Введение
Станки токарно-винторезное c ЧПУ являются основным оборудованием без которого не может обойтись любое машиностроительное предприятие. Причиной такой распространённости является то, что на станках c ЧПУ может выполняться широкий спектр работ, при их высоких показателях точности и качества. Также стоит отметить возможность модернизации и автоматизации, которые значительно снижают трудозатраты, улучшают обработку, уменьшают участие рабочего персонала в процессе производства, увеличивают производительность и снижают себестоимость готовой продукции путём уменьшения энергоёмкости оборудования и других технических показателей.
В процессе эксплуатации оборудование подвергается физическому износу, из-за чего снижаются его точность, производительность и другие характеристики, следовательно, это сказывается на качестве продукции и технико-экономических показателях производства. Наибольшее распространение получил профилактический подход, нацеленный на предотвращение отказа оборудования из-за технических неисправностей. Практической реализацией такого подхода является система планово-предупредительного ремонта (ППР) оборудования.
В данной курсовой работе будет рассмотрен процесс составления графика ППР на примере токарно-винторезного станка 16К20Ф3, а также будет рассмотрен сам токарно-винторезный станок 16К20Ф3, его технические характеристики, устройство и работа станка.
1 Техническое описание станка
1.1 Назначение и область применения станка
Станок предназначен для обработки в замкнутом полуавтоматическом цикле деталей типа тел вращения со ступенчатым и криволинейным профилем, включая нарезание крепежных резьб. Область применения: мелкосерийное серийное производство.
1.2 Состав станка
Состав станка представлен на рисунке 1и 2:
1.Основание с транспортером стружкоудаления. 2.Станина. 3.Суппортная группа. 4.Передача ВГК продольного перемещения. 5.Опора левая винта продольного перемещения. 6.Патрон механизированный с электромеханическим приводом. 7.Ограждение неподвижное. 8.Ограждение подвижное. 9.Бабка шпиндельная. 10.Шкафы управления. 11.Головка автоматическая. 12.Ограждение суппортной группы. 13.Бабка задняя. 14.Электромеханический привод пиноли задней бабки. 15.Разводка коммуникаций. 16.Пульт управления. 17.Кронштейн пульта управления. 18.Опора правая продольного перемещения. 19.Станция смазки шпиндельной бабки. 20.Установка моторная. 21.Ограждение задней зоны. 22.Привод поперечного перемещения. 23.Передача ВГК поперечного перемещения.
Дополнительные узлы для исполнения станков для встраивания в ГПМ (рисунок 3):
1. Электромеханический привод с контролем положения пиноли. 2.Гидропанель. 3.Дополнительная разводка коммуникаций. 4.Механизм установки робота. 5.Привод индикатора контакта. 6.Гидропанель привода индикатора контакта. 7.Патрои механизированный с контролем зажима. 8.Привод перемещения ограждения. 9.Электрооборудование. 9.Шкафы управления.
1.2 Устройство и работа станка и его составных частей
Рис. 4: Органы управления
Таблица1.1. Органы управления |
||
№ поз. |
Органы управления и их назначение |
Способы использования |
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11 |
Панель управления станка
Рукоятка установки диапазона частоты вращения шпинделя
Ось ручного перемещения поперечного суппорта
Панель контроля работы приводов Пульт управления
Рукоятка зажима задней бабки на станке
Панель управления транспортером стружкоудаления
Ось ручного перемещения про дольной каретки
Клавиатура УЧПУ
Педаль управления перемещения пиноли (сдвоенная) Педаль управления патроном (сдвоенная)
|
Включение станка, включение шпинделя в толчковом режиме (см. табл. 9, рис. 12) Переключение рукоятки производится в соответствии с таблицей диапазонов на шпиндельной бабке
Поворот по часовой стрелке — подвод суппорта, поворот против часовой стрелки — отвод суппорта
