Билет №1

1. Определить передаточные отношения дифференциала в станке мод. 262А и обосновать, исходя из необходимости обеспечения требуемых кинематических связей, что именно такими они должны быть. Какими должны были бы быть эти передаточные отношения, если вместо колёс со 100 и 40 зубьями были бы установлены колёса с __ и __ зубьями соответственно? (стр. 106-107)

2. Устройство и работа старт-стопных муфт автомата 1136 (токарно-револьверный станок)

1.

2. Старт-стопные (п-оборотные) муфты ВВ и механизм их периодического срабатывания (на примере муфты М7 включения поворота револьверной головки) (см. рис. 13.7) стр.131-132

Полумуфта 2 закреплена на ВВ. На полумуфте 3 ступени 4 и 5 образуют фигурный паз, в который входит выводящий палец 9 рычага 10. При взаимодействии одного из трёх выступов ступени 5 с пальцем 9 полумуфта 3 отводится вправо, расцепляясь с полумуфтой 2. При выводе пальца 9 из фи­гурного паза пружина 8 перемешает полумуфту 3 влево до соединения обоих полумуфт. В расцеп­ленном положении фиксация полумуфты 3 производится подпружиненным стопором 11, заскакиваю­щим в одну из трёх канавок на ступени 4.

Команды на включение муфты поступают с РВ. Для этой цели на РВ закреплен барабан 15 с переставными кулачками-ригелями 14.

При вращении РВ очередной кулачок 14 в требуемый момент цикла поднимает правое плечо рычага 10, при этом находящийся на левом плече рычага выводящий палец 9 опускается, освобождая полумуфту 3, которая смещается пружиной 8 влево, муфта включается и колесо Z=57 передаёт дви­жение колесу 2=76.

Переключение револьверной головки происходит за один оборот колеса Z=76. Для этого колeco Z—57 должно сделать 76/57=4/3 оборота и остановиться, т.е. полумуфта через 4/3 оборота должна остановиться. Для обеспечения такого останова фигурный паз имеет три выступа, а рычаг 10 - от­росток с упором 12. Упор взаимодействует со срезанным диском 13, закрепленным на оси колеса Z=76. Срез диска 13 позволяет пальцу 9 западать в фигурный паз только после примерно 3/4 оборота диска. При этом муфта совершает (3/4)(76/57)=1 оборот.

На следующей 1/3 оборота муфты происходит взаимодействие выступа фигурного паза с пальцем 9, смещение полумуфты 3 вправо и отключение старт-стопной муфты.

Таким образом, каждое переключение револьверной головки совершается за 4/3 оборота ВВ.

Билет №2

1. Записать настроечную формулу и произвести расчёт настройки привода главного движения станка мод.5К32 на обработку со скоростью v=__ фрезой диаметра D=__ (числа зубьев сменных колес: 20,23,27,31,36,41,46,51,56,60,64,67; сумма чисел зубьев пары колес должна быть равна 87

2. Цикл работы автомата мод. 1А240-6. Чем включается и (или) под действием чего происходит каждый ход в цикле

1.Цепь главного движения (вращение фрезы) (рис.11.9).

2. Кинематика и работа шестишпиндельного автомата модели 1А240-6 (см. рис 13.15):

Возможная циклограмма работы шестишпиндельного автомата показана на рис.13.14. РВ вращается в цикле последовательно с двумя скоростями (автоматизированные станки II группы).

При быстром повороте РВ (215°) совершаются холостые ходы (отводы, остановки в исходных положениях и подводы суппортов; расфиксация, поворот и фиксация шпиндельного блока; подвод упора, перемещение и зажим прутка в VI позиции, отвод упора; при медленном – ведётся обработка прутков в позициях.

13.2.3  Кинематика и работа шестишпиндельного автомата модели 1А240-6 (см. рис 13.15):

1) Привод вращения шпинделей с прутками (об/мин):

Вращение на все шпиндели передается через центральный вал.

2) Привод распределительного вала. Вращение РВ происходит:

- медленно (145°) при включении электромагнитной муфты М1;

- быстро (215°) при включении муфты М2;

- в наладочном режиме – от отдельного электродвигателя при включении муфты М4. Тормозная муфта М3 введена для быстрого останова РВ после отключения наладочного вращения;

а) рабочее (медленное) вращение РВ: ,

где n_р – число оборотов, совершаемых шпинделем за время обработки изделия на лимитирующей позиции;

б) быстрое вращение:

в) наладочное вращение:

РВ несет на себе ряд кулачков и управляет:

-перемещением и зажимом прутка материала (кулачок "а");

-фиксацией шпиндельного блока (кулачок "б");

-приводом нижних и средних суппортов (кулачки "в", "г", "д" и "е");

-подводом откидного упора (кулачок "ж");

-приводом независимой подачи скользящих державок (кулачок "л");

-приводом продольного суппорта (кулачок "н").

Кроме того РВ через шестерни:

- 52, 52 (i=1) приводит кулачок "и", осуществляющий перемещение верхних суппортов;

- 60, 24, 16, 40 (i=1) приводит два циклоуказателя (ЦУ);

- 54, 65, 54, 35, 54 (i=1) приводит командоаппарат (КА), осуществляющий включение рабочего и быстрого вращения РВ, реверс инструментальных шпинделей, выполнение других командных и блокировочных функций.

Каждая позиция обслуживается отдельным поперечным суппортом. Движение суппортам передается от соответствующих кулачков РВ через рычаги (или ползуны) и поворотные копиры. Изменение длин рабочих ходов достигается при изменении положения пазов на копирах.

Все позиции обслуживаются одним продольным суппортом, приводимым от кулачка "н" через два стержня, кулису, тягу, двуплечий рычаг и штангу, соединенную с ползуном суппорта. Стержни связывают:

- нижний – кривую кулачка для быстрого хода с осью поворота кулисы,

- верхний – кривую рабочего хода с пазом кулисы (через кулисный камень).

