Модернизация токарного станка с ЧПУ модели 16К20Ф3С32 с целью обеспечения возможности обработки поверхностей сложных форм

Автор работы: Пользователь скрыл имя, 09 Января 2014 в 01:07, дипломная работа

Краткое описание

Прогресс всех отраслей народного хозяйства страны неразрывно связан с уровнем развития машиностроения и его базовой отраслью, которым является станкостроение. Современному отечественному и мировому машиностроению присущи постоянное усложнение конструкции из-за увеличения номенклатуры выпускаемых изделий и частой смены объектов производства, а также требований сокращения сроков освоения новой продукции. Уровень машиностроения во многом определяет качество и количество изделий, выпускаемых всеми отраслями, обеспечивающими функционирование рыночной экономики. Поэтому эффективному развитию машиностроения уделяется внимание в настоящее время.

Содержание

1.Введение 5
2 Анализ особенностей конструкции и обоснование модернизации
токарного станка с ЧПУ мод. 16К20ФЗС32 7
2.1 Назначение и область применения станка 7
2.2 Описание детали представителя «шток» и маршрут
её обработки 9
2.3. Анализ конструкции устройств и механизмов станка 11
2.3.1 Общая компоновка станка 11
2.3.2 Описание работы отдельных узлов станка 12
2.4. Патентно-информационный поиск 18
2.5 Анализ аналогов 24
2.6. Уточнение технического задания по модернизации станка
модели 16К20Ф3С32. 24
3 Конструкторская часть 25
3.1 Общая компоновка модернизируемого станка и описание его работы 25 3.2.Особенности кинематической схемы и цепей станка 27
3.3 Гидравлическая схема и пневматическая схемы станка 30
3.4 Смазочная система 32 4 Расчетная часть 35
4.1 Обоснование и предварительный расчет приводов станка 35
4.2 Кинематический расчет 35
4.3 Определение чисел зубьев зубчатых колес 43
4.4 Силовой расчет 47
4.5 Расчет особо нагруженного зубчатого зацепления 53
4.6 Расчет шлицевого соединения 55
4.7 Расчет шкиво-ременной передачи 55
4.8 Расчет подшипников 57
4.9 Определение толщины стенок корпуса 58
4.10 Расчет муфты 58
4.11 Расчет детали «Шток» методом конечных элементов 59
5 Расширение технологических возможностей при обработке
детали на станке мод. 16К20ФЗС32 64
6 Техника безопасности и экология 77
6.1 Требования безопасности, предъявляемые к оборудованию 78
6.2 Опасные зоны оборудования и средства защиты 80
7 Технологическая часть проекта 91
Описание, назначение детали и условий работы ее основных
поверхностей, исходя из чертежа детали 91
7.2 Обоснование выбора базирующих поверхностей 95
7.3 Определения и обоснование метода получения заготовки 95
7.4 Аналитический расчет припуска на поверхность 96
7.5 Основание выбора технологического оборудования 100
7.6. Расчёт режимов резания и техническое нормирование 103
8 Организационно-экономическая часть 109
8.1 Определения эконом эффективности 109
8.2 Расчет затрат на модернизацию 111
8.3 Расчет капитальных затрат 112
8.4 Оценка экономической эффективности 113
8.5 Сетевые методы планирования 119
8.6 Организация системы качества на предприятии 120
Резюме 129
Список используемой литературы 132

Прикрепленные файлы: 1 файл

диплом16К20Ф3С32 Колмаков.doc

— 5.95 Мб (Скачать документ)

     После создания модели имеется возможность для автоматического построения с изображениями основных видов проекции сечений и разрядов, а также автоматическое нанесение размеров.

        Система поддерживает обмен данных  через следующие форматы:

IGES – для переноса в 3D изображение;

DXF – для совместимости систем AutoCad;

DWG – для передачи 2D изображения;

XT – формат ядра.

     Поддержка  технологии OLE позволяет связывать твердотельные модели сборки и чертежи с помощью системы SOLID WORKS с файлами других приложений.