Управление работой станка в соответствии с символами на панелях управления табл. И, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 17а, рис. 14, 15, 16, 17, 18, 18а, 186, 18в. Ввод программы н параметров работы. Контроль заданной программы (см. техдокументацию на УЧПУ) Поворот рукоятки от себя обеспечивает зажим задней бабки на станине, поворот на себя — освобождение задней бабки и включение пневморазгрузки Включение, выключение и реверс транспортера кнопками и переключателями в соответствии символикой и указаниями в руководстве по эксплуатации на транспортер Поворот по часовой стрелке — перемещение каретки вправо, поворот против часовой стрелки — перемещение каретки влево Ввод н редактирование управляющей программы и параметров работы. Управление работой станка в ручном и наладочном режимах в соответствии с символикой на клавиатуре с техдокументацией на УЧПУ Нажимом на педали вызывается отвод и подвод пиноли
Нажимом на педали вызывается зажим и разжим детали в патроне |
Рис.5: Панель управления станка
Таблица 1.2. Состав панели управления |
||
№ поз. |
Органы управления и их назначения |
Способы использования |
1
2
3
4
5
6
7 |
Рукоятка вводного выключателя
Механическая блокировка, запирающая вводной выключатель в отключенном состоянии Кнопка «Подачи» напряжения Лампа «Наличие напряжения» Кнопка «Толчок» шпинделя» Кнопка «Смазка направляющих» Лампа контроля смазки шпиндельной бабки |
В правом положении рукоятки вводного выключателя обеспечивается работа электрооборудования станка: в левом — отключается электрооборудование станка При вытягивании валика на себя выключатель отпирается, при нажатии валика запирается
При нажатии на кнопку подается напряжение на электроавтоматику станка При включении станка загорается сигнальная лампа наличия напряжения При нажатии кнопки происходит вращение шпинделя до прекращения нажатия на кнопку При нажатии кнопки производится автоматическая смазка направляющих каретки Лампа горит при работающей системе смазки шпиндельной бабки |
Рис. 6: Панель контроля привода
Таблица 1.3. Состав панели контроля привода
№ поз. |
Органы управления и их назначения |
Способы использования |
1 2
3
4 5
6 7 |
Лампа «Привод включен» Лампа «Перегрев двигателя» Лампа «Аварийное отключение привода» Показатель нагрузки Показатель частоты
Показатель нагрузки Показатель нагрузки |
Загорается при включении привода. Загорается при перегреве двигателя
Загорается при аварийном отключении привода
Показывает нагрузку на двигателе главного привода Показывает частоту вращения двигателя главного привода Показывает нагрузку двигателя по координате X Показывает нагрузку двигателя по координате Z |
Рис. 7: Панель управления станка 16А20ФЗС15
Таблица 1.4. Панель управления станка 16А20ФЗС15
№ поз. |
Органы управления и их назначения |
Способы использования |
1
2
3 |
Рукоятка вводного выключателя
Механическая блокировка, запирающая вводной выключатель в отключенном состоянии Кнопка «Толчок шпинделя» |
В правом положении рукоятки вводного выключателя обеспечивается работа электрооборудования станка; в левом — отключается электрооборудование станка При вытягивании валика на себя вводной выключатель отпирается, при нажатии валика запирается
При нажатии кнопки происходит вращение шпинделя до прекращения нажатия на кнопку |
Рис. 8: Панель пульта управления станка 16А20ФЗС15
Таблица 1.5. Панель пульта управления станка 16А20ФЗС15 |
||
№ поз. |
Органы управления и их назначения |
Способы использования |
1
2 3
4
5
6
7
8
9
10
11
12 |
Кнопка подвода ограждения Кнопка отвода ограждения Переключатель режимов работы охлаждения
Переключатель местного освещения
Кнопка подачи напряжения с сигнальной лампой наличия напряжения
Кнопка выключения приводов и смазки шпиндельной бабки Кнопка включения приводов и смазки шпиндельной бабки Переключатель блокировки ограждения при работе по управляющей программе
Переключатель «Блокировка пульта управления» Лампа контроля смазки шпиндельной бабки Кнопка «Смазка направляющих суппортной группы» Сигнализатор заземления
|
Подвод ограждения в наладочном режиме