При работе стержни перемещаются поочерёдно. Тяга рычага связана с кулисой посредством переставного камня. При установке камня в самом нижнем положении длина холостого хода будет наибольшей, а рабочего – наименьшей, в верхнем – наоборот.

На продольном суппорте в позициях с III по VI могут быть установлены скользящие державки с независимыми от продольного суппорта приводами продольных перемещений (от кулачка "л"). В этих же и во II позиции продольного суппорта могут быть установлены инструментальные шпиндели для производства сверления, развёртывания, резьбонарезания. Вращение на них передается приводными втулками с шестернями или С, или Т, или 43 соответственно.

Шпиндели инструментальный и изделия вращаются в противоположных направлениях при сверлении и в одном – при развёртывании и нарезании резьб. При нарезании правой резьбы инструментальный шпиндель отстает от шпинделя изделия, при свинчивании – опережает; при нарезании левой резьбы – наоборот.

В каждом шпинделе смонтированы подающие и зажимные цанговые механизмы для прутков. Привод этих механизмов – один. Он находится в VI позиции, где и осуществляется перемещение прутка после отрезки детали до откидного упора и зажим его.

3) Приводы инструментальных шпинделей (об/мин):

а) сверлильного: ,

б) для развертывания: ,

в) резьбонарезного, для нарезания правых резьб и свинчивании после нарезания левых, включена муфта М5:

г) резьбонарезного, при нарезании левых резьб и свинчивании после нарезания правых, включена муфта М6:

4) Поворот шпиндельного блока:

Поворот шпиндельного блока производится мальтийским механизмом с i=1/4. Вместе со шпиндельным блоком поворачиваются направляющие трубы .

5) Привод шнекового стружкоуборочного транспортера (об/мин): .

Билет №3

1. Записать настроечную формулу и произвести расчет настройки цепи обкатки станка модели 5К32 на обработку шестерни с числом зубьев Z=_ фрезой с числом заходов K=_ (для справки: i_диф=1; e/f=1; числа зубьев сменных колес: 24,25,25,30,35, 37,40,41,43,45,47,48,50,53,55,58,59,60,61,62,65,67,70,71,73,75,79,80,83,85,89,90,92,95,98,100; можно подбирать четыре колеса, но предпочтительнее – два /первое и последнее в гитаре и какое-либо паразитное/; условия сцепляемости /…+...≥...+20/ должны выдерживаться)

2. Особенности кинематических схем станков с ЧПУ. Сравнение кинематических схем станков 262А и ИР-500МФ4.

1. Цепь обкатки: .

2. Особенности устройства станков с чпу

2.1 Переход в станках с ЧПУ выявил возможность принципиального изменения конструкции собственно станка. К таким изменениям относятся:

• полная автономность кинематических цепей приводов перемещений всех рабочих органов станка, при этом связь между перемещениями по координатам осуществляется только через программу;

• упрощение кинематических, схем приводов подач;

• простое осуществление через числовую программу сложного во времени и точного по положению взаимодействия практически неограниченного числа координат перемещений и вспомога­тельных механизмов;

• введение автоматической смены инструментов, шпиндельных коробок, обрабатываемых заготовок;

-простое построение станка по компоновке, обеспечивающей наиболее рациональное(по производительности, стоимости и т.п.) его использование при обработке данного класса деталей на основе использования нормализованных узлов и конструктивных модулей.

Кинематика станка модели 262А

Кинематическая схема станка представлена на рис. 7.7.

1) Цепь вращения шпинделя: n_двn_шп (М1)

2) Цепь вращения планшайбы: n_дв n_пл (М1)

3) Цепь осевой подачи шпинделя. 1 об.шпS_о (М2)

4) Цепь винторезной подачи шпинделя: 1 об.шпS_винт (М2)

5) Цепи подач стола: 1 об.шпS (S_п); 1 об.плS' (S'_п)

а) продольные подачи (М5, М6)

б) поперечные подачи (М6, 33)

6) Цепи вертикальной подачи шпиндельной бабки и синхронного перемещения люнета: 1 об.шпS_в; 1 об.плS'_в (М5, М6)

7) Цепь радиальной подачи суппорта планшайбы: 1 об.плS_р (М3); i_диф=3/5

_{Станок ИР-500МФ4}

1) Привод шпинделя осуществляется от регулируемого электродвигателя М1 (см. рис. 16.16) через двухступенчатую коробку скоростей (диапазонов):

при этом обеспечиваются следующие диапазоны частот вращения шпинделя:

- при постоянном моменте М_кр = 700 Н^.м

- при постоянной мощности N= 14 кВт

2) Приводы продольных подач и перемещений стойки; вертикальных подач и перемещений шпиндельной бабки; поперечных подач и перемещений стола являются одинаковыми и осуществляются от высокомоментных электродвигателей М2, М3, М4 через шариковинтовые пары шага 10 мм.

3) Привод поворота стола осуществляется от высокомоментного электродвигателя М5 через червячную пару 1:72.

4) Привод поворота инструментального магазина осуществляется от высокомоментного электродвигателя М6 через цилиндрическую пару внутреннего зацепления 38:570.

5) Назначение гидроцилиндров:

Ц1 - переключение ступеней коробки скоростей;

Ц2 - разжим оправки инструмента;

Ц3 - фиксация шпинделя в определенном положении;

Ц4 - выдвижение руки манипулятора;

Ц5 - вертикальное перемещение манипулятора;

Ц6 - поворот руки манипулятора;

Ц7 - фиксация положения инструментального магазина;

Ц8 - уравновешивание шпиндельной бабки;

Ц9 - подъём стола перед поворотом;

Ц10 - зажим спутника на столе;

Ц11, Ц12 - перемещение спутников;

Ц13, Ц14 - поворот двухпозиционной платформы смены спутников.

