2.3 Типові несправності верстата

Під час експлуатації токарного верстата з ЧПУ моделі 16К30Ф3 можливе виникнення несправностей. Перелік найбільш розповсюджених несправностей та методи їх усунення зводимо до таблиці 4

Можливі несправності	Причина виникнення	Методи усунення
Нагрів муфт АКШ	Неправильна полярність вмикання муфт	З’єднати муфти відповідно з електросхемою
Можливі несправності	Причина виникнення	Методи усунення
Не вмикається електродвигун привода головного руху	Відсутнє змащування, немає тиску в пневматиці	Перевірити стан цих вузлів
Відсутня подача за координатами Х, Z в ручному режимі	Наїзд на шляхові вимикачі за координатами Х, Z	Перевести відповідні тумблери у протилежному напрямку
Стук при роботі електродвигуна	Зношення гумової зірочки з’єднувальної муфти	Замінити зірочку
Наявність повітря у гідросистемі	Недостатній рівень мастила у гідробаку. Підсос повітря у всмоктуючому трубопроводі насоса підпитування	Додати мастила у гідробак Затягнути штуцер на всмоктуючому трубопроводі
Не вмикається електродвигун привода головного руху при працюючому насосі змащення і нормальному тиску у пневмосистемі	Відсутній потік мастила крізь відповідні реле. Несправні реле. Не закріплена деталь.	Перевірити стан трубопроводів реле. Замінити реле. Натиснути педаль “Затиснення деталі”
Відсутній потрібний тиск у гідросистемі	Недостатній рівень мастила у баку. Засмітилася всмоктуюча труба. Невірний напрямок обертання валу насоса.	Долити мастила Промити трубу Змінити обертання валу насоса.

Таблиця 4-Типові несправності верстата

2.4. Регулювання механізмів верстата

У процесі експлуатації верстата виникає необхідність у регулюванні окремих частин верстата з метою відновлення їх нормальної роботи.

У шпинделі регулюванню підлягають радіальні підшипники в передній і задній опорі. Завзято-радіальний підшипник передньої опори шпинделя має заводський натяг і регулюванню не підлягає. Регулювання радіального підшипника передньої опори роблять у наступної послідовності : від'єднують фланець від фланця шпинделя й збивають його з півкільця (компенсатора) на проставляння, вивертаючи гвинт, гайку частково згвинчують із різьблення шпинделя (послабляють); знімають півкільця; прикладаючи до фланця шпинделя зусилля 400 кгс, доводять радіальне переміщення фланця шпинделя щодо корпуса до 0,005-0,015 мм посредст.

Радіальне переміщення фланця контролюють індикатором із ціною розподілу 0,002 мм, укріпленого на корпусі шпиндельної бабки; мірними плитками замірять ширину паза під півкільця; підшлифовивают півкільця з допуском —0.01 мм і устанавлнивают на місце; затягують гайку і стопорять її гвинтом, фланець гвинтом кріплячи до фланця шпинделя.

Регулювання радіального підшипника задньої опори шпинделя виконують гайкою, забезпечуючи радіальний зазор не більше 0,02 мм. Після регулювання підшипників шпиндель повинен вільно провертатися від руки при включенні його зубчастих коліс.

Регулювання люфту в редукторах привода поздовжніх і поперечних подач

Усунення люфту в приводах поперечних і поздовжніх подач між шестірнями 1—3 роблять за рахунок розвороту шестірні 2 відносно шестерні 3 за допомогою розвороту ексцентриків на радіусі R-150 мм при застопореній шестірні 1 повинен бути в межах 0,1—0,4 мм.

Регулювання натягу в кулькових передачах гвинт — гайка

Регулювання натягу в кулькових передачах гвинт- гайка в приводах поздовжніх і поперечних подач роблять у такий спосіб; відвертають болти кріплення корпуса гайки й зганяють гайку на вільний кінець гвинта; на кінці гвинтів надягають спеціальні втулки: на поздовжню втулку, на поперечну втулку гайку згвинчують па втулку, тим самим охороняючи кульки від випадання; роблять розрахунок числа зубів, на яке не обходжено повернути в одну сторону обидві напівгайки.

