Yoga-mgn.ru

Строительный журнал
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Токарный шпиндельный узел: эксплуатационные свойства

Токарный станок Универсал-2, Универсал-3 отличия, характеристики

Станки серии «Универсал» выпускаются известным московским заводом «Станкоконструкция» и относятся к специализированному типу оборудований для работы в домашних условиях. Наиболее распространенными моделями считаются Универсал 2 и 3. Они имеют конструкцию, которая позволяет выполнять множество видов токарных работ по таким материалам, как: древесина, различные металлы, полимерные заготовки.

Особенности и область применения Универсал-2

Данная модель подразумевает использование дополнительных устройств и инструментов, входящих в комплектацию станка. За счет этого спектр работ существенно увеличивается, поэтому механической обработке подлежат заготовки из дерева, пластмассы, металла и других материалов. Благодаря простоте и скорости переналадки токарно-винторезного настольного станка Универсал-2 он считается универсальным и позволяет осуществлять такие действия:

  • сверление отверстий различного диаметра;
  • Обработка и расточка отверстий;
  • нарезание резьбы с определенным шагом.

Основной особенностью этого токарного станка считается допустимость переключения положений шпиндельного узла относительно основания. Такая манипуляция обеспечивает выполнение не только типовых работ, но и множество дополнительных токарных операций. Этот нюанс напрямую влияет на качество обработки материала. Перед проведением переналадки станка необходимо обязательно изучить особенности конструкции, а также технические параметры станка.

В стандартном оснащении станок имеет вполне обычный вид. Главный привод с коробкой передач, салазки, а также задняя и передняя бабки расположены на основании – станине. Однако для расширения функциональности токарного станка можно осуществить некоторые изменения в конструкции. При изменении положения шпиндельной части на 90° появляется возможность проведения токарно-фрезеровочных работ и сверления заготовок.

Переналадка станка Универсал-2 достаточно простая, если руководствоваться инструкцией. Чтобы выполнять сверление требуется раскрутка основных винтов, которые размещаются на защитном корпусе шпинделя и главного привода. Далее на основание ставится опора в вертикальном положении, а сверху устанавливается блок с электрическим мотором и другими элементами. Все необходимые детали для проведения таких действий поставляются в типовой комплектации.

Изучив паспортные данные станка по металлу Универсал-2 можно заметить, что он обладает достаточно высокими эксплуатационными свойствами. Это характеризуется профессионализмом и качеством изготовления оборудования. Однако даже при таких нюансах производство моделей подобного рода остановилось. На сегодняшний день выпускаются узкоспециализированные станки с не менее хорошими показателями.

Что касается технических данных станка Универсал-2:

  • Вес – 38 кг, поэтому его можно легко переставлять и транспортировать без привлечения техники.
  • Габариты – 66,5х35,2х22,7 см.
  • Токарное оборудование устанавливается на рабочий стол или другое устойчивое основание.
  • Отсутствует механизм регулировки положения, поэтому следует монтировать на ровную поверхность.
  • Максимальный диаметр детали для обрабатывания: над суппортом – 60 мм, над станиной – 125 мм.
  • Максимальная длина металлической или деревянной заготовки равняется 180 мм.
  • При обработке металла диаметр отверстия достигает 6 мм.
  • Высота детали должна составлять не более 100 мм, если она располагается под сверлом.
  • Высота резца станка Универсал-2 достигает 8 мм.
  • Размеры рабочего стола: при фрезеровании – 90х160 мм, при работе с пилой круглого типа – 180х180 мм.
  • Максимальная толщина заготовки для распила – 1,5 см.
  • Суппорт может менять положение в продольном направлении на 16 см, в поперечном – на 6 см,.
  • Ширина заготовки для строгания должна составлять не более 3 см.

Настольный станок укомплектован главным приводом в основе которого имеется электродвигатель с частотой вращения около 2600 об/мин и мощностью 250 Вт. Данное оборудование при определенной комплектации способно нарезать резьбу метрического типа.

