Лабораторная работа по наладке токарного станка на обработку деталей

ОЗНАКОМЛЕНИЕ С ТОКАРНЫМ СТАНКОМ С ЧПУ.
НАЛАДКА СТАНКА НА ОБРАБОТКУ ДЕТАЛЕЙ.
1 ЦЕЛЬ РАБОТЫ
1.1 Изучить устройство и работу станка модели 16К20ФЗ Р132
1.2 Освоить наладку токарного станка на обработку деталей
1.3 Составить отчет о проделанной работе
2 СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
2.1 Ознакомиться с расположением, назначением и устройством основных частей и механизмов станка
2.2 Изучить органы управления станка
2.3 Ознакомиться с работой основных частей и механизмов
2.4 Изучить регулировку узлов и смазку станка
2.5 Получить представление о порядке и последовательности наладки станка
3 ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ПРЕДПОСЫЛКИ К РАБОТЕ
Станок 16К20Ф3 Р132 с ЧПУ 2Р22 предназначен для токарной обработки в замкнутом полуавтоматическом цикле деталей типа тел вращения со ступенчатым и криволинейным профилем, включая нарезание крепежных резьб.
Станок оснащен системой 2Р22 с вводом программы с клавиатуры. Станки применяются в единичном, мелкосерийном и серийном производстве. Класс точности станка – «П».
3.1 Краткие характеристики станка
Наибольший диаметр обрабатываемой заготовки, мм при установке над станком
при установке над суппортом
Наибольшая длина обработки, ммДиаметр отверстия в шпинделе, ммЧастота вращения шпинделя, об/мин
Первый диапазон
Второй диапазон
Третий диапазон
Пределы программируемых подач
продольных
поперечных
Максимальная и минимальная скорости работы подачи, мм/мин
продольная
поперченная
Скорость быстрых перемещений, мм/мин
продольных
поперечных
Дискретность перемещений, мм продольных
поперечных
Шаг нарезаемой резьбы, ммЧисло позиций револьверной головки
Предельные диаметры сверления
по чугуну
по стали 400
215
900
53
22,4-2240
22,4-315
63-900
160-2240
0,01-40
0,005-20
10-2000
5-1000
0,01-40
0,005-20
0,01
0,005
0,01-40,959
6
28
25
Характеристика СЧПУ 2Р22
Количество управляемых координат
Разрешающая способность по координатам
продольная
поперечная
Напряжение, ВСтабильность напряжения 2
0,001
0,001
380
15-10
Питание системы трехфазное, ток переменный
Система отcчета – абсолютная и относительная
Ввод данных с клавиатуры
3.2 Основные части станка (рис.1)
228600164465
Основание
Станина
Каретка
Опора левая винта продольного перемещения
5. Бабка шпиндельная
6. Привод продольного перемещения
7. Ограждение неподвижное
8. Привод датчика резьбонарезания9. Шкаф управления
10. Ограждение неподвижное
11. Головка автоматическая универсальная
12. Винтовая шариковая пара поперечного перемещения
13. Шкаф управления
14. Винтовая шариковая пара продольного перемещения
15. Бабка задняя
16. Опора продольного винта правая
17. Электрооборудование
18. Пульт управления
19. Блок ручного управления
20. Электромеханический привод пиноли задней бабки
23. Патрон механизированный с электромеханическим приводом
ХАРАКТЕРИСТИКА МЕХАНИЗМОВ СТАНКА
4.1Станина.
Станина станка имеет коробчатую форму П-образного профиля, закаленные шлифованные направляющие. На ней устанавливается шпиндельная бабка, каретка, привод продольной подачи, задняя бабка.
4.2 Механизм главного движения.
Станок имеет шпиндельную бабку с 3-мя диапазонами скоростей вращения с соотношениями 1,25: 1., 1: 2., 1,5: 5,5, переключаемых вручную. Шпиндель станка смонтирован в конических 2-х и однорядном подшипниках. Подшипники регулируются на заводе–изготовителе и не требуют регулировки в процессе эксплуатации.
Регулировка положения оси шпиндельной бабки на станке производится 2-мя винтами. Смазка шпиндельной бабки осуществляется от станции смазки смонтированной на основании станка.
В качестве привода главного движения используется двигатель постоянного тока.
