СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ 5

1 АНАЛИЗ КОНСТРУКЦИЙ СОВРЕМЕННЫХ МЕТАЛЛОРЕЖУЩИХ СТАНКОВ, АНАЛОГИЧНЫХ ПРОЕКТИРУЕМОМУ 6

1.1 Описание конструкции и системы управления станка-прототипа 9

1.2 Описание конструкции системы управления и принцип работы проектируемого узла 16

1.3 Расчет и обоснование основных технических характеристик проектируемого узла 17

1.4 Описание кинематической схемы проектируемого узла 18

1.5 Расчет передач, устройств и механизмов привода станка 19

1.8 Обоснование конструкции шпинделя, выбор материала и термической обработки 34

2 ОПИСАНИЕ И РАСЧЕТ СИСТЕМЫ СМАЗКИ ШПИНДЕЛЬНОГО УЗЛА И ПРИВОДА ГЛАВНОГО ДВИЖЕНИЯ В ЦЕЛОМ 36

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 39

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 40

Введение

Развитие вычислительной техники привело к созданию станков с программным управлением. Станки с ЧПУ заняли нишу между универсальными и агрегатными станками при производстве большой номенклатуры продукции (обеспечивается библиотекой программ обработки) относительно небольшими партиями (десятки и сотни штук). Малое время переналадки и высокая повторяемость обработки на станках с ЧПУ позволили резко увеличить выход годных деталей при многооперационной обработке.

При изготовлении деталей со сложными пространственными профилями в единичном и мелкосерийном производстве использование станков с ЧПУ является почти единственным технически оправданным решением.

Оснащенность станков системами ЧПУ (адаптивными, позиционными и контурными) отражена в их обозначениях, которые, сохраняя принцип цифрового обозначения моделей станков отечественного производства, дополняются в конце следующими буквенно-цифровыми знаками: Ф1 — для станков с цифровой индикацией и предварительным набором координат, Ф2 — для станков с системами ЧПУ позиционного   типа; ФЗ — для    станков с системами ЧПУ контурного типа, Ф4 для станков с универсальными системами ЧПУ для позиционной и контурной обработки. 

В данной курсовой работе производится кинематический анализ токарного станка с ЧПУ модели СБ5582, расчет привода подачи. В работе рассматриваются основные узлы станка, органы его управления, принцип работы, кинематическая схема станка. Также производится обоснование конструкций основных базовых элементов станка и приведены указания по эксплуатации и обслуживанию станка.

Целью данной курсовой работы является проектирование конструкции привода подачи токарного станка с ЧПУ согласно исходным данным.

1 Анализ конструкций современных металлорежущих станков, аналогичных проектируемому

Современные токарные станки быстроходны, обладают высокой мощностью, имеют повышенную жесткость и виброустойчивость, долговечны и надежны в работе, что в совокупности обеспечивает высокую производительность и точность обработки детали. Более 70% изделий в машиностроении изготовляют в условиях мелкосерийного и серийного производства. Эффективным средством автоматизации мелкосерийного и серийного производства является программное управление металлорежущими станками. Использование конкретного вида оборудования с ЧПУ зависит от сложности изготовления детали и серийности производства. Чем меньше серийность производства, тем большую технологическую гибкость должен иметь станок.

При изготовлении деталей со сложными пространственными профилями в единичном и мелкосерийном производстве использование станков с ЧПУ является почти единственным технически оправданным решением. Это оборудование целесообразно применять в случае, если невозможно быстро изготовить оснастку. В серийном производстве также целесообразно использовать станки с ЧПУ. В последнее время широко используют автономные станки с ЧПУ или системы из таких станков в условиях переналаживаемого крупносерийного производства.

В станках с ЧПУ управление рабочими органами в процессе обработки производится автоматически по заранее разработанной программе без непосредственного участия рабочего. Программное управление — это такая система управления, которая обеспечивает автоматическую работу механизмов станка по легко переналаживаемой программе. По заданной программе можно управлять: регулированием направления и скорости перемещения исполнительных органов станка, циклом работы станка, сменой инструмента и т. д.

Важной особенностью автоматизации процесса обработки на металлорежущих станках с помощью устройств программного управления является сохранение станками широкой универсальности. Это дает возможность производить на них обработку всей номенклатуры деталей, которая может быть произведена на универсальных станках соответствующих типов.

Программное управление позволяет: автоматизировать процесс обработки; сократить время наладки станка, сведя всю наладку к установке инструмента, заготовки и программы на станке; организовать многостаночное обслуживание в серийном и мелкосерийном производстве; повысить производительность труда, культуру производства и качество обработанных деталей.

Основной задачей рациональной эксплуатации металлорежущих станков с ЧПУ является обеспечение длительной и безотказной обработки на них деталей с заданной производительностью, точностью и шероховатостью обработанной поверхности при минимальной стоимости эксплуатации станков.

Токарные станки с ЧПУ предназначены для наружной и внутренней обработки сложных заготовок деталей в автоматическом и полуавтоматическом режимах. На этом оборудовании выполняют традиционный комплекс токарных операций: точение, отрезку, сверление, нарезание резьбы.

Станки с числовым программным управлением (CNC) имеют следующие основные преимущества в сравнении с универсальными токарными станками:

• производительность в 1,5- 2,5 раза выше;

• детали, изготовленные по одной программе, являются взаимозаменяемыми, что сокращает время пригоночных работ в процессе сборки конечного изделия;

• значительно сокращаются сроки подготовки и перехода на изготовление новых деталей;

• значительно сокращается продолжительность цикла изготовления деталей.

Классификация и технологические параметры токарных станков с ЧПУ.

В основе классификации оборудования этой группы лежат следующие технические признаки и особенности:

• расположение оси шпинделя: горизонтальные и вертикальные;

• число используемых в работе инструментов: одноинструментальные и многоинструментальные;

• способы закрепления инструмента: на суппорте, в револьверной головке, в магазине инструментов;

• вид выполняемых работ: центровые, патронные, патронно-центровые, карусельные и прутковые;

• степень автоматизации: полуавтоматические и станки-автоматы.

Привод подачи - один из основных узлов, определяющих

производительность и точность станка с ЧПУ. Поскольку УЧПУ практически

безинерционно формируют сигналы управления приводом, обеспечивающие

движение по заданной траектории или позиционирование в заданной

координате, большое значение приобретает совершенствование параметров

исполнительного двигателя и схемы управления им с учетом особенностей

кинематической цепи привода.

По мере совершенствования в УЧПУ увеличения жесткости и точности

узлов станка повышаются требования к быстродействию и точности привода

подач: скорость быстрых перемещений в современных станках доведена до

50м/мин, а дискретность перемещений – до 1 нм.

На современных отечественных предприятиях благодаря высокой точности обработки и надежности хорошо зарекомендовали следующие модели токарных станков с ЧПУ (CNC): 16К20Ф3, 16А20Ф3, 16К20Т1, 16К20Ф3С32, 16А20Ф3С39, 1М63МФ101, 16Б16Т1, 16К30Ф3, 1М63БФ101, 16Б16Т1С1.