Билет №4

1. Записать настроечную формулу и произвести расчёт настройки цепи обкатки станка мод. 5К32 на обработку шестерни с числом зубьев Z=__ фрезой с числом заходов К=__ (для справки: …)

2. Сравнительный анализ токарных автоматов: фасонно-отрезных (прутковых и бунтовых), продольного точения.

1. Цепь обкатки: .

2. Токарные одношпиндельные автоматы

Фасонно-отрезные автоматы (ФОА) предназначены для изготовления из прутка материала или бунта проволоки простых по форме коротких деталей малого диаметра.

2.1.1  На прутковых ФОА пруток 1 (см. рис. 13.1) закрепляется во вращающемся шпинделе 2 и обрабатывается с поперечной подачи фасонными и отрезными резцами, установленными в двух-четырёх суппортах 3. Суппорты работают почти одновременно. Для получения детали заданной длины станок снабжён откидным упором 4, автоматически устанавливающимся по оси шпинделя после окончания цикла. Некоторые модели ФОА имеют продольный суппорт, перемещающийся вдоль оси шпинделя и предназначенный для сверления отверстий.

Цикл работы автомата следующий:

1) Подвод упора в рабочее положение; 2) Разжим прутка; 3) Продвижение прутка до упора; 4) Зажим прутка;

5) Отвод упора; 6) Быстрый подвод суппортов; 7) Обработка детали и отрезка; 8) Быстрый отвод суппортов.

Циклом управляет распределительный вал и по принципу осуществления холостых ходов станок относится к автоматам I группы (см. п. 4.4).

2.1.2  На бунтовых ФОА (см. рис. 13.2,а) бунт проволоки 1 устанавливается на специальной стойке 2. Проволока, сматываемая с бунта, закрепляется зажимами 6 и 9, находящимися соответственно в шпиндельной 5 и задней 10 бабках, и не вращается. Главное движение сообщается резцам, установленным на двух суппортах 8 резцовой головки 7. Суппортам же сообщается и движение подачи – радиальное перемещение по головке 7. В процессе обработки каретка 3 механизма правки и продвижения проволоки перемещается по станине 4 справа налево. В результате производится правка проволоки. После окончания обработки детали и её отрезки зажимные устройства 6 и 9 освобождают проволоку. Каретка 3 перемещается слева направо, производя при этом быстрое продвижение проволоки на следующую деталь и выталкивая готовую деталь из зажима 9. Схема обработки изделия на бунтовом автомате представлена на рис. 13.2,б.

Цикл работы следующий:

1) Разжим зажимных устройств; 2) Продвижение проволоки и выталкивание готовой детали; 3) Зажим проволоки;

4) Подвод резцов; 5) Точение детали и отрезка; 6) Быстрый отвод суппортов.

Все рабочие и холостые ходы в ФОА осуществляются от распределительного вала с кулачками (автоматы I группы – см. п. 4.4). Эти автоматы в отличие от прутковых работают почти бесшумно. Кроме того, торец детали получается весьма чистым и без грата.

2.2.1 На автоматах продольного точения (АПТ) изготовляются длинные и тонкие детали. В качестве заготовок используется прутковый материал круглого, шестигранного или квадратного сечения.

АПТ обладают большой производительностью и обеспечивают высокую точность и чистоту обработанной поверхности, недостижимые на других автоматизированных токарных станках. Кроме того, АПТ практически допускают отсутствие припусков на обработку наибольшего диаметра изделия, так как пруток, как правило, берётся точно соответствующим этому диаметру; все цилиндрические поверхности изделия будут соосно расположены, т.к. наружная поверхность прутка является базой обработки.

Кроме токарной обработки на АПТ при оснащении их дополнительными приспособлениями производится сверление центральных отверстий, нарезание резьб, фрезерование шлицев на торцах деталей после отрезки. Выпускаются модификации автоматов с остановкой и фиксацией шпинделя, позволяющие производить боковое сверление и фрезерование.

АПТ могут оснащаться прутковым магазином с механизмом, производящим выталкивание остатка прутка и загрузку нового прутка материала.

Билет №5

1. Записать настроечную формулу и произвести расчёт настройки цепи дополнительного вращения заготовки на станке мод. 5К32 для обработки фрезой с числом заходов К=_ косозубой шестерни с числом зубьев Z=_ и шагом винтовой линии Т=_; принять к сведению, что в цепи обкатки установлены сменные колёса __ (для справки: i_диф=1; e/f=1; числа зубьев сменных колес указанных гитар: 24,25,25,30,35, 37,40,41,43,45,47,48,50,53,55,58,59,60,61,62,65,67,70,71,73,75,79,80,83,85,89, 90,92, 95,98,100; можно подбирать четыре колеса, но предпочтительнее – два /первое и последнее в гитаре и какое-либо паразитное/; условия сцепляемости /…+...≥...+20/ должны выдерживаться)

2. Конструктивные решения переналаживаемых агрегатных станков

1. Цепь дополнительного вращения заготовки для компенсации погрешностей из-за осевого перемещения фрезы: t_s мм перемещения пиноли шпинделя  1/Z об. заготовки ±Δ, где t_s – осевой шаг зацепления: фреза- заготовка нарезаемого червячного колеса

здесь Т_шк – шаг винтовых зубьев шпиндельного колеса 68.

Цепь продольной подачи: 1 об.загS_п

Цепь главного движения (вращения фрезы): n_двn_ф

Цепь обката или деления (вращение заготовки, строго увязанное с вращением фрезы):

1 об.фK/Z оборотов заготовки (К – число заходов фрезы; Z – число нарезаемых зубьев)

2. Для эффективного использования в серийном производстве выпускаются переналаживаемые агрегатные станки.