3 ТЕХНОЛОГІЧНА ЧАСТИНА

3.1 Призначення деталі

Шестерня П2.16.261 працює у приводному редукторі вугільного комбайну “Пошук” та призначена для передачі обертального моменту на вихідний вал.

Для виготовлення деталі П2.16.261 – шестерня використовується сталь 20Х2Н4А ГОСТ 4543 – 71.

Таблиця 3.1 – Хімічний склад сталі 20Х2Н4А ГОСТ 4543 – 71

Вуглець С,%	Кремній Ѕі,%	Марганець Мn,%	Хром Сr,%	Нікель Ni,%	Сірка S,%	Фосфор Р,%
0,22-0,29	0,17-0,37	0,8-1,1	1-1,3	До 0,3	До 0,035	До 0,035

Таблиця 3.2 – Механічні властивості сталі 20Х2Н4А ГОСТ 4543 – 71

Межа розтягнення σв, МПа	Межа текучості σт, МПа	Відносне подовження δ, %	Відносне звуження ψ, %	Питома густість αн Дж/м2	Твердість НВ
1270	980	10	50	6,9 · 10-5	217

Зміст легуючих елементів значно зміцнюють сталь. Сталі цього складу, обробляються задовільно. Цементація з послідовним гартуванням та низьким відпуском, підвищує межу витривалості та різко знижує чутливість до концентраторів напруження, що є слідством утворення в цементованій парі задовільних залишкових напружень стиснення.

Технічні вимоги по точності взаємного розташування поверхонь: торцеве биття поверхонь ø 155_-1/ø 127⁺¹ відносно отвору ø 112Н8 не більш 0,04 мм., допуск на радіальне биття зубчастого венця не повинен перевищувати 0,180 мм.

Основними конструктивними базами, які визначають положення деталі у складальній одиниці є шліцьовий отвір d – 10 х 112Н8 х 125А12 х 18В13 та торці шестерні ø 155_-1/ø 127⁺¹.

Ці поверхні можуть бути використані як технологічні бази.

Деталь шестерня є достатньо жорсткою, має зручні базові поверхні та не викликає особливих технологічних труднощів при обробці.

Простота конструктивних форм, жорсткість конструкції, надійність технологічних баз, жорсткість кріплення під обробку забезпечує стабільність та точність обробки. При цьому може використовуватися високопродуктивне обладнання та оснастка. Наприклад, для токарної обробки можуть бути використані верстати з ЧПУ.

Простота конструктивних елементів деталі дозволяє найбільш продуктивно та точно обробити поверхні деталі з застосуванням найбільш простих відносних рухів інструменту та заготовки прямолінійного поступового та обертального рухів.

На вільні поверхні, які не визначають експлуатаційних параметрів вузла, допуски призначені за 13-14 квалітетами, що дозволяє отримати задані розміри при чорновій та напівчистій обробці, тобто відповідає економічній точності. Найбільш відповідальні поверхні обмежені більш жорсткими допусками, які визначені умовами роботи деталі у складальній одиниці. Проте, вони не виходить за межі економічної точності при обробці шліфуванням.

Шорсткість вільних поверхонь визначена в основному декоративними вимогами та призначена не жорсткіше економічно обгрунтованої (Rz 80) по ГОСТ 25142-82.

Шорсткість технологічних, базових, основних конструктивних поверхонь призначена з урахуванням точності обробки рухомо-контактних поверхонь.

Шорсткість цих поверхонь конструктивно обґрунтована та цілком досягається шліфуванням.

Спряження поверхонь деталі різних класів точності та шорсткості не вимагають використання спеціальних різальних інструментів. Конфігурація деталі забезпечує можливість зручного підведення та відведення різального інструмента.

Це суттєво підвищує технологічність деталі та дозволяє застосувати стандартні різальні та вимірювальні інструменти і оснастку.

3.2 Вибір заготовки

3.3 Вибір технологічних баз

3.4 Розробка технологічного процесу

3.5 Розрахунок режимів різання і норм часу

Режими різання та норми часу розраховуються для операції № 005 Токарна з ЧПУ (чорнова).