Передача движения на 1 вал шпиндельной бабки осуществляется поликлиновым ремнем с передаточным отношением 1: 2.
4.3 Привод продольного перемещения.
Он осуществляется от электродвигателя постоянного тока с редуктором (1:1) с датчиком обратной связи. Выбор зазора в зубчатом зацеплении производится перемещением переходной плиты с электродвигателем с помощью поворота эксцентрика.
4.4 Привод поперечного перемещения.
От электродвигателя постоянного тока, редуктор (1:1).
Регулирование редуктора зубчатых передач такое же, что и в приводе продольной подачи.
4.5 Головка автоматическая универсальная.
Применяется 6-ти позиционная горизонтальная головка или 3 осевые инструмента.
Патрон.
На станке устанавливается 3-х кулачковый патрон 250 мм. Станок также может быть оснащен патроном с электромеханическим приводом.
5 УСТРОЙСТВО И РАБОТА ОСНОВНЫХ УЗЛОВ СТАНКА
5.1 Привод главного движения
В качестве привода главного движения используется электродвигатель М1 постоянного тока (рис. 3).
От электродвигателя М1 посредством ременной передачи (со шкивами диаметром 105 и 264 мм) вращение передается на вал 1 бабки, затем через зубчатые колеса z=48 и z=48 на вал 2.
Для получения первого диапазона частот вращения движения вала 2 через зубчатые колеса z=24 и z=66 на вал 4 и далее через зубчатые колеса z=30 и z=60 на вал 5 (шпиндель).
Для получения второго диапазона двойной блок зубчатых колес на шпинделе (вал 5) вводится в зацепление с колесом z=30 на валу 2, зубчатое колесо z=45 на валу 3 выводится из зацепления с колесом z=45 на валу 2.
Для получения третьего диапазона колесо z=48 на шпинделе вводится в зацепление с колесом z=60 на валу 2, а колесо z=45 на валу 3 выводится из зацепления с колесом z=45 на валу 2. Зубчатые колеса z=60 на валах 5 и 6 служат для вращения датчика ВЕ-178 резьбонарезания.
Зубчатое колесо z=60 на валу 5 разрезное и служит для выборки зазора в целях предотвращения отставания вращения шпинделя и датчика.
5.2 Шпиндельный узел (рис. 4)
Конструкция шпиндельного узла определяет эксплуатационные показатели станка, т.е. применяемые режимы резания, точность, производительность обработки. Корпус шпиндельной бабки 1 выполнен в виде жесткой чугунной отливки и надежно закреплен на станине. Зубчатые колеса 6 закалены и прошлифованы по профилю зубьев. Наиболее важной деталью шпиндельной бабки является шпиндель 5, непосредственно воспринимающий усилия резания.
Передней опорой служит двухрядный роликовый подшипник 4, а задней - однорядный роликовый подшипник 3.
Применение в опорах пружин 2, предназначенных для постоянной выборки зазоров в подшипниках способствует повышению жесткости и точности шпиндельного узла. Подшипники отрегулированы заводом-изготовителем.
5.3 Приводы подач
В качестве привода подач суппорта по оси х (поперечное перемещение) применяют (рис. 3) электродвигатель М2 (регулируемый высокомоментный двигатель постоянного тока) от которого вращение передается через зубчатые колеса z=40, z=40 на шариковую винт-гайку качения шагом Р=5мм.
Обратная связь по пути осуществляется фотоимпульсным датчиком ВЕ-178. Кинематическая цепь привода подач суппорта по оси z (продольное перемещение): электродвигатель М3, зубчатые передачи z=50, z=50, шариковая пара винт-гайка качения с шагом Р=10мм, датчик ВЕ-178.
Привод продольного перемещения суппорта (рис.5) включает в себя шариковую винтовую передачу (диаметр 63мм, шаг 10мм), опоры 2 винта, редуктор 1 (М=1:1), электродвигатель 6, датчик обратной связи 3, связанный с винтом посредством муфты 4.
5.4 Шестипозиционная револьверная головка
Поворот шестипозиционной револьверной головки (рис. 3) осуществляется от асинхронного электродвигателя М4, через зубчатые колеса z=20, z=62, червячные передачи z=1, z=38.
Шестипозиционную револьверную головку (рис. 6) с горизонтальной осью вращения устанавливают на поперечном суппорте.
