Модернізація горизонтально-фрезерного верстату 6М82

ПРОЕКТ МОДЕРНІЗАЦІЇ УНІВЕРСАЛЬНО-ФРЕЗЕРНОГО ВЕРСТАТА МОДЕЛІ 6М82

Мелута Д.А., Одинцов А.В., Плічка М.С., Ткаченко Д.С., студенти гр групи ВІ-61

Сучасні машинобудівні підприємства України  не зможуть вижити в міжнародній  конкуренції, якщо не будуть випускати  нові продукти кращої якості, більш  низької вартості і за менший час. Тому в заводській практиці все частіше  використовуються засоби комп'ютерної  техніки для того, щоб автоматизувати і зв'язати задачі проектування і  виробництва. Для цієї мети, як правило, використовуються технології автоматизованого проектування (CAD), автоматизованого виробництва (САМ) та автоматизованої розробки або  конструювання (СAЕ). Таким чином, скорочується час і вартість розробки і випуску  виробів машинобудування.

Досягнення  в галузі застосування нових технологій дозволяють на базі металообробних верстатів  застарілих конструкцій швидко і  з найбільшою ефективністю створювати сучасне обладнання з розширеними  функціональними можливостями. При  цьому крім простого відновлення  верстата до робочого стану необхідне  постійне вдосконалення та впровадження власних, прогресивних технічних рішень і напрацювань.

У Сумському державному університеті розроблено проект модернізації універсального консольно-фрезерного верстата моделі 6М82. При роботі широко використовувалися  комп'ютерні технології проектування, які прискорюють і полегшують створення, змінювання, аналіз і оптимізацію  проектів.

Геометричне моделювання виконано в середовищі CAD систем КОМПАС і SolidWorks, які належать до систем автоматизованого проектування середнього рівня. За їх допомогою була вирішена одна з основних задач проектування - достовірно описана геометрія конструкції, яка значною мірою визначає всі наступні етапи життєвого циклу верстата. Для проектування конструкції використана система КОМПАС-3D, за допомогою якої створювалися тривимірні моделі окремих деталей і складальних одиниць, що в повному обсязі і достовірно описують конструкцію верстата. Геометрія, визначена в цій системі, використовувалася в якості основи для подальших операцій з аналізу взаємних переміщень деталей в процесі їх складання та безпосереднього виконання верстатом виробничих функцій (модуль Анімація, системи SolidWorks). Крім цього виконувався кінцево-елементний аналіз пружно-деформованого стану найбільш навантажених деталей (модуль CosmosWorks системи SolidWorks). 

Застосування  викладеного підходу дозволило  реалізувати одне з найбільш значущих переваг CAD, що полягає в економії часу і скорочення кількості помилок, пов'язаних з необхідністю визначати  геометрію конструкції з нуля кожного разу, коли вона потрібна для  проектування.

Універсальний консольно-фрезерний верстат моделі 6М82 проектувався на початку 80-х років. На той час він відповідав усім технологічним, функціональним, естетичним, ергономічним вимогам, тобто він був сучасним. В наш час даний верстат доволі активно використовується як індивідуально так і на підприємствах. В цілому верстат доволі надійний, практичний, але для наших часів досить застарілий.

Рисунок 1 – Застаріла модель

В першу чергу потрібно звернути увагу  на органи керування (ручки) верстата. Для того щоб скористатися деякими  ручками потрібно підійти збоку  верстата, а це призводить до незручностей. Також ми маємо велику кількість  рукояток керування верстатом, що призводить до переплутування їх. Ще існує велика вірогідність того, що за ручку можна  зачепитися. Беручи до уваги все  перераховане потрібно замінити всі  рукоятки на електричні привода, а кнопки керування вивести на на окремий пульт керування верстатом.

Коли  йде процес обробки будь-якої заготовки  в різні боки летить стружка та охолоджуюча рідина, а тому умісним було б зробити захисний екран.

Необхіно зробити захисні кожухи для всіх електроприводів верстата.