Отвод ограждения в наладочном режиме Переключатель на два положения: левое — охлаждение отключено, включается и отключается по командам УЧПУ; правое — охлаждение включено, по командам УЧПУ не управляется Переключатель на два положения: левое — выключение освещения; правое — включение освещения При включении вводного выключателя 1 по рис. 6 загорается сигнальная лампа, при нажиме на кнопку подается напряжение на электроавтоматику станка Выключение приводов подачи н главного движения и смазки шпиндельной бабки
Включение приводов подачи и главного движения и смазки шпиндельной бабки
Переключатель на два положения: левое — блокировка, не допускающая работу в автоматическом цикле с открытым подвижным ограждением;правое — возможность отладки управляющей программы с открытым подвижным ограждением В положении «Выключено» блокируется возможность пуска управляющей программы
Лампа горит при работе системы смазки шпиндельной бабки При нажиме па кнопку подается смазка на направляющие суппортной группы
Сигнализирует о замыкании на землю цепи управления напряжением 110В |
Рис. 9: Панель переносного наладочного пульта для станков 16А20ФЗС15
Таблица 1.6. Панель переносного наладочного пульта для станков 16А20ФЗС15 |
||
№ поз. |
Органы управления и их назначения |
Способы использования |
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
|
Переключатель «Пуск», «Стоп» шпинделя и подачи суппорта и каретки
Кнопка «Включение» и «Выключение» наладочного пульта Индикаторная лампа включения пульта Кнопка «Аварийный останов» Кнопка перемещения каретки влево Кнопка перемещения каретки вправо Кнопка подвода поперечного суппорта Кнопка отвода поперечного суппорта Кнопка быстрого хода
Переключатель изменения подачи
Лампочка |
Переключатель на три положения: правое — разрешение подачи суппорта каретки и вращение шпинделя; среднее — вращение шпинделя без подачи суппорта и каретки; левое — останов подачи и вращение шпинделя При нажиме включается наладочный пульт, при повторном нажиме отключается наладочный пульт
Свечение лампы сигнализирует о включении пульта
Выключение станка
При нажиме кнопки каретка перемещается в толчковом режиме влево (к шпиндельной бабке) При нажиме каретка перемещается в толчковом режиме вправо (к задней бабке) При нажиме кнопки поперечный суппорт перемещается к оси шпинделя в толчковом режиме При нажиме кнопки поперечный суппорт отводится в толчковом режиме При нажиме одновременно с одной из кнопок 5—8 суппорт или каретка перемещается на быстром ходу в направлении, определяемом нажимом кнопки 5—8 Переключатель на пять положений: 20, 50, 70. 1001, 120% — перемещение и наладочном режиме на подаче, составляющей, соответственно. 20, 50, 70, 100. 120% от заданной на пульте УЧПУ Горение лампочки сигнализирует о наличии команды на вращение шпинделя |
Таблица 1.7. Положение рукоятки на шпиндельной бабке |
||
Положение рукоятки на шпиндельной бабке |
Номер переключаемого диапазона |
Пределы частоты вращения в каждом диапазоне, мин-1 |
|
I |
20…345 |
|
II |
60…1000 |
|
III |
145…2500 |
Рис. 10: Кинематическая схема [2]
2. Основные технические данные и характеристики станка
Рис. 11: Станок 16К20Ф3
Станок 16К20Ф3 предназначен для токарной обработки в автоматическом режиме наружных и внутренних поверхностей деталей типа тел вращения со ступенчатым и криволинейным профилем различной сложности по заранее составленной управляющей программе. Обработка происходит в один или несколько проходов в замкнутом автоматическом цикле. Установка заготовок осуществляется в патроне, а длинных – в центрах. Область применения станка: мелкосерийное и серийное производство.
Станок 16К20Ф3 разработан на базе универсального станка и имеет традиционную компоновку. Основание представляет собою монолитную отливку. Станина – коробчатой формы с поперечными ребрами. Направляющие станины термообработанные, шлифованные. Каретка суппорта с поворотным резцедержателем перемещается по передней призматической и плоской задней направляющим. Задняя бабка так же перемещается по передней плоской и задней призматической направляющим. Автоматическая коробка скоростей сообщает шпиндельной бабке девять скоростей, которые переключаются в цикле обработки за счет включения электромагнитных муфт. Инструмент получает движение подачи от приводов продольных и поперечных подач.
