюються в патроні. У випадку застосування промислових роботів операції завантаження верстата можуть бути легко автоматизовані. Інструментальні налагодження верстатів в основному забезпечують технологічні потреби при обробці різноманітних деталей типу тіл обертання. Включення таких верстатів до складу ГВС не представляє особливих труднощів.

Токарний верстат з ЧПУ мод. 16К20Ф3 (рис. 1.1) призначений для токарної обробки (в один або кілька проходів у замкнутому напівавтоматичному й автоматичному циклі) зовнішніх і внутрішніх поверхонь деталей типу тіл обертання зі східчастими профілями, включаючи нарізування різьб. Верстат має підвищений клас точності П. Точність обробки відповідає 6...7 квалітетам.

Рисунок 4.1 - Шпиндельна бабка (розгортка).

Конструкція шпиндельного вузла (рис. 4.1) значною мірою визначає експлуатаційні показники верстата, тобто застосовувані режими різання й точність і продуктивність обробки, які досягаються. Тому корпус 1 бабки виконаний у вигляді твердого чавунного виливка й надійно закріплений на станині. Зубчасті колеса загартовані й прошліфовані по профілю зубів. Найбільш важливою деталлю шпиндельної бабки є шпиндель 5 , безпосередньо сприймаючий зусилля різання. Передній кінець шпинделя має фланець, до якого кріпиться кулачковий патрон. Передньою опорою служить дворядний конічний роликовий підшипник 4, а задньою — однорядний конічний роликовий підшипник 3. Застосування в опорах пружин 2, призначених для пост ійної вибірки зазорів у підшипниках, сприяє підвищенню точності й твердості шпиндельного вузла. Підшипники відрегульовані заводом-виготовлювачем верстата, що забезпечує їх експлуатацію без втручання наладчика (крім випадків ремонту).

Рисунок 4.2 - Привод повздовжнього переміщення супорту.

Привод поздовжнього переміщення супорта (рис. 4.2) містить у собі кулькову гвинтову передачу (діаметр 63 мм, крок 10 мм), опори 2 гвинта, редуктор 1 (передатне відношення 1:1), електродвигун 6 постійного струму й датчик 3 зворотного зв'язку, пов'язаний із гвинтом за допомогою муфти 4.

Якщо верстат оснащений частотно-регульованим асинхронним двигуном, то встановлюють редуктор з передатним відношенням 1:2, а датчик зворотного зв'язку вбудовують в електродвигун. Зазор у зубчастому зачепленні редуктора вибирають переміщенням перехідної плити 5 (із установленим на ній електродвигуном) щодо корпуса редуктора.

Привод поперечного переміщення супорта (рис. 4.3) містить у собі кулькову гвинтову передачу (діаметр 40 мм, крок 5 мм), опори 1 гвинта; редуктор 2 (передатне відношення 1:1), електродвигун 5 постійного струму й датчик 4 зворотнього зв'язку, з'єднаний із гвинтом за допомогою пружної муфти 3. Якщо верстат оснащений частотно-регульованим асинхронним двигуном, то датчик зворотного зв'язку вбудовують в електродвигун. Зазор у зубчастому зачепленні вибирають вертикальним зсувом плити 6 (із установленим на ній електродвигуном) .

Рисунок 4.3 - Привод поперечного переміщення супорту.

Шестипозиційну револьверну головку (рис. 4.4) з горизонтальною віссю обертання встановлюють на поперечній ползушці. В інструментальній головці кріплять шість різців-вставок або три інструментальних блоки.

Інструментальну знімну головку монтують на вихідному валу 5 і жорстко зв'язують із рухливим елементом 6 плоскозубчастої муфти. Поворот револьверної головки провадять у такий спосіб: від електродвигуна 2 (через черв'ячну передачу) обертання передається на вал 7 кулачкової напівмуфти 8, що жорстко пов'язана з валом 5. У початковий момент обертання елементи 3 і 6 плоскозубчастої муфти розчіплюються й відбувається поворот головки в потрібну позицію, що контролюється електричним датчиком 10. Потім здійснюється реверс електродвигуна, вал 7 кулачкової муфти обертається в протилежну сторону, а рухливий елемент 6 плоскозубчастої муфти (з інструментальною головкою) утримується від повороту фіксатором, у результаті чого елемент 6 фіксується на зубах нерухливого елемента 3 плоскозубчастої муфти. Сигнал затискача від кінцевого вимикача 9 подається на пульт керування, при цьому електродвигун повороту відключається й починається робочий цикл обробки. Для ручного повороту й затиску револьверної головки (при налагодженні верстата) на валу 1 передбачена шестигранна головка під ключ. Різальний інструмент варто розташовувати на інструментальній головці по можливості рівномірно, щоб уникнути дисбалансу при обертанні головки.

Рисунок 4.4 - Шостипозиційна револьверна головка.

Задню бабку (рис. 4.5) кріплять на станині за допомогою рукоятки 3, ексцентрикового вала 5, планки 8 і системи ричагів. Силу притиску задньої бабки до станини регулюють гвинтами 7 і 2 (при відпущених контргайках 6 і 1), змінюючи положення притискної планки 8. Піноль переміщюють вручну (за допомогою маховика) або використовуючи електромеханічний привод 4.

Рисунок 4.5 - Задня бабка.

Порядок роботи верстата. Перед початком роботи включають верстат і перевіряють положення й надійність кріплення кулачків аварійного обмеження ходу на поздовжній і поперечній лінійках, а також положення й надійність кріплення задньої бабки на станині (у випадку її застосування). При обробці в патроні задню бабку відводять у крайнє праве положення. За допомогою спеціальних рукояток перевіряють легкість переміщення супорта в поздовжньому й поперечному напрямках. У режимі «Ручне керування» перевіряють роботу механізмів верстата: перемикання діапазонів частоти обертання; переміщення супорта в поздовжньому й поперечному напрямках на швидкому ходу й робочих подачах; роботу аварійних і блокувальних електроперемикачів; подачу мастильного матеріалу; обертання шпинделя й ін.

Перевіривши роботу верстата в ручному режимі й переконавшись у її правильності, включають автоматичний цикл — обхід контуру на холостому ходу (без установки заготовки).

При нормальній роботі верстата обробляють по КП першу деталь, заміряють її, за допомогою ПЧПУ коректують КП.