Реферат: Станки с программным управлением
СОДЕРЖАНИЕ КУРСОВОГО ПРОЕКТА
Название раздела
Стр
1.
Общая часть
1.1.
Перспективы применения станков с ПУ и ПР в металлообрабатывающем производстве
1.2.
Назначение и область применения станка
1.3.
Основные технические характеристики станка.
1.4.
Основные технические характеристики УЧПУ
2.
Эксплутационно – конструкторская часть
2.1.
Состав станка, присоединительные места для установки инструмента и зажимов приспособления
2.2.
Система смазки станка, периодичность, материалы /карта смазки/
2.3.
Сборочная единица /коробка скоростей/, назначение
2.3.1.
Описание устройства и работы узла
2.3.2.
Возникновение неисправностей, причины их возникновения и методы их устранения
2.3.3.
Возможные конструкционные изменения узла, направленные на повышение точности, надежности и долговечности
2.3.4.
Кинематические, силовые, прочностные и другие технологические расчеты
2.3.5.
Регулировка и наладка узла
2.4.
Спецификация
1.1. Перспективы применения станков с ЧПУ и ПР вметаллообрабатывающем производстве.
Внастоящее время станки с программным управлением (ПУ) и промышленные роботы(ПР) нашли широкое применение. Внедрение станков с ЧПУ является одним изглавных направлений автоматизации средне- и мелкосерийного производства.
Встанках с ЧПУ сочетается гибкость универсального оборудования с точностью ипроизводительностью станка-автомата. В результате внедрения станков с ЧПУпроисходит повышение производительности труда, создаются условия длямногостаночного обслуживания. Подготовка производства переносится в сферуинженерного труда, сокращаются её сроки, упрощается переход на новый видизделия вследствие заблаговременной подготовки программы, что имеет большоезначение в условиях рыночной экономики.
Настанках с ПУ целесообразно изготовлять детали сложной конфигурации, приобработке которых необходимо перемещение рабочих органов по несколькимкоординатам одновременно, а также детали с большим количеством переходовобработки. На этих станках можно изготовлять детали, конструкция которых частовидоизменяется.
Применениестанков с ЧПУ и ПР позволяют решить ряд социальных проблем:
· улучшение условий трударабочих-станочников;
· значительно уменьшить долютяжелого ручного труда.
Опытэксплуатации станков с ЧПУ выявляет следующие преимущества:
1) снижение требований кквалификации оператора-станочника;
2) упрощение и сокращениеколичества технологической оснастки;
3) повышениепроизводительности станков.
Тенденцииразвития станков с ЧПУ:
создание УЧПУ сприменением микро-ЭВМ на микропроцессорах, применение в электроавтоматикестанка с ЧПУ микроэлектроники, введение в систему станка диагностическихустройств;
широкое внедрениеавтоматизированных самоприспосабливающихся (адаптивных) устройств,обеспечивающих оптимизацию управления и обработки деталей;
создание УЧПУ, управляющихкак отдельными станками, так и группой станков. Управление от ЭВМ комплектастанков и роботов, складов, транспортных линий и контрольных устройств,обеспечивающих коррекцию погрешностей станков, планирование и контроль заработой производственного участка;
внедрениеавтоматизированных приводов с большим диапазоном бесступенчатого регулированиячастоты вращения шпинделя и применение более совершенных преобразователей идвигателей.
Станкидля единичного и мелкосерийного производства оснащены в основном УЧПУ соперативным ПУ. В этом случае работа на станке может осуществляться без заранееподготовленной управляющей программы, которую оператор или наладчик создаютнепосредственно на рабочем месте, используя кнопки, клавиши и переключатели.Программу запоминает УЧПУ, а затем многократно воспроизводит.