Вихідні дані для розрахунку:

- верстат: 16К30Ф3;

- деталь: шестерня П2.15.151;

- матеріал деталі: сталь 25ХГТ ГОСТ 4543-71, σ_в = 1270 МПа, НВ = 217;

- шорсткість оброблених поверхонь: R_a = 12,5 мкм;

- пристосування: патрон пневматичний клиновий;

- різальний інструмент: різець контурний PDINR2525М15 Т5К10 с f=93, c ромбічною пластиною(E=55) з твердого сплаву (ТУ 2-035-892-82), сечение резца 25*25; різець розточний К.01.4982.000-00-02 Т5К10 с f=95, с ромбічною пластиною (E=80) з твердого сплаву (ТУ 2-035-1040-86).

- вимірювальний інструмент: штангенциркуль, калібр-пробка.

Визначаємо глибину різання під час обробки кожної поверхні за переходами:

перехід 1

обробка поверхні 3

t = L – l = 96,2 – 93,1 = 3.1 мм

обробка поверхні 2

t = L – l = 93,1 – 85,0 = 3,1 мм

обробка поверхні 1

t = (Д – д)/2 = (219,74 – 213,7)/2 = 3,02 мм

приймаємо: t₁ = 3,1 мм

перехід 2

обробка поверхні 4

t = (Д – д)/2 = (128 – 123,2)/2 = 2,4 мм

обробка поверхны

t = 3

приймаємо: t₂ = 3 мм.

Вибираємо подачу:

перехід 1

S₁ = 1,0 – 1,2 мм/об [7, к.1, с.36]

перехід 2

S₂ =1,2 – 1,4 мм/об [7, к.1, с.36]

Вибираємо швидкість різання:

перехід 1

V₁ = 58 м/хв [7, к.6, с.45]

перехід 2

V₂ = 58 м/хв [7, к.6, с.45]

Визначаємо частоту оберту шпинделя:

n = 1000 · V/π · Д

перехід 1

n₁ = 1000 · 58/3,14 · 219,74 = 26,8 хв^-1

перехід 2

n₂ = 1000 · 58/3,14 · 123,2= 149,9 хв^-1

приймаємо

n₁ = 50 хв^-1

n₂ = 125 хв^-1

Визначаємо дійсну швидкість різання:

V_д = π · Д · n/1000

перехід 1

V_д1 = 3,14 · 226,8 · 50/1000 = 35,6 м/хв

перехід 2

V_д2 = 3,14 · 127 · 125/1000 = 49,8 м/хв

Визначаємо хвилинну подачу:

S_хв = S · n

перехід 1

S_хв1 = 1,4 · 50 = 70 мм/хв

перехід 2

S_хв2 = 0,3 · 125 = 37,5 мм/хв

Вибираємо потужність, потрібну на різання:

перехід 1

N₁ = 4,9 кВт [7, к.7, с.48]

перехід 2

N₂ = 2,4 кВт [7, к.7, с.48]

При вибраних режимах різання, обробка дозволяється, тому що потрібна потужність набагато менша ніж потужність на шпинделі верстата.

N_шп = N_д · η = 22 · 0,85 = 18,7 кВт

Визначаємо основний час:

Т_о = (L / S_хв) · i

де L - довжина ходу інструменту;

i – число проходів;

S_хв – подача.

перехід 1

Т_о1 = (123 / 70) · 1 = 1,8 хв

перехід 2

Т_о2 = (125 / 37,5) · 1 = 3,3 хв

Т_о = 1,8 + 3,3 = 5,1 хв

Визначаємо допоміжний час на установку та зняття деталі

t_уст = 1,9 хв [8, к.2, с.24]

Машинно-допоміжний час:

- на швидке переміщення: 0,03 · 2 = 0,06хв. [9, т.12, с.605]

- установче – 0,10 · 3 = 0,30 хв. [9, т.12, с.605]

- установче (холосте) в зоні різання – 0,04 · 6 = 0,16 хв. [9, т.12, с.605]

- на поворот різцетримача – 0,02 · 4 = 0,08 хв.

t_м-д = 0,06 + 0,30 + 0,16 + 0,08 = 0,68 хв.

Допоміжний час на контрольні вимірювання:

- штангенциркулем – 0,43 · 5 = 2,15хв.

- калібром-скобою - 0,15 · 2 = 0,30хв

t_вим = 2,15 + 0,30 = 2,45хв.

Допоміжний час на контрольні вимірювання під час визначення допоміжного часу на операцію не враховуємо, тому що воно перекривається основним часом.