  Анализ усилия детали «шток»,  согласно программы расчета, предусматривает следующие этапы.

  1. Введение

  1. Информация о файле

  1. Материалы

  1. Информация о нагрузке

  1. Свойство упражнения

  1. Контакт

  1. Результаты усилия

  1. Результаты напряжения

  1. Результаты перемещения

  1. Результаты деформации

  1. Результаты проверки проектирования

  1. Приложение

    В результате  работы проведен  анализа FEM на  деталь «Шток».  Сделаны  проектные решения исключительно на данных, представленных в дипломе. Эта информация используется как совместно с экспериментальными данными, так и практическим опытом.

Испытания в условиях эксплуатации обязательны для утверждения  окончательного проекта COSMOS Works. Это  помогает уменьшить время продвижения  проекта, но не упразднения испытаний  в условиях эксплуатации.

 

Общая информация о файле.  Имя модели: Шток

Местоположение  модели       C:\Documents and Settings\ cmen\ Рабочий стол\ Колмаков\ Шток SLDPRT

 

На рис. 4.3 представлены распечатки результатов  численного и графического отображения результатов моделирования с использованием метода конечных элементов  в программах проекта COSMOS Works.

 Их развернутое  отображение дано  на листе  7 графической части проекта.

 

 

 

 

а)

б)

в)

г)

д)

е)

Рис. 4.3.  Виды  результатов  анализа детали «шток» при  МКЭ

5.  Расширение  технологических возможностей станка

1. Приспособление для обработки фасонных поверхностей. 

АС  № З10735   МПК В  23 В 11/00   В 23 В 6/36.

Изобретение относится  к станкостроению.

Известны приспособления для обработки фасонных поверхностей.

Целью изобретения является упрощение конструкции приспособления. Это достигается тем, что копир закреплен на шпинделе станка и снабжен отверстием для установки заготовки, а механизм подачи выполнен в виде двуплечего рычага с режущим инструментом на одном конце и роликом, взаимодействующим с копиром, на другом.

На рис. 5.1 (фиг. 1) изображено предлагаемое приспособление, общий вид; на фиг. 2 — разрез по А—А фиг. 1.

Копир 1 закреплен на шпинделе станка и зажат в патроне. В копире крепится обрабатываемая деталь 2. Корпус 3 приспособления имеет прямоугольную форму и зажат в резцедержателе станка.

 Угловой рычаг 4 средней частью при помощи  винтов 5 и контргайки 6 шарнирно  прикреплен к корпусу. На одном  конце углового рычага при  помощи клиновой прокладки 7 и винта 8 зажат резец 9, а на другом— болтом 10 укреплен ролик 11. Ограничивающая планка 12 прикреплена болтом 13 и опирается на пружину 14.

В шпинделе станка закрепляется копир с обрабатываемой деталью. Корпус приспособления зажимается    в резцедержателе    суппорта станка, и суппорт станка перемещается к шпинделю с обрабатываемым изделием до тех пор, пока ролик войдет в контакт с копиром, при этом резец не соприкасается с обрабатываемой деталью.

После этого включается привод вращения шпинделя, и ролик, обкатываясь по копиру, сообщает резцу качательное движение по заданной программе. Механизм продольной подачи суппорта    резец вводится в соприкосновение с обрабатываемой деталью и начинается процесс обработки отверстия.

Форма копира может иметь  любую требуемую конфигурацию (многогранную, конусную, 15   криволинейную и т. л.).

Предмет   изобретения

Приспособление   для   обработки   фасонных   поверхностей по копиру с механизмом   подачи режущего инструмента, отличающееся тем, что-с целью упрощения   конструкции,   копир   за креплен на шпинделе станка и снабжен отверстием для установки заготовки, а механизм подачи выполнен в виде двуплечего рычага с режущим инструментом на  одном конце и рол ком, взаимодействующим с копиром,   на другом.

Рис. 5.1.  Приспособление   для   обработки   фасонных   поверхностей

2. Устройство для крепления патрона к шпинделю станка. АС 1357147. В23В 25/06.