Вкрупносерийном производстве станки с ЧПУ компонуют в гибкие производственныесистемы (ГПС), гибкие производственные линии (ГПЛ) и участки (ГАУ). При этомстанки должны иметь характерные черты, позволяющие встраивать из в ГПС, их УПУдолжны общаться, то есть передавать и получать информацию с ЭВМ более высокогоранга, а сами станки должны обладать свойствами автоматизированной переналадкипри обработке деталей широкой номенклатуры.
1.2. Назначение и область применения станка.
Токарный станок с оперативной системой управленияпредназначен для механической обработки деталей тел вращения вполуавтоматическом цикле.
Станок может не пользоваться при обработке различныхдеталей из различных материалов таких как жаропрочные, легированные,алюминиевые и магниевые сплавы, а также для обработки стали и чугуна.Выполняемые операции на станке разнообразны контурное точение, растачивание,подрезка торцов, сверление осевых отверстий деталей, обработки поковок,нарезания различных резьб, как наружных так и внутренних с различным шагом(включая с увеличивающем и уменьшающем шагом), а также поперечные резьбы.
Обработка ведется по программе, заложенной в памятьсистемы с пульта управления, с магнитной ленты или ЭВМ, а также из библиотекиуправляющих программ в энергонезависимой памяти устройства ЧПУ.
Токарный станок с ЧПУ имеет жесткое литое основание.На нем установлена станина, электродвигатель главного движения, стамухи смазкинаправляющих каретки к шпиндельной бабке. Станина станка имеет коробчатую формус поперечными ребрами П – образного профиля и закаленные шлифованныенаправляющие. На станине станка устанавливаются шпиндельная бабка, каретка,приводы продольной подачи и задняя бабка.
Для базирования каретки на станке передняянаправляющая имеет форму не равномерной призмы, задняя направляющая плоская.Задняя бабка базируется на станке по малой задней призматической направляющей ипо плоскости на передней направляющей .
На станке установлена шпиндельная бабка имеющая тридиапазона регулирования, переключаемая в ручную. Шпиндель станка смонтирован вконическом двухрядном и однорядном подшипниках, которые регулируются при сборкеузла и не требуют регулировки вовремя эксплуатации.
Привод продольного перемещения включает шариковуюпередачу ВГК, опора винта, двигатель постоянного тока, а также датчик обратнойсвязи, соединенный с винтом через муфты. Привод поперечного перемещения аналогиченприводу продольного перемещению.
На станке используется 8–ми позиционная автоматическаяголовка с горизонтальной осью поворота и инструментальным на 8 радиальных иосевых инструментов (блоки под инструменты)
На станке предусмотрена возможность подключенияиндикатора контакта тока БВ-247400000-07. Этот используется при встраиваниистанка в ГПМ.
Пульт управления смонтирован на поворотном кронштейне,закрепленным на основании станка и поворачиваемом при наладке станка в удобноеположение. На пульте смонтированы панели с органами управления станком.
1.3. Основные технические характеристики станка.
Технические характеристики:
1. Наибольший диаметр изделия 200 мм 2. Наибольшая длина изделия в центрах 750 мм 3. Число позиций инструментальной головки 8 4.Скорость быстрых перемещений
Продольных
Поперечных
1500 мм/мин
7500 мм/мин
5. Пределы частот вращения шпинделя 25-2500 об/мин 6.Пределы скоростей подач:
Продольных
Поперечных
10-2000 мм/мин
5-1000 мм/мин
7. Наибольшая высота резца 25 мм 8.Габариты станка
Длина
Ширина
Высота
3700 мм
2260 мм
1700 мм
9. Масса станка 4000 кг1.4. Основные технические характеристики УЧПУ
Проектируемый станок оснащен системой ЧПУ типаМС2101.05-021 (Электроника НЦ-81). Это популярная система ЧПУ с линейнокруговой интерполятором. Она обеспечивает большие технологические возможностистанку, позволяет овеществлять широкий сервис управляющих программ, а так жереагирует на первичные сбои и неисправности как в самой системе ЧПУ, так и всистемах станка.