Т_д = t_уст + t_м-д = 1,9 + 0,68 = 2,58 хв.

Визначаємо штучний час на операцію:

Т_шт = (Т_о + Т_д) · (1 + t_обс/100)

де t_обс = час на обслуговування робочого місця, особисті потреби, t_обс = 10% Т_оп [9, т.12, с.605]

Т_шт = (5,1 + 2,58) · (1 + 10/100) = 8,45 хв

Визначаємо підготовче – заключний час на обробку партії деталей:

- на комплекс прийомів – 12 хв [9, т. 12,с. 606];

- на перехід з центрових робіт на патронні – 4,0 хв [9, т. 12,с. 606];

- на розточування кулачків – 5,0 хв [9, т. 12,с. 606];

- на установку одного різця – 1,0 хв [9, т. 12,с. 606].

T_п.з. = 12 + 4,0 + 5,0 + 1,0 · 2 = 23 хв

4 НАЛАГОДЖУВАЛЬНА ЧАСТИНА

4.1 Установка заготовки

4.2 Установка різальних інструментів

Для обробки шестерні П2.15.151 на токарному верстаті з ЧПУ моделі 16К30Ф3 під час виконання операції № 005 застосовується різальний інструмент: різець контурний PCLNR 3232 P16 Т5К10 ТУ 2 – 035 – 892 – 82.

Різальний інструмент до початку установки його на верстаті, підлягає вхідному контролю, а також перевірці його відповідності технологічній документації. Особлива увага приділяється якості швидкозмінної різальної пластини.

Для закріплення різця у різцетримачі застосовується спеціальна оправка. При установці різця варто забезпечити збіг вершин різця із лінією центрів верстата та виліт різця із оправки не більш півтори висоти державки різця.

Установлений у різцетримачі інструмент, необхідно прив’язати до нуля верстата. Для цього потрібно вивести супорт у фіксовану точку. Фіксована точка служить для прив’язки вимірювальної системи пристрою ЧПУ і базової поверхні верстата. Ця точка є проміжною нульовою точкою, до якої здійснюється розмірна прив’язка інструмента.

Вихід у фіксовану точку виконується окремо за кожною координатою при відсутності у робочій позиції різцетримача різального інструмента.

При натисканні клавіш “Ручное управление” та “Фиксированная точка станка” над ними засвітлюються світові діоди, а на першій строчці БОСІ висвітлюється надпис: “Ручное управление ФП”.

При натисканні клавіші “Пуск” починається рух за координатою X. По досягненні положення, яке визначено кінцевим вимикачем, рух за координатою X зупиняється і починається рух за координатою Z. При досягненні положення, яке також визначене кінцевим вимикачем, рух за координатою Z зупиняється. На четвертій і п’ятій строках БОСІ висвітлюються цифри, які характеризують координати положення супорта відносно нуля верстата.

Безпосередньо розмірна прив’язка різального інструмента до системи відліку верстата виконується у наступній послідовності:

- установити режим ручного керування;

- установити і закріпити заготовку;

- визвати інструмент у робочу позицію;

- увімкнути шпиндель верстата, задаючи число обертання;

- ввести величину робочої подачі;

- за допомогою рукоятки, прискорено підвести різець до деталі;

- на робочій подачі підрізати торець “як чисто”;

- відвести різець від деталі за координатою Х, не змінюючи положення за координатою Z;

- вимкнути обертання шпинделя перемикачем;

- установити режим “Полуавтоматическое введение констант” та записати за адресою Z значення, яке відповідає відстані від нуля деталі до вершини різця (Z_вим);

- при натисканні клавіші “Ввод по образцу” на екрані БОСІ висвітлюється номер інструмента і значення його вильоту за координатою Z;

• увімкнути обертання шпинделя та за допомогою рукоятки, на робочій подачі виконати обточування циліндричної частини заготовки на невеличку довжину;

• відвести інструмент за координатою Z, не змінюючи його положення за координатою Х та вимкнути обертання шпинделя;

• провести вимірювання діаметра обробленої частини заготовки та ввести величину за адресою Х;

• при натисканні клавіші “Ввод по образцу” на екрані БОСІ висвітлюється значення вильоту інструмента за координатою Х;

• натискання клавіші “Ввод” здійснює запис вильотів інструмента у пам’ять верстата.