Использование токарного станка Универсал-3

Модель является одним из самых востребованных и не уступает предыдущей по эксплуатационным качествам и возможностям. Токарно-фрезерный станок не используется в серийном производстве, однако достаточно популярен для выполнения работ «на дому».

Основным направлением использования Универсал-3 является механическая обработка деталей из черных и цветных металлов, пластмассы, древесины и различных полимерных материалов. Он также имеет дополнительные инструменты, которые делают его многофункциональным. Основными возможностями токарного станка можно назвать:

  • сверление и расточка отверстий
  • токарно-фрезерные и плоскошлифовальные работы;
  • заточка изделий;
  • распил, фугование и вырезка по контуру.

Также стоит отметить, что в качестве заготовки может применяться прутковый материал, если шпиндель полого типа. Конструктивно он является настольным станком. Его работа заключается в обработке изделий посредством вращения и воздействия резцов различной формы и размеров на поверхность. Благодаря этому он может использоваться в частных целях, не занимая много места.

Токарное оборудование имеет стандартную компоновку, при этом все элементы могут заменяться аналогичными при любых условиях эксплуатации. Это существенно упрощает техническое обслуживание и очистку и ремонт. Станина изготавливается по технологии литья и располагает на себе следующие детали: передняя и задняя бабки, крепежная деталь для электродвигателя, а также ходовой винт, обеспечивающий продольное смещение суппорта относительно основания.

Конструктивные нюансы станка модели Универсал-3:

  1. Все основные элементы выполнены из чугуна высокого качества с искусственным старением.
  2. Продольное смещение суппорта может производиться без предварительной остановки шпинделя или изменения вращательной функции.
  3. Так как элементы устанавливаются в цилиндрическую направляющую полого типа, существенно снижается риск попадания древесной или металлической стружки в механизм. За счет этого обеспечивается должная безопасность при работе с токарным станком.

В комплект включены все необходимые принадлежности, повышающие эффективность оборудования и область применения.

В качестве дополнительных компонентов в комплектации настольного станка выступают резцедержатели двух типов:

  1. подвижный;
  2. неподвижный.

Первый вариант позволяет создавать детали с конусной поверхностью. Зажимной механизм обеспечивается за счет прочных цанговых деталей, которые вмонтированы в резцедержатель и бабку шпинделя. Чтобы проводить сверление отверстий определенного диаметра на суппорт закрепляется специальное фрезерно-сверлильное устройства.

Технические свойства токарного станка

Оборудование отличается отличными эксплуатационными показателями, несмотря на простоту его исполнения. Полный вес токарного многофункционального станка составляет 60 кг, при этом его габариты в собранном виде равняются 675х410х280 мм. Такие размеры позволяют разместить его в домашних условиях, особенно если есть ограничения в свободном пространстве. Важно, что он должен стоят таким образом, чтобы обеспечивался доступ со всех сторон.

Основные технические показатели:

  1. Диаметр заготовок должен не превышать: над суппортом – 90 мм, над станиной – 150 мм.
  2. Длина используемых деталей – не более 250 мм.
  3. Токарный станок способен сверлить отверстия до 8 мм.
  4. Шпиндель имеет отверстие 1,5 см.
  5. При условии прямого вращения доступно 9 ступеней.
  6. Частота вращения шпинделя составляет 200-3200 оборотов в минуту в зависимости от положения коробки подач.
  7. Передняя бабка может перемещаться на 3 см.
  8. Смещение суппорта возможно в продольном направлении – 215 мм, в поперечном – 90 мм.
  9. Продольные подачи варьируются в пределах 0,05-0,175 мм/об.
  10. В качестве привода токарного оборудования выступает электрический мотор мощностью 370 Вт.