На одном из таких станков, оснащённом набором многошпиндельных инструментальных головок (рис. 14.2) легко осуществим переход на обработку других деталей, если, например, каждая головка 4 настроена на обработку определенной детали. Подобные станки экономически эффективны при числе переналадок до 10-12 в месяц. При большем числе переналадок целесообразны агрегатные станки с ЧПУ и автоматической сменой инструмента.

На станке с ЧПУ силовая головка 1 оснащена инструментальным магазином 2 и манипулятором 3 (рис. 14.3). Во время обработки детали очередным инструментом, закрепленном в шпинделе 4, инструментальный магазин медленно поворачивается для поиска следующего по программе инструмента и подвода этого инструмента в позицию, ближайшую к шпинделю. Манипулятор с двумя выдвижными захватами осуществляет замену инструмента после завершения очередного перехода обработки.Имеются модели многоинструментных агрегатных станков с ЧПУ, в которых осуществляется автоматическая смена шпиндельных коробок. Такие станки обладают универсальностью одноинструментных многооперационных станков (так называемых обрабатывающих центров) и производительностью многоинструментных специальных. Возможная компоновка такого станка показана на рис. 14.4. Для настройки станка следует заложить соответствующую программу в устройство ЧПУ, установить зажимное приспособление на стол 5 и загрузить в магазин 9 необходимый комплект шпиндельных коробок. Последнее производится с помощью загрузочного устройства 11, имеющего поворотную платформу и подъёмную каретку, перемещающуюся по стойке устройства. При работе станка требуемая шпиндельная коробка подводится магазином 9 в позицию, где её захватывает перегружатель 8 и подводит в зону действия манипулятора 6. Манипулятор производит смену шпиндельной коробки на силовой головке, а перегружатель устанавливает отработавшую коробку в магазин. При смене коробок заготовке вместе со столами 4 и 5 сообщается необходимое поперечное и угловое перемещение.

Билет № 6.

В1. Настройка станка 5К32 на нарезание прямозубой цилиндрической шестерни. Вывести настроечные формулы кинематических цепей.

Настройка на нарезание прямозубых цилиндрических колёс (рис. 11.3):

 - угол подъёма винтовой линии фрезы.

Движения:

- главное (вращение фрезы)- цепь 1;

- обката (деления – вращение заготовки, строго согласованное с вращением фрезы)- цепь2;

- продольная подача (перемещение фрезы параллельно оси заготовки)- цепь 3;

Уравнения кинематического баланса цепей станка модели 5К32 (см. рис. 11.9) следующие:

1. Цепь главного движения (вращения фрезы): n_дв. n_ф.

2. Цепь обката или деления (вращение заготовки, строго увязанное с вращением фрезы):

1 об. ф. К/Z оборотов заготовки (К - число заходов фрезы; Z - число нарезаемых зубьев.

3. Цепь продольной подачи: 1об.заг. S_п.:

Корпус (водило) дифференциала, находящегося в цепи 2, неподвижен и дифференциал работает как обычная коническая передача. Поэтому

В цепи 2: , если тогда и, если

Если фреза левозаходная, то колёса e (цепь 2) и a₂ (цепь 3) устанавливаются на другие валы (показано на рис.11.9 пунктиром).

В2. Назначение, формообразующие движения и основные узлы сверлильных станков: вертикальных, радиальных, для глубокого сверления.

Станки сверлильной группы предназначены для получения и обработки отверстий.

Станки выпускаются как в универсальном, так и в специализированном исполнениях. Из уни­версальных достаточно распространены сверлильные станки: настольные; вертикальные; радиаль­ные; для глубокого сверления.

Выпускается также станки с револьверной головкой, координатным столом и программным управлением.

К специализированным относятся вертикальные резьбонарезные станки, гайконарезные авто­маты, центровальные станки и фрезерно-центровальные полуавтоматы и автоматы.

Вертикально-сверлильные станки

Вертикально-сверлильные станки предназначены для получения сквозных и глухих отверстий в сплошном материале, для рассверливания, зенкерования и развертывания отверстий, для нарезания внутренних резьб мётчиками, для обработки торцевых выступов и углублений под головки винтов, заклепок. Применяя специальные инструменты и приспособления, на станках можно растачивать от­верстия, вырезать отверстия большого диаметра в листовом материале (т.н. "трепанирование") и т.д.

Основные размеры сверлильных станков:

- наибольший диаметр сверления в стали средней твердости (сг_в=500-600 МПа);

- номер конуса отверстия шпинделя;

- вылет оси шпинделя (расстояние от оси шпинделя до направляющих колонны);

- наименьшие и наибольшие расстояния от торца шпинделя до поверхности стола и основания.

Большинство станков имеют компоновки "Кронштейн" или "Агрегат" (рис. 7.1). В первом случае приводы главного движения и подачи являются отдельными узлами, во втором - они находят­ся в едином узле.

Основные узлы станка, имеющего компоновку "Агрегат" (см. рис. 7.1,б), следующие: А - основание; Б - колонна; В - стол; Г — шпиндельный узел; Ж - сверлильная головка.

Примером станка с компоновкой "Агрегат" является станок модели 2Н125 (см. рис. 7.2.).

Для установки инструмента в шпинделе сверлильного станка имеется коническое глухое от­верстие. Инструменты с цилиндрическим хвостовиком устанавливаются в шпиндель с помощью па­тронов, а с коническим — через переходные втулки (рис. 7.3).

Радиально-сверлильные станки

Радиально-сверлильные станки применяются для обработки отверстий в деталях тяжёлых, или относительно больших габаритов, или неудобных для установки на вертикально-сверлильных станках, а так же для сверления отверстий, сравнительно далеко расположенных друг от друга на об­рабатываемой детали. Совмещение оси отверстия заготовки с осью шпинделя достигается перемеще­нием шпинделя в полярных координатах.