В инструментальной головке крепят шесть резцовых вставок или 3 инструментальных блока. Инструментальную съемную головку монтируют на выходном валу 5 и жестко соединяют с подвижным элементом 6 плоскозубчатой муфты.
Кольцо 4 крепится к подвижному элементу 6 винтами и центрирует его. Поворот происходит: от электродвигателя 2. Через цилиндрическую зубчатую пару и червячную передачу вращение передается на полый вал 7, на торце которого справа имеется кулачковая полумуфта.
Кулачки последней входят в зацепление с такой же полумуфтой 8, связанной с валом 5 штифтом. Под действием пружины вал 5 и револьверная головка перемещается влево.
Элементы 3 и 6 плоскозубчатой муфты расцепляются и происходит поворот головки в нужную позицию, что контролируется электрическим датчиком 10, затем осуществляется реверс электродвигателя, полый вал 7 с полумуфтой вращаются в противоположную сторону.
Вал 5 и револьверная головка при этом не вращаются, т. к. удерживаются от поворота фиксатором (на рисунке не показан).
Полумуфты 7 и 8 расцепляются, вал 5 и револьверная головка перемещаются вправо, сжимая пружину, элементы плоскозубчатой муфты фиксируют револьверную головку.
Сигнал зажима от конечного выключателя 9 подается на пульт управления, электродвигатель поворота отключается и начинается цикл обработки.
Для ручного поворота револьверной головки (при наладке) на валу 1 предусмотрена шестигранная головка под ключ.
5.5 Патрон с гидромеханическим приводом
Станок оснащен трехкулачковым патроном с гидромеханическим приводом зажима обрабатываемых деталей (рис. 7).
Кулачки 3 патрона перемещаются в радиальном направлении в результате поступательного движения толкателя 4, связанного с тягой 5, которая через пакет тарельчатых пружин 6 связана с тягой 7. Последняя соединена с винтом-штоком 8 с электромеханической головкой 1, представляющей собой специальный асинхронный электродвигатель, в якорь которого встроена гайка. При вращении якоря винт-шток 8 перемещается в продольном направлении, приводя в движение тягу 7.
Чем больше величина перемещения этой тяги, тем больше сила сжатия пакета пружин и усилие зажима детали. Это усилие можно отрегулировать перемещением бесконтактных путевых переключателей 2.
РЕГУЛИРОВКА ОСНОВНЫХ УЗЛОВ
6.1 Регулирование положения путевых кулачков на продольной и поперечной линейках (рис. 11)
На каждой линейке предусмотрены два паза для установки кулачков аварийного отключения станка. Кулачки воздействуют на блоки путевых электропереключателей, смонтированные на суппортной группе станка. Кулачки 1 аварийного отключения подачи воздействуют на штоки блока конечных выключателей за 5-8 мм до кулачков 2 аварийного отключения станка, а эти кулачки за 5-8 мм до крайних положений поперечного суппорта и упора каретки в корпус задней бабки и резцов в кулачки патрона. По команде кулачков аварийного выключения станка электросхема выключается. Кулачки 3 дают предварительное замедление скорости перемещения при выходе каретки и суппорта в фиксированное положение, а кулачки 4 – фиксированное положение. Такая же регулировка кулачков для продольного перемещения.
1

6.2 Регулирование натяга в передаче винт-гайка качения (рис. 12)
На станке установлены шариковые пары продольного и поперечного перемещений.
Регулирование натяга производится поворотом полугаек 2,3 (число впадин на полугайке 2-57, на полугайке 3-58). Поворот полугаек на одну впадину приводит к осевому смещению на 1-1,2 мкм.
В случае необходимости регулирование натяга следует производить в следующем порядке:
отвернуть винты 8 и снять крышки 4;
отжать фиксирующие штифты 6 в корпусе 1, сжав пружины 7;
повернуть полугайки 2 и 3 на необходимое количество впадин в нужную сторону до входа штифтов 6 в соответствующие впадины на полугайках;
закрепить крышки 4 винтами 8.
7 ПНЕВМОСИСТЕМА И СМАЗОЧНАЯ СИСТЕМА
7.1 ПневмосистемаПневмооборудование служит для создания воздушной подушки, облегчающей перемещение задней бабки по станине и предотвращающей износ направляющих. Подача воздуха на направляющие производится при нажатии кулачка, укрепленного на рукоятке, на толкатель клапана.