Для работы Универсал-3 требуется проведение обычной однофазной сети с напряжением до 220 В. Токарный станок этого типа, так же как и Универсал-2, способен выполнять нарезку метрической резьбы на заготовках.

«Слабые места» отечественных токарных станков

Автор: Александр Ситников, специально для Equipnet.ru
Фотография с сайта prodat-kupit.com

И зобретённый в 650 году до н.э., токарный станок претерпел революционные изменения, и является в наше время неотъемлемым оборудованием любого машиностроительного производства. Рассматривая данный вид оборудования с точки зрения надежности, следует отметить, что они являются сложными техническими системами с жесткими обратными связями, и состоят из механической и электрической составляющей, для которых характерны ухудшение технических параметров в процессе эксплуатации.

Это, прежде всего, выражается в естественном изменении геометрии, как таковой, т.е. детали токарного станка, подвергаясь механическим и эрозионным воздействиям, в течение времени меняются в размерах. В результате чего их взаиморасположение в пространстве не соответствует проектной документации, а параллельности в конструкции нарушаются, что, безусловно, сказывается на жесткости станка в целом, его отдельных элементов и приводит к поломкам токарного станка.

Читать еще:  Винтовые металлические лестницы: 4 основных вида

Самому сильному физическому воздействию подвергаются в первую очередь движущие элементы – гидравлические системы и электрические привода. Причем, именно гидравлика является основным «больным» местом в любом токарном станке. Причина поломок гидравлики и смежных с ними систем достаточно банальная: уплотнители, прокладки и сальники крайне ненадежны и очень быстро дают протечки. Техническое масло начинает течь, попадая на пол и вызывая опасность для работника или в бак смазочно-охлаждающей жидкости. СОЖ при этом густеет, плохо прокачивается, вследствие чего инструмент перегревается, оказывает более жесткое воздействие на обрабатываемую деталь, провоцируя перегрев и даже поломку электропривода.

Внезапно возникающие нагрузки на электродвигатель при выполнении токарных работ приводят к поломкам в электрощитках. Кроме того, заливаемое масло не всегда соответствует предъявляемым требованиям (может быть более вязким, в том числе и по причине холода в производственном помещении), и, как следствие, не обеспечивает в токарном станке качественную централизованную смазку, увеличивая износ трущихся поверхностей, провоцируя перегрев насосов, заклинивание и разрушение узлов станка.

Ещё одна причина поломок, вызванная падением давления в гидравлической системе и которую обязательно надо озвучить, заключается в ослаблении зажима детали, а это может привести к выбиванию заготовки и аварии. Эту проблему должны решать датчики и контролеры давления, но они не всегда своевременно срабатывают.

В качестве примера, связанного с неполадками в гидросистеме, производственники назвали журналисту www.Equipnet.ru частые поломки в бесцентрово-токарных обдирочных станках 9А340Ф1 и КЖ9340, работа которых характеризуется значительными динамическими нагрузками:

  • нарушение подачи смазывающего масла в шпиндельный узел, вызывает преждевременное разрушение манжет в системах «Масло-воздух»;
  • по той же причине разрушение подшипников на подающих роликах, может быть вызвано падением обрабатываемой детали на ролики;
  • недостаточность давления в прижимном гидроцилиндре, вызывает прокручивание обрабатываемой детали в тисах;
  • перегрев маслостанции по причинам нехватки масла, некондиционного масла, наличия случайных деталей между трущимися поверхностями.

В конечном этапе, это может привести к поломке гидронасосов и/или помпы в системе охлаждения.

Кроме гидравлики и электродвигателей, являющих зоной риска работоспособности токарных станков, следует акцентировать внимание на «движущей» механике – подшипниках качения и зубчатых передач. В результате влияния высокочастотной вибрации возможны процессы задевания и кавитации. Если, например, в коробке передач на зубчатых колесах имеются дефекты, то велика вероятность задевания и заклинивания, что может привести к выходу из строя соответствующей пары.