Система ЧПУ имеет следующие характеристики:
Количество управляемых координат
2
Наибольшее количество одновременно управляемых координат
2
Дискретность перемещения
Продольных
Поперечных
0,001
0,001
Максимальное количество программных переходов, дискет
99999999
Система отсчета
Абсолютная
Относительная
Пределы подач продольных
Поперечных
0,01-40 мм/об
0,01-20 мм/об
Пределы шагов нарезаемых зубьев
0,25¸40 мм
Ввод данных: с клавиатуры, кассеты энергонезависимой памяти, перфоленты, ЭВМ.
Управляющая программа (УП) обработки деталей состоитиз последовательных кадров. Формат кадра (обобщается по ГОСТу 20999-78)
№04. G02.X+053.Z+053.R+053.I+053.J+053.K+053
{F023;F05}.E034.S+04.T04.D02.M02.P08.Q08.H04.L04.(I.F)
Формат дополнительных буквенных адресов:
A+053. B+053. C+053. U+053. V+053. W+053.J+053. Y+053.
Назначение основных буквенных адресов:
N-номер кадра;
G- подготовительная функция;
X, Z- геометрические данные по осямX и Z в абсолютном задании и приращении;
U, W- геометрические данные по осям X и Z в приращении;
R- радиус дуги;
I, K- координаты центра окружности, геометрические данные по осям X и Z;
S- частота вращения шпинделя, скорость резания;
H- количество повторов управляющей программы;
T- функция инструмента, № инструмента, № корректора;
D- номер корректора;
M- вспомогательная функция;
L- вызов управляющей подпрограммы;
P, Q- номе первого и последнего кадра некоторой части управляющей программы;
F, E- функция подачи, шаг резьбы;
A, B, C, J, V, Y, O- дополнительные параметры циклов и управляющихпрограмм.
Подготовительныефункции G разбитына 2 группы.
В первую группу входятпострочные Gфункциине требующие буквенных адресов в качестве параметров, во вторую G функции, требующие буквенных адресов вкачестве параметров, а также постоянные циклы.
Вспомогательныефункции М также делятся на 2 группы. В первую группу входят М функции, выполняемые до перемещения, во вторую после перемещения. Некоторые Мфункции должны быть запрограммированыв электронной автоматике.
В кадре под адресом Lможно указать вызов управляющейпрограммы. До 4 цифр следующих после L, указывают номер УП.
В одном кадре можнозаписать:
· F,E- значениеподачи (шаг резьбы);
· Любоеколичество G функцийиз группы настроенных;
· Функции Т илифункции D;
· До шестиМ-функций, выполняемых до перемещения;
· Sфункцию;
· Одну функцию G из группы основных;
· До четырехМ-функций, выполняемых после перемещения;
· L- функцию (вызов подпрограммы) и посленее любые буквенные адреса в качестве параметров.
Примечание:рассказывать возможности системы можно очень долго, да и переписыватьинструкции по программированию в этом разделе не требуется. Более дательнаяпроработка некоторых возможностей ЧПУ, а также программирование управляющейпрограммы будет рассмотрено по данному разделу.
2.1 Состав станка.
В состав станка соперативной системой ЧПУ входят:
1. Основание.
2. Станина.
3. Суппортная группа.
4. Бабка шпиндельная.
5. Патрон механизированный.
6. Ограждение подвижное.
7. Головка автоматическая.
8. Ограждение неподвижное
9. Бабка задняя.
10. Привод пиноли задней бабки
11. Монитор УЧПУ
12. Пульт УЧПУ
13. Кронштейн пульта УЧПУ
14. Привод продольного перемещения.
15. Разводка комунекаций.
16. Лампа местного освещения.
2.2. Смазка станка, периодичность, материалы.