7.2 Смазочная система
Правильная и регулярная смазка станка имеет важнейшее значение для нормальной его эксплуатации и продления срока его работы. При подготовке станка к пуску заполнить резервуары смазки до уровня указателя масла и смазать указанные в карте смазки механизмы. Первую замену масла произвести через один месяц после пуска станка, вторую – через три месяца.
7.2.1 Описание системы смазки шпиндельной бабки (рис. 13.В станке применяют автоматическую систему смазки шпиндельной бабки. Шестерённый насос 1 подаёт масло через сетчатый фильтр 5 к подшипникам и зубчатым колёсам. Для контроля работы насоса применяется дополнительное реле 13. При наличии потока масла реле даёт команду о готовности к работе главного привода. Визуальный контроль смазки – маслоуказатель 10, это вращающийся диск.
7.2.2 Описание системы смазки направляющих каретки и станины
Применяется автоматическая смазка направляющих каретки и станины от станции смазки, установленой на основании станины. Асинхронный электродвигатель М5 (рис.3) приводит во вращение шестеренный насос ВГ-11-11А, осуществляющий централизованную смазку станка. При включении насоса станции масло подаётся под давлением в 1-2 атм. Давление регулируется подпорным клапаном. Величина давления контролируется манометром. Включение насоса происходит при включении станка и дальше по команде от электроавтомата станка с интервалом 45 мин. Смазка остальных точек станка производится вручную.
8 КРАТКИЕ УКАЗАНИЯ ПО НАЛАДКЕ СТАНКА
В начале смены проверяют основные функции, выполняемые станком.
Подбирают, согласно карте наладки, режущий инструмент и оснастку для крепления обрабатываемой детали. Проверяют состояние инструмента.
Устанавливают инструмент в соответствующие позиции револьверной головки, указывающиеся в карте наладки.
Налаживают кулачки, ограничивающие перемещение суппорта и его нулевое положение.
Вводят УП с пульта УЧПУ с бланка.
Закрепляют обрабатываемую деталь согласно карте наладки.
Производят размерную наладку инструмента.
Обрабатывают детали по УП, определяют размеры.
При обработке первой детали следят за процессом резания, при необходимости вводят коррекцию режимов резания.
10 СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЕТА
10.1 Название работы
10.2 Цель работы
10.3 Эскиз общего вида станка с ЧПУ с обозначением основных частей
10.4 Составить эскиз, обозначить и кратко описать пульт управления токарного станка
10.5 Описать конструкцию, регулировку узла (по указанию преподавателя) уравнение кинематической цепи привода подач
10.6 Написать уравнение кинематической цепи главного движения
10.7 Описать наладку токарного станка
11 КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
11.1 Показать на станке реальные внутренние и внешние кинематические связи, звено соединения этих связей и органы настройки группы движения формообразования.
11.2 Конструктивные особенности станка с ЧПУ.
11.3 Регулировка пары винт-гайка привода поперечных подач.
11.4 Поворот револьверной головки.
11.5 Конструкция шпиндельного узла.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
Металлорежущие станки: Учебник в 2-х томах./ Под. ред. В.В.Бушуева._М.: Высш. Шк., 2007.-166., ил. (1экз.)
Компоновки металлорежущих станков: учебное пособие / Аверьянов О.И., Аверьянова И.О.,Толмачев С.А. –М.: МГИУ, 2007.-168с. (1экз.)
Станочное оборудование автоматизированного производства. Том 1. под ред. Пуша В.В., 1993, «Станкин».
Острецов Г.А. Методическое руководство к выполнению лабораторных работ по курсу металлорежущих станков. «Станкин», 1981.
Федотенюк А.А. Кинематическая структура металлорежущих станков. Машиностроение 1970.
С.А.Головтеев. Лабораторный практикум по курсу «Металлорежущие станки». Высшая школа, 1991.


Рис. 4- Шпиндельная бабка (развертка)

Рис. 5- Привод продольного перемещения суппорта

Рис. 6- Шестипозиционная револьверная головка

Рис. 7- Трехкулачковый патрон с электромеханическим приводом зажима детали