Изучая специальную литературу, аналитик портала www.Equipnet.ru, всё же обратился в мастерскую для опроса специалистов, занимающих ремонтом отечественных токарных станков. Как выяснилось, в российских машинах всех типов наиболее часто возникают всевозможные люфты, дробления, вибрации, отрицательно сказывающие на качестве обработке детали, или делающие невозможной работу станка.

Подобные ремонтные работы относятся к простым, как, впрочем, и замена различных подшипников, и регулировка координат станка. К более сложным, относят восстановительные мероприятия по каретке и суппортам клиньев, а также по изношенным винтовым парам привода салазок суппорта, резцедержке и ходовому валу подъема задней бабки. К работам, требующей значительных затрат, относят исправление геометрии токарного станка в целом. Достаточно часто в токарных станках ремонтируют переднюю бабку, коробку передач, фартук станка. В токарных автоматических станков и станков с ЧПУ часто выходят из строя инструментальные головки и теряют точность датчики позиционирования.

Шпиндельный узел токарного станка: моделирование диагностических ситуаций

Шпиндельный узел токарного станка и его техническое состояние напрямую влияет на стабильность показателей качества поверхности деталей, обрабатываемых на токарных станках. Особое влияние имеет передняя опора шпинделя, которая в наибольшей степени испытывает воздействие динамических составляющих силы резания.

При эффективном диагностировании технического состояния станка и своевременных профилактических мероприятиях затраты на его техническое обслуживание и ремонт, достигающие 6-8 % совокупных производственных затрат, могут быть сокращены на 20-25 %. Таким образом, разработка методик и средств диагностирования технического состояния (особенно его экспресс-оценки) наиболее важных узлов станка, в первую очередь шпиндельных узлов токарного станка, является важной и актуальной научно-технической задачей.

С точки зрения информативности диагностических сигналов о техническом состоянии узлов станка, наиболее предпочтительны спектральные характеристики (СХ), так как они позволяют не только оценить техническое состояние конкретного узла, но и дать заключение о состоянии его элементов. Однако традиционные методики предполагают использование набора эталонных спектров (образов) Дефектных узлов, что связано с необходимостью обширных предварительных экспериментальных исследований. Кроме того, методики обработки СХ (анализ огибающих, вычисление эксцессов, кепстров и т.д.) достаточно сложны для практической реализации. Они не позволяют учитывать режимы функционирования станка, что снижает информативность и достоверность диагностирования его технического состояния.

Анализ динамических характеристик токарных станков показал, что они представляют собой сложную нелинейную систему взаимосвязанных элементов и узлов с упруго-диссипативными перекрестными связями и воздействием неконтролируемых динамических возмущений.

Для выявления узлов токарного станка, техническое состояние которых наиболее существенно влияет на показатели процесса обработки, создана обобщенная структура динамической системы механического узла, учитывающая следующие факторы: инерционные массы вращающихся валов и движущихся элементов; жесткость опор валов и ходовых винтов; жесткость элементов, передающих движение (зубчатых зацеплений, направляющих), а также износ элементов, т. е. отклонение от их нормального технического состояния. При этом динамические возмущения представляют в виде обобщенного вектора F = W[G(∆)], где W — оператор преобразования; G(∆) — функция, описывающая проявление дефектов элементов узла в параметрах его структуры; ∆ — износ элементов узла.

Динамические возмущения, воздействуя на инерционную массу этой структуры (корпус), вызывают возникновение в ней вибраций. Контролируемой величиной в данном случае является суммарный уровень вибраций, представляемый в виде обобщенного вектора Z = V[F], где V — оператор преобразования. Тогда можно записать Z = V = P[G(D)], где P — оператор преобразования.

Таким образом, задача оценки технического состояния станка в общем виде сводится к нахождению оператора Р, который позволяет по результатам измерений вибраций Z определить эксплуатационный ресурс элементов диагностируемого узла.