Система смазкисостоит из двух систем:
— Система автоматическойцентрализованной дозированной смазки опор качения всех подвижных узлов,шариковых чаек, шестерён коробки скоростей, подшипника поворота стола.
— Система периодическойконсистентной смазки подшипников, зубчатых зацеплений.
Применяемые масла и их заменители.
Смазочные материалы Заменители
1 Жидкиесмазки Индустриальное И12А
Турбинное 22П ИндустриальноеИ20А
Индустриальное И12А
Индустриальное И20А
2. Консистентная смазка
Циатим — 203 Литол 24
Наименование обслуживаемой детали
Периодичность
Марка смазочного материала
Кол. смазки
Наименование работ
Вид ТО
Время час
Бачок маслораспределителя
Бачок агрегата дозированной смазки
Петли, замки, рамки, дверей
Трущиеся поверхности
Подшипники
Стол поворотный
Зубчатые зацепления
Зубчатое зацепление
Редуктор
Редуктор
Муфта зубчатая
ЕТО
ЕТО
ТО2
ТО2
ТО3
ТО3
ТО4
ТО4
ТО4
ТО4
ТО5
8
8
200
200
1000
1000
2000
2000
2000
2000
10000
Турбинное 22
Индустриальное И20А
Индустриальное И40А
Циатим203
Циатим203
ИндустриальноеИ40А
Циатим203
Циатим203
ИндустриальноеИ40АИндустриальноеИ40А
Циатим203
0,05л
2,7л
5см3
12см3
3см3
1,5л
6см3
2см3
0,5л
0,15л
1см3
пополнить
пополнить
маслёнка
смазать
смазать
залить
смазать
смазать
залить
залить
смазать
2.3.1 Описание устройства и работы узла.
Шпиндельнаябабка- расположена в проёме портальной стойки и предназначена для рабочихускоренных перемещений шпинделя вдоль оси У и передачи на него крутящегомомента от двигателя главного движения.
Всостав шпиндельной бабки входят следующие узлы:
1. Коробка скоростей;
2. Устройство шпиндельное;
Подробномы рассмотрим следующие узлы: коробка скоростей, гидроцилиндр переключенияскоростей, устройство шпиндельное.
Коробка скоростей.
Предназначенадля передачи крутящего момента электродвигателя главного движения нашпиндельное устройство станка.
Вчугунном корпусе коробки скоростей смонтированы на радиальных подшипникахвыходной вал с зубчатой полумуфтой для сцепления со шпиндельным устройством изубчатым колесом и выходной вал с подвижным блоком зубчатых колёс и ведомымшкивом зубчатоременной передачи.
Понижениеи повышение оборотов производиться при помощи переключения зубчатого блока вдва крайних положения.
Подшипникрасположенный на блоке предназначен для соединения с поводком механизмапереключения скоростей.
Устройство шпиндельное.
Шпиндельс коническим отверстием для точной установки и закрепления инструмента смонтированв жесткой гильзе на двух опорах качения.
Передняяустанавливается в гильзе с легким предварительным натягом. Задняяустанавливается с зазором.
Захватхвостовика инструмента осуществляется цангой установленной во втулке.
Перемещениеи разжим цинги осуществляется штревелем имеющим канал для обдува воздухомконуса шпинделя.
Усилиезажима инструмента создается пакетом тарельчатых пружин.
Усилиеотжима передается от гидроцилиндра через гайку, имеющую коническую рабочуюповерхность.