Виходячи  із усього перерахованого робимо висновок, що верстат необхідно модернізувати.

Кнопки  «Пуск» та «Стоп»  повинні знаходитись в найбільш зручному для використання місці, в такому, щоб людина, яка працює за цим верстатом мала можливість дотягнутися до кнопок в будь-яку мить. Також кнопки повинні мати такий колір, щоб вирізнятися на фоні всього верстата.

Приводи переміщень та подач приводяться  в дію механічно, оператором верстата. Ці приводи потрібно замінити на електричні та всі кнопки керування вивести  на окремий пульт керування.

Конструкцією  верстата передбачена велика кількість  рукояток за допомогою яких здійснюється керування верстатом. Деякі рукоятки потрібно убрати, а замість них  зробити електричне керування. Всі  кнопки верстата потрібно вивести на окремий пульт. 

Рисунок 2 – Захисний екран модернізованого консольно-фрезерного верстата моделі 6М82

Необхідно встановити захисний кожух на двигун  коробки подач, який захищав би його від бруду, стружки, охолоджуючої рідини. В першу чергу захисний екран встановлюється для того щоб захистити оператора від стружки, яка вилітає із зони різання, та від заготовки, яка може вилетіти, тому екран повинен бути досить міцним. Також екран повинен дозволяти вести спостереження за процесом обробки з усіх боків. При встановленні або зміні заготовки цей екран не повинен заважати оператору.

Рисунок 3 – Пульт керування модернізованого консольно-фрезерного верстата моделі 6М82

З точки зору  критерію «гармонічна цілістність» можна сказати, що верстат моделі 6М82 виконаний доволі цілістно, і ця цілістність доволі гармонічна. Зверху верстата розташовані обидва шпинделі: горизонтальний і вертикальний. В нижній частині верстата зібрана основна кількість органів керування (ручок) верстатом, що доволі зручно та практично.

В даному верстаті ми можемо спостерігати композиційну рівновагу, тобто ми маємо  більш-менш збалансовані між собою  характеристики форми всіх елементів.

З точки зору цього критерію верстат  моделі 6М82 можна вважати рівномірно динамічним та статичним.

Верстат пофарбований в зелений колір, а  як ми знаємо, цей колір має нейтральні, заспокійливі, стимулюючі властивості. Тому можна вважати, що верстат пофарбований в оптимальний колір.

Всі  вузли та оремі частини верстата пропорційні по відношенню один до одного та до навколишнього середовища.

Згідно  з ергономічних вимог верстата колір  оптимальний і не викликає невдоволення у робітника.

Враховуючи  усі недоліки які були присутні на базовій моделі верстата 6М82  ми провели його модернізацію.

Всі рукоятки керування верстатом були замінені на електричні привода, а всі  кнопки керування цими приводами  були виведені на зовнішній пульт  керування верстатом.

Всі електропривода верстата захищені кожухами, щоб ані стружка, ані охолоджуюча  рідина не потрапляла на них і установлена  система вентиляції. 

 

Рисунок 4 – Захисний кожух модернізованого консольно-фрезерного верстата моделі 6М82 

 

Рисунок 5 – Модернізований консольно-фрезерного верстата моделі 6М82

Завдяки контрасту двох кольорів верстат  став більш цікавішим. 

Зона  обробки заготовки тепер захищена прозорим  захисним екраном, щоб захистити робітника від стружки та охолоджуючої рідини, але через нього можна спостерігати за процесом обробки з будь-якого боку.

Аналіз збирання універсально-фрезерного верстата  
(download)

Аналіз працездатності універсально-фрезерного верстата  
(download)

Аналіз збирання коробки швидкостей  
(download)

Аналіз працездатності коробки  швидкостей  
(download)

Аналіз збирання консолі  
(download)

Аналіз працездатності консолі  
(download)

Аналіз збирання коробки подач  
(download)

Аналіз працездатності коробки  подач  
(download)

Кінцево-елементний аналіз