Токарный одношпиндельный вертикальный полуавтомат

    где - горизонтальное перемещение шпинделя, мм/мин

    – частота  вращения регулируемого электродвигателя постоянного тока М1, об/мин;

     ; ;

     - шаг ходового винта  2, мм. 

    Возможная горизонтальная подача шпинделя: 2 – 1420мм/мин.

1.3 Технические характеристики  токарного одношпиндельного вертикального полуавтомата 1А734Ф3 с ЧПУ

Таблица 1.1- Технические характеристики токарного одношпиндельного вертикального полуавтомата 1А734Ф3 с ЧПУ

Основные  параметры	1А734Ф3
Максимальный  диаметр заготовки, устанавливаемой  над станиной, мм	630
Максимальный  обрабатываемый диаметр над станиной, мм	560
Максимальный  обрабатываемый диаметр над суппортом, мм	320
Количество  шпинделей, шт.	1
Диаметр шпинделя в передней опоре, мм:	240
Обозначение конуса шпинделя по ГОСТ 12595-85	11
Частота вращения шпинделя, об/мин	10-1000 (10-1600 по спецзаказу)
Наибольший  крутящий момент на шпинделе, Нм	4000
Количество  крестовых суппортов, шт.	2
Наибольшее  перемещение суппорта, мм:     В  вертикальном направлении (вдоль  оси шпинделя)     В  горизонтальном направлении (к  оси шпинделя)	600 300
Револьверные  головки на станке (шт.)/количество позиций  на каждой	2/4
Наличие исполнений с верхней центровой  бабкой	нет
Ширина, мм	4500
Длина, мм	4300
Высота, мм	3250
Масса, кг	13500
Система ЧПУ SINUMERIK 840D
Цифровые  приводы SIMODRIVE 611D

2  Назначение  и выполняемые операции токарного одношпиндельного вертикального полуавтомата 1А734Ф3 с ЧПУ

   Станок  предназначен для черновой и чистовой обработки в патроне наружных и внутренних поверхностей деталей  типа дисков, зубчатых колес, маховиков  с прямо- и криволинейными образующими  при полуавтоматическом цикле, заданном программой на перфоленте.

стойка 

 

суппорт

револьверная 

        головка

двигатель

           пульт

 управления

шпиндельная

           бабка

основание 
 

Рисунок 2.1 - Токарный одношпиндельный вертикальный полуавтомат 1А734Ф3 с ЧПУ 

Конструкция станка  харакетиризуется вертикальным шпинделем изделия со следующими преимуществами:

• хорошо доступная и наглядная рабочая зона, эргономически благоприятная для ручной загрузки и смены инструмента;
• простой зажим обрабатываемой детали, так как она опирается на базовые поверхности благодаря собственному весу;
• отсутствие прогиба рабочего шпинделя под действием собственного веса, веса обрабатываемой детали и зажимного патрона;
• удобная загрузка и разгрузка тяжелых заготовок с помощью цеховых средств малой механизации благодаря разведенным под 120⁰ по горизонтали суппортам и отсутствию сверху над патроном при раскрытых дверях элементов ограждения;
• небольшая занимаемая площадь;
• низкие затраты на установку, так как специальный фундамент не требуется.

Высокая точность в длительном режиме эксплуатации достигается благодаря:

• вертикальному шпинделю;
• жесткой термосимметричной конструкции станка;
• автоматической системе смазки;
• расположению направляющих вне зоны схода стружки;
• отдельно расположенным источникам тепла - гидростанции и электрошкафам.

Высокая производительность обеспечивается:

• параллельным использованием двух свободно программируемых крестовых суппортов с 4-позиционными револьверными головками и высокодинамичными приводами подач с шариковинтовыми передачами;
• бесступенчатым главным приводом от мощного асинхронного электродвигателя с частотным регулированием;
• шпиндельной бабкой с автоматическим переключением в цикле (по программе) предшпиндельного блока, обеспечивающего два диапазона силовых характеристик;
• ориентированный остановом шпинделя для удобной загрузки асимметричных деталей;
• возможностью оперативного перехода с обработки одной детали на другую;
• наличием прибора для настройки инструмента вне станка.

Автономность работы обеспечивается благодаря наличию:

• собственной системы СОЖ (емкость, насосная станция, фильтры);
• двух 2-шнековых стружкоотводов, способных отводить из зоны резания большой объем "неудобной" стружки, образующейся при обработке пластичных легированных сталей;
• системы отделения СОЖ от стружки.

3  Патентно-информационный поиск конструкций приводов подач станков с ЧПУ и их компонентов

 
 

    3.1 Тяговые устройства привода подачи 

    3.1.1 Передача винт-гайка качения

    Свойства  передачи.Передача винт-гайка качения обладает свойствами, позволяющими применять ее как в приводах подач без отсчета перемещений (универсальных станков, силовых столов агрегатных станков), так и в приводах подач и позиционирования станков с ЧПУ. Механизмы ВГК также используют в приводах подач столов, суппортов, траверс почти всех станков.