Наиболее распространённые исполнения радиально-сверлильных станков: настенные; ради­альные на колонне (основной тип); без подъема траверсы — для изделий с мало различающейся высо­той (или толщиной); универсальные - с поворотом шпиндельной бабки и траверсы около горизон­тальных взаимно перпендикулярных осей — для сверления отверстий с любым направлением оси; пе­реносные и самоходные - для крупных и тяжелых изделий.

Основные узлы радиально-сверлильного станка на колонне (рис. 7.4) следующие:

А — основание (фундаментная плита); Б — неподвижная колонна; В — поворотная колонна; Г — рукав (траверса); Д - механизм подъема рукава; Е - сверлильная (шпиндельная) головка; Ж - шпин­дельный узел; И — стол.

Стол предназначен для закрепления на нем обрабатываемых деталей. Однако громоздкие де­тали могут устанавливаться на основании, стол в таком случае может быть снят.

Движения в станках:

главное - вращение шпинделя с инструментом;

подача — осевое перемещение шпинделя с инструментом;

установочные - вертикальное перемещение рукава по колонне, радиальное перемещение го­ловки по рукаву, поворот рукава вместе с поворотной колонной относительно неподвижной колонны.

Станки для сверления глубоких отверстий

Отверстия длиной более 10 диаметров называют глубокими. При сверлении таких отверстий возникают следующие затруднения:

а) увод оси отверстия;

б) плохой подвод охлаждающей жидкости;

в) плохой отвод стружки.

Указанное обусловило создание особых станков и инструментов для глубокого сверления. Станки бывают вертикальными и горизонтальными. Последние распространены больше.

Главное движение на станках - вращение заготовки. Она закрепляется в патроне шпинделя бабки изделия и поддерживается люнетами.

Осевая подача сообщается сверлу, установленному на стебле (шпинделе) стеблевой бабки. Стебель поддерживается люнетом. Через стебель сверла (или зазор между стенкой обрабатываемого отверстия и сверлом) подаётся под давлением смазочно-охлаждающая жидкость, которая вымывает стружку из зоны резания. Отработанная жидкость со стружкой выходит через зазор между стенкой отверстия и сверлом (или через стебель сверла).

Билет №7.

В1. Один из инструментов продольного суппорта автомата мод. 1136 совершает рабочий ход длиною ( см. стр.129-132)?

В2. Назначение, формообразующие движения, основные узлы и работа строгальных, долбёжных и протяжных станков:

Строгальные и долбёжные станки.

Эти станки предназначены для обработки плоскостей и фасонных линейчатых поверхностей резцами. Строгальные станки делят на поперечные и продольные.

На поперечно-строгальных станках резец устанавливается на суппорте ползуна и ему сооб­щается горизонтальное возвратно-поступательное перемещение - главное движение. Деталь устанав­ливается на столе, который может получать поперечное прерывистое перемещение - поперечную по­дачу. При необходимости обработки поверхностей с вертикальной подачей вертикальное прерыви­стое перемещение сообщается суппорту с резцом.

На рис. 8.1 показана компоновочная схема одной из моделей поперечно-строгального станка и возможности обработки на станке при изменении положения суппорта и при использовании раз­личных резцов, а на рис. 8.2 — кинематическая схема типичного представителя поперечно-строгальных станков.

Продольно-строгальные станки предназначены для обработки крупногабаритных и тяжёлых деталей типа станин, стоек, корпусов, рам и т.д.

Станки выпускаются одно- и двухстоечными (рис. 8.3) с наибольшей длиной и шириной стро­гания соответственно до 2500-15000 и 630-5000 мм.

Главным движением на станках является возвратно-поступательное перемещение горизон­тального стола с заготовкой, подачей - прерывистое перемещение суппортов с резцами: вертикаль­ное, горизонтальное или под углом.

На долбёжных станках (рис. 8.4) возможна обработка шпоночных пазов, канавок, граней в цилиндрических и конических отверстиях. Главное движение на станках - вертикальное или под не­большим углом к вертикали возвратно-поступательное перемещение долбяка (ползуна) с инструмен­том, подача - прерывистое поперечное, продольное или круговое движение стола с заготовкой.

Станки выпускаются с наибольшим кодом долбяка до 100-1400 мм и диаметром стола до 240-1600мм.

Протяжные станки.

Протяжные станки применяются для чистовой обработки внутренних и наружных поверхно­стей различного профиля протяжками (рис. 8.5). Протяжные станки подразделяются:

а) по назначению: для внутреннего (рис. 8.6 и 8.7) и для наружного протягивания;

б) по направлению и характеру рабочего движения: на горизонтальные (см. рис. 8.7), вертикальные и непрерывного действия;

в) по количеству рабочих кареток для инструментов: с одной кареткой или несколькими;

г) по количеству позиций: на однопозиционные и многопозиционные.

Главное движение на вертикальных и горизонтальных станках - прямолинейное перемещение протяжки (реже - заготовки). Движение подачи как таковое отсутствует. Оно скрыто в конструкции протяжки, каждый последующий зуб которой имеет превышение над предыдущим ("подъем на зуб" порядка - 0,04-0,1 мм). Привод большинства станков - гидравлический, высокоскоростных станков (V до 90 м/мин) - электромеханический от регулируемых электродвигателей.

Билет №8.

В1. Записать настроечную формулу и произвести расчёт настройки цепи продольной подачи станка модели 5К32 на обработку шестерни с подачей __ мм/об. (числа зубьев сменных колёс: 28,32,43,48,48,53,64,68; сумма чисел зубьев пары колёс должна быть равна 96)

Цепь продольной подачи: 1об.заг. S_п.:

Пара сменных колёс является настроечным органом привода. Настроечная формула цепи выводится следующим образом:

Т.е. в зависимости от значения настроечной формулы подбираем пару сменных колёс.