Токарный станок 16К20Ф3 оснащается различными системами ЧПУ. Модификации станка в зависимости от комплектации устройством ЧПУ имеют разные индексы (например, 16К20Ф3С32). Контурная система ЧПУ обеспечивает движение формообразования, изменение в цикле обработки значений подач и частот вращения шпинделя, индексацию поворотного резцедержателя, нарезание резьбы по программе. Число одновременно управляемых координат – 2, всего управляемых координат – 2. Дискретность задания поперечных перемещений подачи (по оси Х) – 0,005 мм, продольных перемещений (по оси Z) – 0,01 мм. Станок 16К20Ф3 с устройством ЧПУ 2Р22 оснащен главным приводом КЕМРОН и приводом подач КЕМТОК по оси Z и X.
Буквенно-цифирный индекс станка 16К20Ф3 обозначает следующее: цифра 1 - это токарный станок; цифра 6 – обозначает токарно-винторезный станок, буква К – поколение станка, цифра 20 – высота центров (200 мм). Наличие «Ф3» в конце индекса говорит о наличии ЧПУ - числового программного управления.
Таблица 2.1. Технические характеристики станока 16К20Ф3 |
|
Технические характеристики |
Параметры |
Диаметр обработки над станиной, мм |
500 |
Диаметр обработки над суппортом, мм |
200 |
Наибольшая длина обработки, 6-позиционная головка, мм |
900 |
Наибольшая длина обработки, 8-позиционная головка, мм |
750 |
Наибольшая длина обработки, 12-позиционная головка, мм |
850 |
Наибольшая длина обработки в центрах, мм |
1000 |
Диаметр цилиндрического отверстия в шпинделе, мм |
55 |
Наибольший поперечный ход суппорта, мм |
210 |
Наибольший продольный ход суппорта, мм |
905 |
Максимальная рекомендуемая скорость продольной рабочей подачи, мм |
2000 |
Максимальная рекомендуемая скорость поперечной рабочей подачи, мм |
1000 |
Количество управляемых координат, шт. |
2 |
Количество одновременно управляемых координат, шт. |
2 |
Дискретность задания перемещения, мм |
0,001 |
Пределы частот вращения шпинделя, мин-1 |
20 - 2500 |
Скорость быстрых перемещений суппорта - поперечного, мм/мин |
2 400 |
Максимальная скорость быстрых продольных перемещений, мм/мин |
15000 |
Максимальная скорость быстрых поперечных перемещений, мм/мин |
7500 |
Количество позиций инструментальной головки |
8 |
Мощность электродвигателя главного движения, кВт |
11 |
Класс точности по ГОСТ 8-82 |
П |
Габаритные размеры станка (Д х Ш х В), мм |
3700 × 2260 × 1650 |
Масса станка, кг |
4000 |
Высокопрочная станина станка 16К20Ф3 выполнена литьем из чугуна марки СЧ20 с термообработанными шлифованными направляющими обеспечивают длительный срок службы и повышенную точность обработки. Привод главного движения, включающий главный двигатель 11 кВт и шпиндельную бабку обеспечивает наибольший крутящий момент до 800 Нм. Высокоточный шпиндель с отверстием 55 мм (по заказу 64 мм), позволяющий обрабатывать детали из пруткового материала. Зона обработки может быть оснащена как линейной наладкой, так и револьверной головкой, в зависимости от требований покупателя. Надежная защита шарико-винтовых пар обеспечивает долговечность работы механизмов перемещения по координатам X и Z. Станок 16К20Ф3 оснащается системами ЧПУ и электроприводами как отечественного производства, так и производства зарубежных фирм. Датчики обратной связи и резьбонарезания модели ВТМ-1М.
Программа перемещений инструмента, управление главным приводом и вспомогательные команды вводятся в память системы управления с клавиатуры пульта оператора, а так же с кассеты внешней памяти и могут корректироваться с пульта оператора ЧПУ с визуализацией на панели цифровой индикации.
Токарный станок с ЧПУ 16К20Ф3 оснащается 6-, 8- или 12-позиционной автоматической универсальной головкой (УГ9321, УГ9324, УГ9325) с горизонтальной осью поворота. Головка имеет инструментальный диск на 6 радиальных и 3 осевых инструмента (6-позиционная) или на 8 блоков под радиальные и осевые инструменты (8-позиционная) или 12 блоков под радиальные и осевые инструменты, комбинированные при наладке на деталь (12-позиционные) [1].