2.3.2 Возникновение неисправностей, причина ихвозникновения и методы устранения
Возможные нарушения
Вероятная причина
Метод устранения
в работе системы централизованной дозированной смазки
Насос на подает масло в систему смазки
Отсутствие требуемого давления в системе централизованной дозированной смазки
Отсутствие смазки на рабочем месте
Неправильное направление вращения вала насоса
Недостаточный уровень масла в баке
Подсос воздуха во всасывающей трубе
Насос не подает масло в следствии из вышеуказанных причин
Нет контроля
Большие утечки масла
Не работает питатель
Засорен маслопровод
Изменить направление вращения электродвигателя насоса
Долить масло
Выяснить причину и устранить
— // — // — // -
Проверить реле давления системы смазки
Выяснить причину и устранить
— // — // — // -
— // — // — // -
в работе пневмосистемы станка
Отсутствие, колебания или недостаточное давление воздуха в пневмосистеме
Отсутствие подачи воздуха в цилиндры
Отсутствие, колебания или недостаточное давление воздуха в цеховой магистрали
Механическое повреждение или засорение трубопровода на входе в пневмосистему
Неисправен манометр, контролирующий давление воздуха в пневмосистеме
Неисправен дроссель в узле подготовки воздуха
Неисправен узел подготовки воздуха
Механическое повреждение или засорение трубопровода соответствующей магистрали пневмосистемы станка
Механическое повреждение
Или засорение выходного сопла соответствующей пневмомагистрали
Выяснить причину и устранить
- // — // — // -
Заменить манометр
Выяснить причину и устранить
- // — // — // -
— // — // — // -
Прочистить отверстие выходного сопла
В работе гидросистеме
Не подается масло в гидросистему
Отсутствие требуемого давления
Неправильное направление
Вращения насоса
Недостаточный уровень масла в баке
Неисправен насос
Насос не подает масло в следствии из одной вышеуказанной причины
Неисправен манометр
Большие утечки масла
Изменить направление вращения электродвигателя
Долить масло
Выяснить причину и устранить
— // — // — // -
Заменить манометр
Выяснить причину и устранить
/> /> /> /> />
2.3.3. Возможные конструктивныеизменения.
В конструкции шпиндельнойбабки, можно уменьшить нагрузку на первый вал (которая возникает при ременной передачи от электродвигателя) за счет внедрения дополнительного стакана сподшипниками.
Можно взять другой типи размер подшипников. Это подтверждено расчетами.
Можно конструктивноуменьшить размеры венцов некоторых подшипников
Стопоры регулировочныхгаек (снабженных пружинами) зафиксировать клеем.
Так же было быцелесообразно изменить конструкцию подшипниковых крышек коробки скоростей. Сцелью уменьшения материалоемкости и сохранения трудоемкости изготовления.
2.3.5. Регулировка узла
Регулировкакоробки скоростей производится за счет гидроцилиндра переключения скоростей.
РегулированиеIмеханической ступени.
Переместитьшток гидроцилиндра скоростей в крайнее положение от шпиндельной бабки. Ослабитьгайки б.к.в сместить его в крайнее положение от шпиндельной бабки. При помощиодной из гаек выставить зазор между торцом б.к.в и шайбой в пределах 0.9...1.1мм.
Перемещатьб.к.в по пазу планки к шпиндельной бабке до появления сигнала в контроллересистемы ЧПУ, затем дополнительно сместить б.к.в к шпиндельной бабке на0.5...1мм.
Затянуввторую гайку. Проверить зазор между торцом б.к.в и шайбой. Произвестипереключение скоростей и вернуть шток в исходное положение, контролироватьналичие сигнала.
РегулированиеIIмеханической ступени.
Переместитьшток гидроцилиндра переключения скоростей в крайнее положение к шпиндельнойбабке. Ослабить гайки б.к.в и сместить его в крайнее положение к шпиндельнойбабке.
Припомощи одной из гаек выставить зазор между торцом б.к.в и шайбой в пределах0.9...1.1 мм
Перемещатьб.к.в по пазу планки к шпиндельной бабке до появления сигнала в контроллересистемы ЧПУ, затем дополнительно сместить б.к.в к шпиндельной бабке на0.5...1мм.
Затянуввторую гайку. Проверить зазор между торцом б.к.в и шайбой. Произвести переключениескоростей и вернуть шток в исходное положение, контролировать наличие сигнала.