Для конкретизации постановки задачи примем следующее допущение: спектр контролируемого вибросигнала, характеризуемый в общем случае сложной структурой, имеет конечное множество составляющих, которому поставлено в соответствие множество состояний диагностируемого узла. В этом случае задача сводится к тому, чтобы по результатам сравнения измеренного спектра вибросигналов с определенными диагностическими признаками идентифицировать техническое состояние узла станка.

В основу диагностической модели станка положена известная модель динамических связей его основных элементов, учитывающая качественные и количественные показатели процесса обработки, а также входные и возмущающие воздействия (рис. 1). Здесь показаны следующие параметры: fшу(t) и fсп(t) — внутренние динамические возмущения; t — текущее время; ωш(t) и uсп(t) — частота вращения шпинделя и скорость подачи суппорта; Zшу(t) и Zсп(t) — измеряемые уровни вибрации; ∆xш(t), ∆xp(t) и ∆xз(t) — амплитуда вибраций соответственно шпинделя, резца и неравномерной поверхности заготовки.

Рис. 1. Структура диагностической модели токарного станка

Технологический процесс изготовления шпинделя токарного станка (стр. 1 из 22)

Министерство образования Российской Федерации

Тольяттинский Государственный Университет

Факультет Машиностроительный

Кафедра «Технология машиностроения»

Дипломный проект

Технологический процесс изготовления Шпинделя токарного станка

Научно-технический прогресс в машиностроение в значительной степени определяет развитие и совершенствование всех остальных отраслей. Важнейшими условиями ускорения научно-технического процесса являются рост производительности труда, повышение конкурентоспособности и улучшению качества.

Читать еще:  Перемычки для проемов — 4 варианта для частной застройки

Совершенствование технологических методов изготовления машин имеет при этом первостепенное значение. Качество машины, надежность, долговечность и экономичность в эксплуатации зависят не только от совершенства ее конструкции, но и от технологии производства. Применение прогрессивных высокопроизводительных методов обработки, обеспечивающих высокую точность и качество поверхностей деталей машины, методов упрочнения рабочих поверхностей, повышающих ресурс работы деталей и машины в целом — все это направлено на решение главных задач: повышения эффективности производства, конкурентоспособности и качества продукции.

Целью дипломного проекта является: разработка технологического процесса обработки детали “Шпиндель” в условиях среднесерийного производства.

1.АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ВОПРОСА

1.1 Анализ служебного назначения детали

Деталь – шпиндель входит в состав шпиндельного узла токарного станка Афток 10Д.

Основное служебное назначение шпинделя токарного станка Афток 10Д – сообщать обрабатываемой заготовке вращательное движение с определенной угловой скоростью или крутящим моментом.

На рисунке 1.1 представлен фрагмент шпиндельного узла токарного станка. На шпиндель 1 напрессованы подшипники качения 2, которые в свою очередь, запрессованы в переднюю бабку 3. Натяг подшипников осуществляется стопорными гайками 4 и 5. С помощью шпонки 6 и стопорной гайки 7 на конце шпинделя 1 устанавливается шкив 8.

В процессе работы со шкива 8 на шпиндель 1 ,через шпонку 6, передается вращательное движение, которое получает заготовка, закрепляемая в патроне. Патрон устанавливается на шпиндель спереди, базируясь по наружному конусу.

Шпиндельный узел токарного станка Афток 10Д

Шпиндель изготовляется из легированной конструкционной стали 12ХН3А ГОСТ 4543-71. Область применения стали 12ХН3А: сильно нагружаемые детали с высокой поверхностной твердостью, износоустойчивостью и вязкой сердцевиной, работающие при больших скоростях и ударных нагрузках – шпиндели, валы в подшипниках качения, шестерни сложной конфигурации и т.д.

Химический состав и механические свойства стали 12ХН3А представлены в табл. 1.1.