Пр. Пусть , тогда настроечная формула равна 0.5, т.е.

В2. Назначение, формообразующие движения, основные узлы и схемы работы круглошлифовальных станков:

Шлифовальные станки работают вращающимся абразивным инструментом. Значительная часть шлифовальных станков предназначена для окончательной чистовой обработки деталей. В зави­симости от формы шлифуемой поверхности и вида шлифования станки общего назначения делятся на: круглошлифовальные, внутришлифовальные, плоскошлифовальные, бесцентровошлифовалъные.

Станки, работающие абразивными кругами, применяются также для заточки режущего инст­румента, обдирки заготовок, отрезки заготовок. К специализированным относят станки для шлифования резьб, зубьев шестерён, шлицев, сфер, деталей подшипников качения и др.

Круглошлифовальные станки

Круглошлифовальные станки предназначены для шлифования наружных цилиндрических и конических поверхностей с наибольшими диаметрами до 100-1600 мм и длинами до 150-12500 мм.

На станине А круглошлифовального станка (рис. .9.1) располагается продольно-подвижный стол Б с находящейся на нём рабочим столом В. Слева и справа на рабочем столе установлены бабка изделия или передняя бабка Г и задняя бабка Ж, в которых устанавливается обрабатываемое изделие. На перпендикулярном заднем приливе станины расположена поперечно-подвижная шлифовальная бабка Д, на шпинделе которой закрепляется шлифовальный круг Е.

Для обеспечения шлифования пологих конусов рабочий стол может быть повёрнут вокруг вертикальной оси на небольшой угол (до ±6°).

В универсальных круглошлифовальных станках возможны также повороты передней и шли­фовальной бабок вокруг их вертикальных осей на большие углы, что позволяет шлифовать конусы с большим углом при вершине и торцевые плоскости. Кроме этого универсальные станки имеют до­полнительную откидную головку для шлифования отверстий.

Выпускаются станки для работы методом сквозного шлифования и для работы методом врез­ного шлифования.

На станках, работающих по методу сквозного шлифования ("напроход"), совершаются сле­дующие формообразующие движения (рис. У.18,а):

главное — вращение шлифовального круга (п_ш, v);

- подачи: круговая (окружная) - вращение детали (n_д, S_кр), продольная - перемещение детали вдоль её оси (S), поперечная - перемещение круга перпендикулярно к оси детали (S_П).

Поперечная подача является прерывистой, другие - непрерывными.

На станках, работающих по методу врезания (рис. У. 18,6), поперечная подача является непре­рывной, а продольная отсутствует. Однако для улучшения качества обработки, а также обеспечения равномерности износа круга, ему может сообщаться продольное колебательное ("осциллирующее") движение - частое перемещение (40 дв.х./мин) с малой длиной хода (до 3-4 мм).

Билет №9.

В1. Станки для нарезания конических зубчатых колёс.

Конические зубчатые колёса нарезают способами копирования и обката. Метод обката обес­печивает большую точность и производительность и потому более распространен. Метод обката ос­нован на воспроизведении в пространстве с помощью режущих кромок инструмента зубьев мнимого (воображаемого) плоского колеса, с которым (как бы) находится в зацеплении нарезаемое коническое колесо.

Нарезание конических колес с прямыми зубьями

На станках, работающих по способу обката, имеется (рис. 11.11) люлька 1 с направляющими на торце, по которым возвратно-поступательно перемещаются две каретки с резцами 3. Процесс ре­зания происходит при движении резцов к вершине конуса заготовки колеса, обратный ход резцов яв­ляется нерабочим.

Режущие кромки А и Б резцов образуют контур впадины исходной рейки Р. Заготовка 4 и люлька 1 с резцами получают медленное вращение.

Таким образом, люлька с резцами в кинематическом отношении представляет собой плоское производящее колесо 2, у которого реализована лишь одна впадина.

Режущие кромки А и Б обрабатывают боковые поверхности зуба, расположенного между вы­резаемыми впадинами, и придают им правильное очертание. Кромки В и Г оставляют на сторонах впадин припуск (на рисунке припуск заштрихован). Таким образом, на заготовке образуются две неполные впадины и один полностью обработанный зуб.

Нарезание конических колес с круговыми зубьями

Форма зубьев конического колеса по длине может быть не только прямолинейной, но и кри­волинейной, наклоненной к образующей начального конуса под углом. Из криволинейных зубьев чаще всего применяют круговой (спиральный) зуб с углом наклона кривой в пределах 30°-40°. Такой зуб нарезать проще, чем криволинейный иной формы, к тому же его можно шлифовать.

Конические колеса с круговыми зубьями нарезают на станках, работающих резцовыми голов­ками по способу обката. Рассмотрим схему обработки (рис 11.12).

Резцовая головка 3 с резцами, расположенными перпендикулярно к её торцевой плоскости, устанавливается на собственном шпинделе в люльке 1. Головка вращается вокруг оси О₁ Режущие кромки её резцов на участке АБ воспроизводят поверхность кругового зуба радиуса г воображаемого плоского колеса 2 (производящего), с которым в процессе обработки обкатывается заготовка 4. Дви­жение обката определяется условием: при повороте производящего колеса на 1/2_п часть оборота на­резаемое колесо должно сделать 1/ Z_П оборота, где Z_П и Z - числа зубьев производящего и нарезаемого колес соответственно.

Таким образом, на станках, работающих по способу обката, имеют место следующие движе­ния:

- движение резания - вращение резцовой головки 3, расположенной на люльке 1;

-движение обката - обеспечивается вращением люльки 1 с воображаемым производящим колесом 2 и вращением заготовки 4, согласованным с вращением люльки посредством колес 5;

- отвод заготовки от резцовой головки по окончании нарезания очередного зуба;

-движение деления — имеет место во время возвращения люльки в исходное положение после нарезания очередного зуба.

