Применительно к осуществлению заданного перехода обработки на станке с ЧПУ указанной модели выполнить анализ кинематической структуры формообразующей части станка и рассмотреть его кинематическую настройку.

Исходные данные:

3.АНАЛИЗ КИНЕМАТИЧЕСКОЙ СТРУКТУРЫ СТАНКА

Ф_v(В₁) - движение формообразующее скоростное простое, представляющее собой вращение шпинделя;

Ф_s(П₂) - движение формообразующее подачи простое - поступательное продольных салазок

Н₁(П₂), Н₂(П₃) - наладочные поступательные движения продольных и поперечных салазок.

Определение метода формообразования поверхности детали

При осуществлении обработки (рис. 4) образующая производящая линия (формируется в первую очередь) имеет форму окружности и получается методом следа, направляющая производящая имеет форму прямой линии и также реализуется методом следа. Поэтому цилиндрическая поверхность детали образуется методом следа и следа.

СОСТАВЛЕНИЕ СТРУКТУРЫ СТАНКА И ЕЕ АНАЛИЗ

Структура формообразующей части станка мод. NL1500 составленная с учетом кинематической схемы [6], приведена на рис. 4.

Структурные связи группы, обеспечивающей получение движения Ф_v(В₁):

внутренняя связь

- кинематические пары вращения шпинделя (выполняются в виде подшипников);

внешняя связь

- программа СУ Э₁ - шпиндель,

где СУ - система управления, Э₁ - электродвигатель привода главного движения, ДС₁ - датчик скорости вращения вала двигателя Э₁.

Структурные связи группы подачи, обеспечивающей получение движения Ф_s(П₂):

внутренняя связь

- кинематические пары поступательного движения (выполняются в виде направляющих продольных салазок);

где Э₄ и - электродвигатель привода движения продольной подачи

ДОС₂ - датчик обратной связи.

Рис. 4. Кинематическая структура токарного станка с ЧПУ мод. NL1500

4.КИНЕМАТИЧЕСКАЯ НАСТРОЙКА СТАНКА

Определение исходных данных и их приведение к виду, возможному для настройки.

Для расчета настройки станка с целью выполнения заданного перехода обработки необходимы исходные данные:

элементы режима резания - скорость резания v, м/мин; продольная подача s_прод, мм /об; глубина резания t, мм; скорость быстрых перемещений продольных и поперечных салазок v_уск, мм/мин;

параметры детали: d, l - диаметр и длина обработанной поверхности, мм.

Частота вращения шпинделя n (об/ мин) находится по формуле

, (1)

где v - cкорость резания (м/мин); d_max - наибольший диаметр заготовки (мм), при обработке детали за один проход d_max = d +2t.

Продольная минутная подача s_{прод. м} (мм/мин)

s_{прод. м} = s_прод. n, (2)

где s_прод. - продольная подача, мм/об; n - частота вращения шпинделя, об/мин.

При численном расчете значения n, s_{прод. м} и v_уск округляются до ближайших значений, обеспечиваемых станком (в данном случае с точностью до 1 об/мин и 1 мм/мин).

Длина рабочего хода поперечной салазки

, (3)

где l₁ - величина подвода резца с рабочей подачей, принимается 0,5 1 мм.

5.ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАСЧЕТНЫХ КИНЕМАТИЧЕСКИХ ЦЕПЕЙ СТАНКА

С учетом осуществления рассматриваемого перехода обработки составляется схема перемещений инструмента относительно обрабатываемой детали (рис. 5).

Для реализации необходимых исполнительных движений определяются органы и параметры настройки (табл. 1). В таблице выделены параметры исполнительных движений, органы и элементы настройки, обеспечиваемые расчетными кинематическими цепями.

Органы и элементы настройки станка

6.ФОРМУЛЫ НАСТРОЙКИ КИНЕМАТИЧЕСКИХ ЦЕПЕЙ

Ниже приведен вывод формул настройки для расчетных кинематических цепей, обеспечивающих движения, необходимые для формообразования детали, достижения ее требуемых размеров и шероховатости поверхности. К ним относятся цепи главного движения, продольных подач, обеспечения величины рабочего хода при продольном перемещении, а также величины ускоренного поперечного перемещения (включая медленный подвод к заданной точке).

Вывод формулы настройки кинематической цепи главного движения

1) конечные звенья цепи

электродвигатель привода главного движения - шпиндель;

2) расчетные перемещения конечных звеньев цепи

n_э1 , об/мин n, об/мин,

где n_э1 - частота вращения электродвигателя Э₁;

3) уравнение кинематического баланса в общем виде

n_э1 (об/мин) = n, об/мин,

Это же выражение является формулой для настройки кинематической цепи

Вывод формулы настройки кинематической цепи продольных подач:

1) конечные звенья цепи электродвигатель привода продольных перемещений - продольная салазка;

2) расчетные перемещения конечных звеньев цепи

n_э4 , об/мин s_{прод м} , мм/мин;

3) уравнение кинематического баланса в общем виде

n_э4 (об/мин) t_хв4 = s_{прод м} , мм/мин, (6)

где t_хв4 - шаг ходового винта привода продольных подач;

4) определение формулы настройки в общем виде

n_э4 = . (7)

Это формула для ускоренного хода продольных подач

n_э4 (об/мин) t_хв4 =Vб, мм/мин,

n_э4 = .