Таблица 1.1.
Химический состав и механические свойства стали12ХН3А

Химический состав, %

Механические свойства

— глубокое отверстие, требует при изготовлении шпинделя применение специального инструмента;

— закрытые шпоночный паз и пазы под стопорные многолапчатые шайбы;

— наличие точных конусных поверхностей;

— близко расположенные резьбовые отверстия на фланце шпинделя;

— наличие маслоотводных канавок требует применение специального инструмента – фасонного резца;

В целом конструкцию можно считать технологичной и доступной для обработки.

Кодировка поверхностей детали

Рис. 1.2.

Кодировка размеров детали

1.3 Определение типа производства и стратегия разработки

технологического процесса

Выбор типа производства проводим исходя из массы детали и ее годового объема выпуска по [2, с.24, табл.3.1].

Масса детали 16,8 кг, годовой объем выпуска – 10 тысяч штук, следовательно, тип производства – среднесерийный.

На основании выбранного типа производства разрабатываем стратегию технологического процесса и сводим ее в табл. 1.4.

Стратегия ТП для изготовления детали в условиях среднесерийного производства.

1.4 Анализ базового технологического процесса

Данная деталь – шпиндель по базовому ТП изготовляется в единичном производстве. Используемое оборудование и оснастка – универсальное. Заготовка на обработку поступает в виде проката, это увеличивает время обработки и отхода металла в стружку.

Базовый технологический процесс приведен в табл. 1.5.

Содержание базового технологического процесса

Станок токарно-винторезный 1В625М, 1В625, 1В-625 (РМЦ 2000 мм)

  • Описание
  • Отзывы
  • Задать вопрос
  • ПараметрЗначение
    Наибольший диаметр обрабатываемой заготовки:
    над станиной, мм500
    над суппортом, мм290
    над выемкой в станине, мм690
    Наибольшая длина обрабатываемой заготовки:
    над суппортом, мм2000
    над выемкой станины, мм175
    Конец шпинделя по ГОСТ 12593-936
    Центр в шпинделе с конусом морзе по ГОСТ 13214-797032-0043(кМ6)
    Центр в пиноли задней бабки7032-0039(кМ5)
    Диаметр цилиндрического отверстия в шпинделе, мм, не менее70
    Высота резца, установленного в резцедержателе, мм, не менее25
    Количество скоростей прямого вращения шпинделя, не менее24
    Количество скоростей обратного вращения шпинделя, не менее12
    Частота вращения шпинделя, мин в -1 степени10-1400
    Подача, мм/об:
    продольная0.036-22.4
    поперечная0.018-11.2
    Шаг нарезаемых резьб:
    метрических, мм0.5-224
    модульных, модуль0.5-224
    дюймовых, число ниток на один дюйм77-0.125
    питчевых, питч77-0.125
    Скорость быстрого перемещения суппорта, м/мин:
    продольного4.0
    поперечного2.0
    Цена одного деления шкалы перемещения, мм:
    каретки0.1
    нижнего суппорта0.05
    верхнего суппорта0.05
    пиноли5.00
    Цена одного деления шкалы поворота верхнего суппорта, град1.0
    Шероховатость поверхности заготовки из конструкционной стали при чистовом обтачивании, мм, не болееRa 2.0
    Суммарная мощность, кВт:8.37
    Габарит станка, мм (ДхШхВ)3800x1190x1450
    Масса станка, кг3100

    Токарно-винторезный станок модели 1В625M это новая перспективная разработка Астраханского станкостроительного завода. На данном станке можно выполнять практически все токарные операции, в том числе нарезание всех типов резьб — метрической, модульной, дюймовой и питчевой. Заготовки можно устанавливать как в центрах так и в патроне. Исполнение и категория размещения станка в части условий эксплуатации — УХЛ4 по ГОСТ 15150-69. Класс точности станка — Н по ГОСТ 8-82Е.