Изобретение относится  к устройствам для установки  зажимного патрона на шпинделе станка с коррекцией его радиального положения. Целью изобретения является повышение производительности путем сокращения времени коррекции положения патрона.

Устройство содержит корпусы 1 и 2 причем корпус 1 крепится на шпинделе станка, а в корпусе 2 устанавливается кулачковый патрон. Между корпусами 1 и 2 расположены эксцентриковые втулки 3 и 4, а также кольцо, в которое входят две пары пальцев, связанные соответственно с корпусами I и 2 и расположенные во взаимно перпендикулярных плоскостях.

Концы пальцев входят в отверстие кольца по посадке движения, что обеспечивает радиальное смещение корпуса 2 относительно корпуса 1 при фиксированном угловом положении. Поворотом втулок 3 и 4 можно установить патрон с закрепленной деталью соосно со шпинделем станка, что регистрируется соответствующими шкалами. Введение кольца и пальцев позволило существенно сократить время коррекции положения патрона и повысить производительность. Корпусы 1 и 2 по наружному цилиндру снабжены одинаковыми шкалами из 600 делений.

Компенсация радиального  биения на обрабатываемой детали, зажатой в патроне, производится следующим образом. Совмещением дополнительных рисок Е эксцентриситеты (риски Д ) втулок 3 и А располагают в диаметрально противоположных местах, в результате чего патрон устанавливается со-осно шпинделю станка.

Обрабатываемую деталь зажимают в патроне и с помощью индикаторной стойки определяют величину максимального биения на соответствующей поверхности детали. Место максимального биения отмечают на детали мелом. Вращением планшайбы располагают отметку максимального биения в горизонтальной плоскости "от себя" (или "к себе").

Удерживая планшайбу, поворачивают спецключом эксцентриковые втулки 3 и А вместе так, чтобы  риски Д расположились в вертикальной плоскости.  Производя отсчеты по шкалам, спецключом поворачивают относительно корпусов каждую эксцентриковую втулку на одно и то же число делений "на себя" (или "от себя"), соответствующее величине замеренного ранее биения.

При повороте втулок в  пределах до 50 делений (30°) зависимость радиального смещения от угла поворота линейная с точностью, приемлемой для технических целей, на которые планшайба предназначается (погрешность составляет не более 0,01 мм).

При повороте эксцентриковых втулок на 50 делений радиальное смещение равно 0,5 мм, т.е. одному делению шкалы соответствует радиальное смещение 0,01 мм.

Максимальное радиальное смещение равно удвоенному эксцентриситету, т.е. 1 мм.  При повороте эксцентриковых втулок более,чем на 50 делений необходимую величину радиального смещения следует устанавливать с помощью индикаторной стойки. На рис. 5.2 дано  устройство. Полностью оно приведено на листе графической части.

Рис. 5.2. Устройство  для крепления патрона к шпинделю

 

3. Приспособление для обработки эксцентричных поверхностей на токарных автоматах . А.С. 396184, МКИ В23В 5/44.

Известны приспособления для обработки эксцентричных  поверхностей, в корпусе которых установлена циклическая передача. Инструмент получает движение подачи от шпинделя станка.

Предлагаемое приспособление предназначено для токарных автоматов и позволяет быстро переналаживать инструмент па обработку эксцентричных поверхностей.

Для этого корпус, сцепленный со шпинделем и с помощью переходной втулки установленный в гнезде револьверной головки токарного автомата, выполнен переставным относительно центра шпинделя детали, для чего он снабжен хвостовиком, входящим в эксцентричное отверстие поворотной регулировочной втулки, которая связана с приводной шестерней планетарного редуктора и установлена в переходной втулке приспособления соосно обойме с резцами, а солнечное кольцо планетарного редуктора, сопряженное с корпусом, выполнено так же, как и корпус, переставным относительно центра шпинделя детали и снабжено пазом для установки поводка, осуществляющего его связь с переходной втулкой в гнезде револьверной головки автомата.