Зуборезный полуавтомат модели 525

Станок (рис. 11,13) предназначен для чистового и чернового нарезания конических зубчатых колёс с круговыми зубьями, гипоидных колёс и колёс с модифицированными круговыми зубьями.

На станине В закреплена стойка А, в которой размещаются люлька Б со шпинделем резцовой головки и все приводы (рис.7). Справа на направляющих установлен стол Г с поворотной плитой Б и бабкой Д, несущей шпиндель с нарезаемым колесом.

Для установки заготовки на требуемый угол плита Е поворачивается по круговым направ­ляющим стола и закрепляется. Для совмещения вершины начального конуса нарезаемого колеса с центром станка бабку Д перемещают по направляющим плиты Е и закрепляют. Стол Г с заготовкой имеет перемещения по направляющим станины в направлении вращения люльки.

Движения в станке:

движение резания - вращение резцовой головки;

движение подачи - перемещение стола с заготовкой в направлении резцовой головки (из исходного в рабочее положение);

движение обката - медленное вращение нарезаемого колеса и согласованное с ним враще­ние обкаткой люльки;

движение деления - медленное непрерывное вращение заготовки в направлении движения обката за время возврата люльки в исходное положение;

движение модификации обката - добавочный поворот люльки с переменной скоростью;

отвод нарезаемого колеса после обработки каждой впадины - механическое ускоренное перемещение стола из рабочего положения в исходное в конце каждого цикла;

подвод заготовки - ускоренное перемещение стола с заготовкой с помощью гидропривода из загрузочного (крайнего правого) в исходное положение;

отвод изделия - ускоренное перемещение стола с обработанным изделием с помощью гид­ропривода из исходного в загрузочное положение.

Станок может работать как методу обката, так и врезания.

Метод обката используется при чистовом нарезании.

Черновое нарезание зубьев производят методом врезания, при котором образование зубьев осуществляется путем рабочей подачи заготовки на инструмент.

Покажем циклы работы станка (рис. 11.14) при чистовом нарезании зубьев по методу обката (а) и черновом нарезании способам врезания (б). Автоматический цикл работы станка содержит 2 одинаковых совокупностей движений исполнительных органов - циклов движений, необходимых для обработки каждой впадины, где Z число нарезаемых зубьев.

В2. Устройство и работа шпиндельных узлов токарно-револьверного автомата и обрабатывающего центра.

Токарно-револьверные автоматы (ТРА) предназначены для изготовления сложных деталей из пруткового материала или точных штучных заготовок. ТРА позволяют производить точение цилиндрических, конических и фасонных поверхностей, центрование, сверление и развёртывание отверстий, накатывание рифлений, нарезание внутренней и наружной резьбы плашками и метчиками.

При установке дополнительных приспособлений возможно сверление отверстий со стороны отрезки, поперечное сверление, нарезание резьбы резцом или гребёнкой, фрезерование шлицев, граней.

Механизм перемещения и зажима прутка (см. рис. 13.6)

На рисунке представлен разрез шпиндельного узла без показа устройств для передачи движения на шпиндель.

Положение деталей узла соответствует: над осью – разжиму, под осью – зажиму прутка.

Цикл работы механизма следующий:

1) перемещение подающей цанги 7 влево при зажатом прутке;

2) раскрытие зажимной цанги 15;

3) перемещение цанги 7 вместе с прутком вправо до контакта прутка с упором револьверной головки;

4) зажим прутка цангой 15.

Перемещение подающих цанги, трубы и салазок (поз. 7, 6 и 5) производится от кулачка 2 рычагом 4.

Раскрытие цанги 15 и разжим прутка происходит при перемещении деталей 13 и 12 влево пружиной 14, а зажим – вправо фасонными рычагами 11. То или иное становится возможным при смещении от кулачка 1 рычагом 3 муфты 10 соответственно вправо или влево. В первом случае устраняется препятствие для поворота рычагов 11 от действия пружины 14, во втором – при утапливании длинных отростков рычагов они поворачиваются вокруг точек контакта своих носиков с фланцем втулки 9 и пятками перемещают детали 12 и 13 вправо. Регулирование силы зажима прутка производится при изменении осевого положения этих точек перемещением втулки 9 посредством гаек 8.

Обрабатываемый пруток в начале цикла автоматически подаётся до упора, зажимается и получает вращение (главное движение). Обработка производится инструментами револьверной головки с продольной их подачи и резцами поперечных суппортов при их поперечной подаче. После каждого перехода обработки револьверная головка отводится от прутка, поворачивается в следующую позицию и подводится к прутку. Цикл заканчивается отрезкой готовой детали.

В зависимости от выполняемой работы скорость и направление вращения шпинделя в требуемые моменты цикла могут автоматически переключаться.

Основным направлением вращения шпинделя на револьверных автоматах является левое, т.е. все переходы выполняются при левом направлении вращения шпинделя кроме (главным образом) нарезания правой резьбы. Последнее ведётся после переключения шпинделя на правое вращение.

Билет №10.

1. Если в станке мод. 1А240-6 для каждой из пар сменных колёс…

Для нарезания левой резьбы и свинчивании инструмента используется следующая формула:

Т.е. нужно выбрать передаточное отношение пары сменных колёс Д/Е, т.к. только они, а не Ж/З, обеспечивают нарезание левой резьбы и свинчивание. А для правой резьбы формула следующая:

Шпиндели инструментальный и изделия вращаются в противоположных направлениях. При нарезании правой резьбы инструментальный шпиндель отстаёт от шпинделя изделия, при свинчивании – опережает; при нарезании левой резьбы – наоборот.