Вывод формулы настройки кинематической цепи обеспечения величины рабочего хода при продольном перемещении:

1) конечные звенья цепи электродвигатель привода продольных перемещений - каретка;

2) расчетные перемещения конечных звеньев цепи

n_э4 , об l_p, мм;

3) уравнение кинематического баланса в общем виде

n_э4 (об) t_хв4 = l_p, мм; (8)

4) определение формулы настройки в общем виде

n_э4 = , об. (9)

Вывод формулы настройки кинематической цепи обеспечения величины ускоренного перемещения поперечного суппорта:

1) конечные звенья цепи электродвигатель привода поперечных перемещений - поперечные салазки;

2) расчетные перемещения конечных звеньев цепи

n_э3 , об S, мм;

3) уравнение кинематического баланса в общем виде

n_э6 (об) t_хв6 = S, мм; (10)

4) определение формулы настройки в общем виде

n_э6 = , об. (11)

Определение особенностей расчета настройки кинематических цепей

В связи с тем, что используемые для осуществления рассматриваемого перехода обработки расчетные кинематические цепи не совпадают с внутренними структурными связями групп формообразования, точность их настройки не отражается на точности формы обработанной детали. Поэтому настройка цепей главного движения и продольных подач по этому условию может производиться с допустимым приближением, которое определяется требуемым режимом обработки.

Настройка цепей обеспечения величин рабочего хода продольного и наладочного поперечного перемещений определяет длину и диаметральный размер обработанной детали. Поэтому она может производиться с отклонениями в пределах одной третьей части допускаемых отклонений размеров детали.

ВЫВОД

Для осуществления заданного перехода обработки детали на указанном станке необходимы простые группы формообразования Ф_v(В₁), Ф_s(П₂), Н₁(П₂) и Н₂(П₃). При подготовке к выполнению элементов перехода обработки на станке нужно обеспечить настройку скоростных параметров движений с помощью расчетных кинематических цепей главного движения и продольной подачи, величину рабочего хода при продольном перемещении, а также скоростные параметры и величины наладочных продольного и поперечного перемещений.

Настройка цепей главного движения и продольной подачи по условию точности формы детали может осуществляться с учетом обеспечения необходимого режима обработки. Настройка величин рабочего хода при продольном перемещении каретки и наладочного перемещения поперечных салазок влияет на точность размеров детали l, d и должна производиться с учетом их допускаемых отклонений по условию обеспечения требуемой точности детали.

К факторам, оказывающим влияние на точность размеров обработанной детали относятся элементы внешних структурных связей групп Ф_s(П₂) и Н₁(П₃).

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Станочное оборудование автоматизированного производства. /Под редакцией В.В. Бушуева. - М.: Издательство "Станкин". Т. 1, 1993 - 582 с., Т. 2, 1994 - 656 с.

2. Куликов С.П., Дурко Е.М. Металлорежущие станки и станочные системы. Свердловск. Издательство Уральского университета, 1988. - 272 с.

3. Станки с числовым программным управлением. /Лещенко В.А., Богданов Н.А., Вайнштейн И.В. и др. /Под ред. В.А. Лещенко. -М.: Машиностроение. 1988. - 568 с.

4. Модзелевский А.А., Соловьев А.В., Лонг В.А. Многооперационные станки. М.: Машиностроение, 1981. - 215 с.

5. Многоцелевые станки с ЧПУ. Учебное пособие /Кудояров Р.Г., Зориктуев В.Ц., Евсеев Ю.М., Жаринов В.Н., Михайловский А.И. Уфа: УГАТУ, 1995. - 98 с.

6. Методические указания к лабораторным работам «Металлорежущие станки с ЧПУ» по курсу «Оборудование машиностроительного производства» для специальности 071800 /Кудояров Р.Г., Евсеев Ю.М., Муратов Б.С. Уфа: УГАТУ, 2000. -52 с.

7. Справочник технолога-машиностроителя. В 2-х томах. /Под ред. А.М. Дальского, А.Г. Косиловой, Р.К. Мещерякова. 5-е изд. М.: Машиностроение. Т.1 - 2001.- 912 с., Т.2 - 2001. - 994 с.

8. ГОСТ 18097-88Е. Станки токарные и токарно- винторезные. Основные размеры.

9. ГОСТ 1227-79. Станки вертикально-сверлильные. Основные размеры.

10. ГОСТ 1165-81. Станки фрезерные консольные. Основные размеры.

11.Анализ компоновок и кинематических схем многоцелевых металлорежущих станков сверлильно-расточной группы. Методические указания по изучению станков с автоматическим управлением / Уфимск. гос. авиац. техн. ун-т; Cост.: Акмаев О.К., Кудояров Р.Г., Дурко Е.М. - Уфа, 2010. - 31 с.

Размещено на Allbest.ru