    Для передачи характерны высокий КПД (0.8 – 0.9), небольшое различие между силами трения движения и покоя, незначительное влияние частоты вращения винта  на силу трения в механизме, полное отсутствие осевого зазора. Недостатками являются высокая стоимость, пониженное демпфирование, отсутствие самоторможения.

    Устройство  и размеры передачи. Передача состоит из винта 1 (Рисунок 3.1), гайки 2, шариков 3 и устройств для возврата шариков (на рисунке не показаны). Обычно применяют передачи с наиболее технологичным полукруглым профилем резьбы. Предварительный натяг, повышающий точность и жесткость передачи, создают осевыми проставками между гайками,, винтами, сдвоенной дифференциальной гайкой. 

    

    

 

    Рисунок  2.1- Схема передачи винт-гайка качения 
 
 

    

    Рисунок 3.2-  Передача с двумя гайками, снабженными зубчатыми венцами 

    Передача  с двумя гайками, снабженными зубчатыми венцами. В шарико-винтовой механизм входят винт 2 (Рисунок 3.2) , две гайки 4 и 6, комплект шариков 5, корпус 1.

    Устройства  для возврата шариков 3 выполнены в виде вкладышей, вставленных в три окна каждой гайки. Вкладыши соединяют два соседних витка винтовой канавки, сдвинуты друг относительно друга в осевом направлении на один ее шаг и разделяют шарики в каждой гайке на три циркулирующие группы. Для тонкого регулирования натяга гайки снабжены зубчатыми венцами на фланцах, которые входят во внутренние зубчатые венцы корпуса. На одном фланце число зубьев на единицу больше, чем на другом. Если венцы обоих фланцев вывести из корпуса, повернуть гайки в одну сторону на одинаковое число зубьев (на неравные углы) и снова соединить зубчатые венцы, можно благодаря небольшому осевому сближению профилей резьбы гаек создать заданный натяг.

    

    Рисунок 3.3- Передача винт-гайка качения с двумя гайками в круглом корпусе, имеющем фланец 
 
 
 
 

    

 

    Рисунок 3.4- Передача винт-гайка качения с двумя гайками в прямоугольном корпусе, имеющем гладкие крепежные отверстия 

    

    Рисунок 3.5 - Передача с двумя гайками, снабженными выкружками 

    Передача  с односторонней регулировкой натяга. Шарико-винтовой механизм с односторонней регулировкой натяга (Рисунок 2.5) удобен в эксплуатации.

    

    Рисунок 3.5- Передача с двумя гайками по DIN 69051 

    Передача  с двумя гайками по DIN 69051. В состав передачи (Рисунок 2.5) входят гайки 1 и 4 с вкладышами 2 для отвода шариков и щетки 5 для очистки ходового винта. Для регулирования натяга одну гайку поворачивают относительно другой и фиксируют с помощью упора 3, снабженного зубцами, как и гайка 4. Смазочный материал подводится к отверстию А.

    

Рисунок 3.6- Схема конструкции винтовой пары с трением качения

    На  рисунке 3.7 показана конструкция передачи с возвратным каналом, расположенным в коротком вращающемся винте. Гайка 2 движется поступательно. Шарики 3 расположены между винтовыми поверхностями винта и гайки. Винт состоит из обоймы / и вкладыша 4. При вращении винта шарики, пройдя рабочий участок резьбы, расположенный в обойме /, попадают через ловитель 5 в возвратный канал, который находится во вкладыше винта 4, перекатываются по нему и снова попадают через второй ловитель в рабочий участок.

    

    Рисунок 3.7- Конструкция передачи винт — гайка с трением качения

    Длина возвратного канала (в гайке или  в винте) и общее число шариков  должны назначаться так, чтобы суммарный  зазор между шариками составлял 0,7...1,2 диаметра шарика.

    Устройство  защиты шарико-винтового механизма от загрязнений.

    

    Рисунок3.8- Устройства для предохранения шарико-винтового механизма от загрязнения

    

 

    Рисунок3.9- Уплотняюще-очистное устройство 
 
 
 

 

    Способы осевого закрепления  винта. Применяют осевое закрепление винта по следующим схемам.

    

    Рисунок 3.10- Способы закрепления осевого винта 

    

 

    Рисунок 3.11- Конструкции опор ходового винта 

    Схема 1. Опора, представляющая собой комбинированный подшипник, воспринимает нагрузку в обоих направлениях (Рисунок 3.10, а; 3.11, а). Одностороннее закрепление винта допускает наименьшую сжимающую нагрузку и наименьшую критическую частоту вращения.

    Схема 2. Один конец винта установлен на опоре, которая воспринимает осевую нагрузку в обоих направлениях, второй находится на дополнительной радиальной опоре (Рисунок 3.10, б). Такая конструкция имеет по сравнению с предыдущей более высокий запас устойчивости по критической осевой силе и по критической частоте вращения.

    Схема 3. Одна опора (у двигателя) воспринимает осевую нагрузку в обоих направлениях, другая — в одном (Рисунок 3.10,в). Опора, воспринимающая нагрузку обоих направлений, представляет собой упорный комбинированный роликовый подшипник или совокупность двух упорных роликовых и шарикового радиального подшипников.