Приспособление состоит  из обоймы 1 с резцами, корпуса 2. двух подпружиненных штырей 3, центрального солнечного колеса плане тарного редуктора 4, паразитной шестерни 5 поводка 6, регулировочной втулки 7 и переходной втулки 8 для установки в револьверную головку автомата.

Вращение шпинделя детали 9 передаете корпусу 2. На корпусе  установлена шестерня 5, которая, обкатываясь  по неподвижном солнечному колесу планетарного редуктора зацепляется с зубчатым хвостовиком обойм 1 и сообщает ей вращение. Обойма 1 установлена в корпусе 2 эксцентрично относительно оси шпинделя детали 9.

Величина эксцентриситета может  изменяться путем взаимно разворота  хвостовика корпуса 2 в эксцентричном  отверстии регулировочной втулки 7. Взаимное расположение фиксируется зубьям выполненными па их торцах после чего хвостовик корпуса регулировочную втулку стягивают гайкой 1 Регулировочная втулка 7 при работе вращается вместе с корпусом 2 в гнезде переходной втулки 8.

Резцы получают движение форм образования от планетарного редуктор, а продольная подача осуществлена револьверной головкой автомата, перемещающей корпус 2 с обоймой 1 по штырям 3.

Предмет изобретения

Приспособление для обработки  эксцентричных  поверхностей на отличающееся тем, что, с целью регулировки эксцентриситета обоймы с резцами, корпус выполнен переставным относительно центра шпинделя детали, для чего он снабжен хвостовиком, входящим в эксцентричное отверстие поворотной регулировочной втулки, которая связана с приводной шестерней планетарного редуктора и установлена в переходной втулке приспособления соосно обойме с резцами, а солнечное колесо планетарного редуктора, сопряженное с корпусом, выполнено так же, как и корпус, переставным относительно центра шпинделя детали и снабжено пазом для установки поводка, осуществляющего его связь с переходной втулкой в гнезде револьверной головки автомата.

Рис. 5.3. Приспособление для обработки эксцентричных поверхностей

 

4. Устройство для  обработки сферических поверхностей. АС.611721.

В 23 В 5/40. Изобретение  относится к  обработке металлов резанием, в частности к обработке на токарных станках сферических поверхностей.

Известно устройство для  обработки  сферических поверхностей, содержащее резцедержатель с приводом его вращения. С целью расширения технологических возможностей в предлагаемом устройстве резцедержатель выполнен грибовидной формы с кольцеобразным пазом и установлен на связанной с приводным вялом направляющей, в которой выполнены прорезь для резцов и отверстия для их шарнирного крепления. 

На фиг. 1 изображено устройство для  обработки сферических поверхностей  типа шара, вид сверху; на фиг. 2 - то же, вид сбоку; на фиг.  3 направляющая.

Направляющая 1  устройства снабжена резьбой 2.  На одном  конце направляющей 1 выполнены паз 3 и поперечное сквозное отверстие 4,  а другой конец соединен с валом 5 электропривода 6. На направляющую 1  навинчивается грибовидный держатель 7, имеющий кольцеобразный паз 8, Симметричные резцы 9 с одного конца имеют режущие грани 10,  а с другого - круглые утолщения 11.входящие в паз 8. Резцы 9 расположены в пазу 3 направляющей 1 и посредством   шпильки   12 закреплены в направляющей шарнирно. Держатель 7 фиксируется контргайкой 13.

Деталь  14 устанавливают в патрон токарного станка.   Перед началом работы перемещением грибовидного держателя 7 устанавливают расстояние между режущими гранями резцов 9,  определяющее размеры получаемой шаровидной детали  14. Затем включают токарный станок» обеспечивая вращение    детали  14, и привод 6, закрепленный на верхних салазках суппорта токарного станка. При перемещении устройства поперек вращающейся детали 14 режущие грани 10 резцов 9 обрабатывают деталь, обтачивая шаровую поверхность.

Информация о работе Модернизация токарного станка с ЧПУ модели 16К20Ф3С32 с целью обеспечения возможности обработки поверхностей сложных форм