2. Назначение и состав гибких производственных систем; суть систем управления типа DNC:

Серийное и особенно мелкосерийное производство характеризуется частой сменой видов об­работки, широкой номенклатурой обрабатываемых изделий. Возрастание доли серийного производ­ства в машиностроении обуславливает создание средств, позволяющих приблизить производитель­ность серийного производства к производительности массового, не увеличивая при этом интенсивно­сти труда рабочих и не ухудшая условия труда.

Повышение эффективности индивидуального, мелкосерийного и серийного производства обеспечивается как увеличением производительности оборудования, так и рационализацией управле­ния производством. Последнее достигается при использовании управляемых от ЭВМ автоматизиро­ванных и автоматических станочных комплексов, на которых предусматривается работа в условиях так называемой "безлюдной технологии". Важнейшая особенность таких комплексов - гибкость, т.е. способность их к быстрой перестройке на выпуск нового изделия.

Совокупность в различных сочетаниях оборудования с ЧПУ, роботизированных технологиче­ских комплексов (РТК), гибких производственных модулей (ГПМ), отдельных единиц технологиче­ского оборудования и систем обеспечения их функционирования в автоматическом режиме в течение заданного интервала времени, обладающую свойством автоматизированной переналадки при выпус­ке изделий произвольной номенклатуры (в установленных пределах значений их характеристик), называют гибкой производственной системой (ГПС).

Станки с ЧПУ, контрольно-измерительное, транспортно-складское и иное оборудование ГПС управляется от ЭВМ, т.е. системы управления ГПС относятся к т.н. классу DNC.

В ГПС обеспечивается автоматизация информационного потока, а также потоков инструмен­тов и деталей, и в их состав, в общем случае, входят (рис. 16.17):

позиции обработки (станки с ЧПУ, ОЦ);

позиции загрузки-выгрузки,

склад заготовок и системы их транспортирования;;

Рассмотрим возможный вариант ГПС (рис. 16.18), включающей несколько станков 5, на­пример ОЦ, многоэтажный склад заготовок 1 с краном-оператором (штабелёром) 3. В складе могут находиться заготовки, детали, приспособления.

Связь станков друг с другом и с многоэтажным складом осуществляется краном-оператором. Заготовки в специальной таре находятся в ячейках склада. Кран-оператор забирает требуемую заго­товку вместе с тарой и транспортирует ее к месту закрепления деталей 2. Там рабочий устанавливает и закрепляет на палете заготовку (или спутник с заготовкой, если заготовки в складе находятся на спутниках). Кран-оператор транспортирует палету с заготовкой к требуемому станку и ставит их на поворотную платформу 4. По окончании обработки на станке очередной детали, она вместе с палетой поступает на вторую позицию поворотной платформы, платформа поворачивается, палета с новой за­готовкой перемещается на станок, а палета с обработанной деталью транспортируется сначала в уст­ройство стружкоочистки 6, а затем на другой станок или в позицию закрепления. Там деталь снима­ется с палеты и устанавливается в тару, вместе с которой краном-операторам отправляется в ячейку склада. При необходимости, например, перед чистовыми операциями, деталь после очистки может поступать в позицию измерений 7.

На рис. 16.19 и 16.20 показаны планировочные схемы реальных гибких производственных систем.

По организационным признакам различают следующие виды ГПС:

гибкая автоматизированная линия (ГАЛ),

гибкий автоматизированный участок (ГАУ),

гибкий автоматизированный цех (ГАЦ).

В автоматизированных станочных комплексах или гибких производственных системах общая ЭВМ управляет группой станков, устройствами для транспортирования и складами загото­вок и деталей. САУ такого рода называют системами класса DNC (Direct Numerical Control - прямое управление). В них вычислительная машина осуществляет хранение УП и распределение их по за­просам от устройств управления станками, управление транспортом, складами.

Для одной группы систем класса ОМС характерно сосредоточение всех управляющих и кон­трольных функций в одной ЭВМ, которая непосредственно связана входными каналами со всеми ра­бочими органами агрегатов участка.

В первых вариантах таких систем с одной ЭВМ:

а) УП в кодированном виде от ЭВМ вводилась по каналу связи в устройства декодирования и вычисления (например, интерполяторы), а от них в декодированном виде по каналу связи в запоми­нающие устройства станков (рис. 4.12,а);

б) управляющая информация передавалась от ЭВМ номиналу связи и покадрово вводилась в память устройств 411У или интерполяторов станков (рис. 4.12,5).

Для другой группы систем класса DNC характерно разделение функций по ступеням иерар­хии (рангам). При этом ЭВМ нижнего ранга (или, например, устройство CNC) управляет лишь одним агрегатом участка, а объединение и координация работы агрегатов осуществляется большой ЭВМ -супервизором (рис. 4.13),

При использовании систем типа DNC исключаются из обращения перфоленты, а значит и считывающие устройства, появляются возможности многократного повторного использования УП, хранимых в памяти системы, имеется возможность редактирования и оптимизации УП с рабочих мест. При обнаружении ошибки, вручную производится только коррекция соответствующей команды исходной программы, а все сопровождающие коррекцию расчеты выполняются ЭВМ.

Для использования в системах типа DNC предпочтительными являются станки с ЧПУ класса СМС. Надёжность таких устройств по сравнению устройствами класса NC повышается за счёт со­кращения аппаратных средств. Например, трёхкоординатная система ЧПУ жёсткой структуры для фрезерного станка имела 80 печатных плат, а система типа СNC - только 15. Сбои и неисправности значительно быстрее устраняются в системе типа СNС за счёт использования средств диагностики.

Билет №11

1. Построить кинематическую схему и ДЧВ привода бесступенчатого регулирования скорости по следующим данным (прилагаются), число одиночных передач – любое

2. Назначение, формообразующие движения и работа станков хонинговальных, суперфинишных и притирочных

Отделочные процессы и станки

Назначение отделочной обработки - уменьшение шероховатости поверхности детали.