    Основные части станка 1В625:
    Станина – после литья подвергается искусственному старению, что уменьшает возможность деформаций. Она имеет оригинальную облегчённую конструкцию повышенной жёсткости, что подтверждено расчётами, силовыми и точностными испытаниями.
    Направляющие изготовлены из высококачественной стали, подвержены закалке. Точная шлифовка поверхности обеспечивает не только их надёжную долговечную работу, но гарантирует сохранение точности перемещения узлов на достаточно длительный срок.
    Привод главного движения – В отличие от предыдущей модификации станка 1В625, установлен 2-х скоростной электродвигатель. Это упростило кинематику передней бабки станка, что привело к увеличению его надёжности и ремонтопригодности, а также к снижению шумовых характеристик. Кроме этого расширен диапазон частот вращения шпинделя и составляет от 10 до 2000 об/мин, что позволяет использовать все возможности самого современного инструмента. В шпинделе увеличен диаметр проходного внутреннего отверстия шпинделя до 70 мм, что расширяет технологические возможности станка. Торможение шпинделя производится электромагнитной муфтой, что сокращает время остановки шпинделя и позволяет производить нарезание резьбы «в упор». В конструкции привода, для патрона, предусмотрена возможность установки на шпиндельный узел электромеханического, гидравлического или пневматического привода зажима заготовок. Увеличена жёсткость шпиндельного узла за счёт применения увеличенного типоразмера подшипников, что повышает ресурс по точности станка. Производительность станка увеличилась на 10% за счёт применения в его конструкции электромеханической системы управления шпиндельным узлом (при помощи «джойстика» и электромагнитных муфт, снижающих усилие при переключении диапазонов коробки скоростей шпиндельного узла)
    Привод подач — Станок оснащён коробкой подач и фартуком, имеющим собственный привод ускоренного перемещения суппорта и каретки, что улучшает динамику работы станка на ускоренном ходу и позволяет нарезать дюймовые резьбы с 11 и 19 -ю нитками на дюйм без замены сменных зубчатых колёс.
    Коробка скоростей, коробка подач и фартук снабжены автономными системами смазки.
    Задняя бабка оснащена механическим разгрузочным устройством, обеспечивающим плавность и лёгкость её перемещения.
    Инновационная новизна — благодаря применению запатентованных технических решений (патенты РФ №№ 68395, 68396,) обеспечена возможность обработки конических поверхностей длиной до 400 мм и углом до 14 без применения дополнительных приспособлений, например, конусной линейки.
    Удельный расход электроэнергии снижен на 10% при равнозначных условиях резания
    Устройство цифровой индикации — Применение УЦИ 5100 повысило удобство и точность отсчёта продольных и поперечных перемещений суппорта до 0,01 мм, что обеспечивает соответствие требованиям национальных и международных стандартов.
    Зубчатые колеса и валы подвергнуты специальной термообработке, что обеспечивают длительный срок службы и повышенную точность обработки.

    Станок сертифицирован на соответствие требованиям безопасности. Баланс качества, потребительских свойств и цены является оптимальным. Современный дизайн станка, удобство эксплуатации и обслуживания повышают эффективность его использования, создают дополнительные преимущества перед существующими аналогами.

    КОМПЛЕКТ ПОСТАВКИ СТАНКА 1В625-М

    — Станок в сборе;
    — Зубчатые колеса (Z= 40, 64, 73, 86, 36, 60, 101, 50, 98);
    — Наладка 1В62Г.24.299;
    — Наладка 1В62Г.24.299;
    — Наладка 1В62Г.30.902 резиновый коврик на заднюю бабку;
    — Патрон токарный 3х кулачковый D=250 мм 7100-0035 ГОСТ 2675-80;
    — Рукоятка поперечного перемещения суппорта;
    — Ремень маслонасоса;
    — Ключ электрошкафа, ограждения коробки передач;
    — Ключ запирания вводного выключателя;
    — Ключ резцедержателя;
    — