- •Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Тульский государственный университет»
- •Конспект лекций
- •Станки с чпу и гпс
- •Лекция 10. Станки с числовым программным управлением
- •10.1. Общие понятия о станках с чпу, три поколения станков с чпу.
- •10.1. Общие понятия о станках с чпу, три поколения станков с чпу.
- •10.1.1. Станки первого поколения.
- •10.1.2. Станки второго поколения.
- •10.1.3 Станки третьего поколения.
- •10.2. Технологические группы станков с чпу.
- •10.3. Основные принципы числового программного управления.
- •10.3.1. Укрупненная структурная схема системы чпу.
- •Лекция 11
- •11.1. Обратная связь в станке чпу.
- •11.2. Разомкнутые системы чпу.
- •11.3. Замкнутые системы чпу.
- •11.3.1. Замкнутые системы чпу с обратной связью по положению рабочего органа станка.
- •11.3.2. Замкнутые системы с обратной связью по положению рабочих органов и с компенсацией погрешностей станка.
- •11.3.3. Адаптивные замкнутые системы.
- •11.4. Системы чпу класса nc, cnc, hnc, dnc.
- •11.4.1. Системы чпу класса nc.
- •11.4.2. Системы чпу класса cnc.
- •11.4.3. Системы чпу класса dnc.
- •Лекция 12. Конструктивные особенности станков с чпу
- •12.1. Привод главного движения.
- •12.1.1. Тиристорные преобразователи.
- •12.2. Привод подач
- •12.2.1. Шаговый привод подач с гидроусилителем.
- •12.2.2. Электрические приводы подач.
- •12.2.3. Гидравлические приводы подач.
- •Лекция 13
- •13.1. Датчики обратной связи.
- •13.1.1. Линейный индуктосин.
- •13.1.2. Вращающийся трансформатор.
- •13.1.3. Фотоэлектрический датчик.
- •13.1.4 Датчик фирмы « Ferranti»
- •13.2 Передаточные механизмы привода подачи.
- •13.2.1 Беззазорный зубчатый редуктор,
- •13.2.2 Шариковые винтовые пары.
- •13.2.3 Зубчато-реечные передачи.
- •13.2.4 Винто-реечная шариковая передача.
- •13.3 Станины
- •13.4. Направляющие.
- •13.4.1. Направляющие скольжения.
- •13.4.2 Направляющие качения.
- •13.4.3. Гидростатические направляющие.
- •13.4.4. Аэростатические направляющие.
- •13.5. Шпиндельные группы.
- •13.5.1.Шпиндели.
- •Лекция 14. Назначение, компоновка, работа узлов и гидрокинематика станка модели ир500мф4
- •14.1. Назначение и область применения станка.
- •14.2. Компоновка станка
- •14.3. Гидрокинематика станка
- •14.3.1.Устройство механизмов станка
- •14.3.1.1 Механизм переключения скоростей.
- •14.3.1.2. Механизм зажима инструмента в шпинделе.
- •14.3.1.3. Механизм ориентации шпинделя.
- •14.3.1.4. Инструментальный магазин.
- •14.3.1.5. Манипулятор.
- •14.3.1.6. Поворотный стол.
- •14.3.1.7. Устройство смены спутников.
- •14.3.2. Цикл работы станка.
- •14.3.2.1. Цикл автоматической смены инструмента.
- •14.3.2.2. Цикл автоматической смены спутников.
- •14.3.3 Описание гидрокинематической схемы станка.
- •14.3.3.1. Привод вращения шпинделя.
- •14.3.3.2 Приводы подач.
- •14.3.3.3. Привод механизма ориентации шпинделя.
- •14.3.3.4. Гидравлическое уравновешивание шпиндельной бабки.
- •14.3.3.5. Привод цикловых движений при автоматической смене инструмента.
- •14.3.3.6. Привод цикловых движений при автоматической смене спутников.
- •Лекция 15
- •15.1. Основные понятия и определения. Общая характеристика объектов роботизации. Разновидности автоматических манипуляторов.
- •15.2. Основные направления использования роботов. Три типа поколения пр.
- •15.4. Основные параметры пр. Грузоподъемность пр. Число степеней свободы.
- •15.1. Основные понятия и определения. Общая характеристика объектов роботизации. Разновидности автоматических манипуляторов
- •15.2. Основные направления использования роботов. Три типа поколения пр
- •15.3. Функциональная блок схема и ее общая характеристика
- •15.4. Основные параметры пр. Грузоподъемность пр. Число степеней свободы
- •Лекция 16
- •16.1. Основные параметры пр. Мобильность авто манипулятора, рабочая зона, компоновочная схема, система управления, точность позиционирования
- •16.2. Индексация моделей ам. Система построения индекса, примеры обозначений ам и конкретных схем компоновок
- •16.3. Особенности кинематики и конструкции ам. Специфические элементы промышленных роботов
- •16.4. Захватные устройства манипуляторов. Требования к захватным устройствам и их классификация
- •16.5. Разновидности захватных устройств. Механические, магнитные и вакуумные захваты. Их характеристика и особенности
- •Лекция 17. Автоматические станочные линии (автоматические линии)
- •17.1. Основные понятия
- •17.2. Типы автолиний
- •17.2.1. В зависимости от величины выпуска деталей.
- •17.2.2. В зависимости от организации потока
- •17.2.3. По роду применяемых станков.
- •17.2.4. По роду применяемой схемы транспортирования деталей.
- •17.2.5. По расположению оборудования.
- •17.2.6. По виду обрабатываемых деталей.
- •17.3. Оборудование автоматических линий.
- •Список литературы
- •Дополнительная литература
13.3 Станины
Станина является одной из наиболее ответственных деталей станка, которая определяет многие его эксплуатационные качества. Станина должна обладать высокой жесткостью, виброустойчивостью, технологичностью конструкции, иметь минимально возможный вес. На станине расположены различные по профилю направляющие. Станины современных станков представляют собой сложные корпусные детали. Они могут быть горизонтальными и вертикальными (стойки) . Форма станка обычно приближается к коробчатой с внутренними стенками и перегородкама, которые нужны для повышения жесткости и образования отдельных полостей и отсеков. Конструкции станин различаются в зависимости от назначения и особенностей конструкции станков.
Станины изготавливают преимущественно из серого чугуна:
для станин средних размеров - СЧ21-40 (ГОСТ 412-70) с перлитной основной твердостью НВ 200-220;
для тяжелых станков - СЧ28-48;
для состыкованных станин - износостойкий чугун СЧ32-52 с перлитной структурой, с твердостью НВ 220-250;
для тяжелонагруженных станин с привертными направляющими- чугун СЧ38-60.
В последнее время находят применение сварные станины из прокатной листовой стали Ст3 или Ст4,что создает предпосылки для экономии металла.
Основные характеристики для станин станков с ЧПУ:
Давление на фундамент не более 8-10 кгс/см2;
Непараллельность поверхностей не более 0,03 мм на 1000 мм;
Неплоскостность в сторону вогнутости не более 0,02 мм на 1000 мм.
Расчет податливости базовых элементов станков с ЧПУ см. Лещенко В.А. «Станки с числовым программным управлением», М., «Машиностроение», 1979г., п.5.5
13.4. Направляющие.
К направляющим станков с ЧПУ предъявляются требования высокой точности позиционирования и перемещения рабочих органов , длительное сохранение точности, обеспечение высоких скоростей перемещения рабочих органов высокой жесткости.
В современных станках с ЧПУ применяют направляющие скольжения, качения и комбинированные в зависимости от конструкции станков. Для многооперационных станков, работающих в позиционном режиме, необходимы конструкции направляющих, обеспечивающих быстрый и точный выход на позицию; этим требованиям лучше всего отвечают направляющие качения. На фрезерных станках для контурной обработки необходимы направляющие, которые обеспечивают плавный реверс; этому соответствуют направляющие скольжения с малым коэффициентом трения. При больших длинах перемещения с высокой скоростью до 10м/мин. Рекомендуется применять направляющие качения или комбинированные. На вертикально-фрезерных станках для пятикоординатной обработки успешно применяют для всех перемещений направляющие качения. В тяжелых фрезерных станках широко применяют гидростатические направляющие, на токарных станках с ЧПУ - преимущественно направляющие скольжения. Перспективным представляется применение аэростатических направляющихю
13.4.1. Направляющие скольжения.
Совершенствование этих направляющих шло в направлении получения малого коэффициента трения за счет применения специальных пластиновых синтетических материалов, антифрикционных металлов, сплавов, мастик. Коэффициент трения покоя пары чугун-чугун при использовании обычных масел 0,25, при использовании специальных антискачковых масел 0,075-0,09. Для фторопласта коэффициент трения покоя составляет 0,04-0,06.
Направляющие скольжения выполняют из специальных пластин цинкового сплава ЦАМ-10-5 или пластин фторопласта (тефлона) в паре с чугунными или стальными плоскими прямолинейными направляющими. Пластины ЦАМ-10-5 изготавливают литьем, приклеивают эпоксидным клеем и закрепляют винтами (от смещения). Предварительно фрезеруются канавки для подвода масла. Для рассмотренного случая = 0,19 покоя и = 0,15 движения.
Пластиковые направляющие из фторопласта ФЧК-20 обеспечивают коэффициент трения покоя = 0,005 и движения = 0,004. Фторопласт изготавливается в виде рулона или в виде пластин 250 х 250 х 10. Установка их аналогична ЦАМ-10-5.
За рубежом (ФРГ) применяют направляющие из специального покрытия в виде пасты. Это двухкомпонентная пластмасса на базе эпоксидных смол и высококачественного антифрикционного наполнителя.
Поверхность под пасту готовится резцом или остроконечной фрезой (S = 1мм, t = 0,5 мм), а затем на очищенную поверхность паста наносится в 2-3 слоя. Первый слой толщиной 0,5 мм, второй и третий по 1,5 мм. Затем производится посадка на сопряженную деталь, которую предварительно покрывают специальным разъединительным составом, препятствующим слипанию деталей. Направляющие имеют коэффициент трения движения = 0,03.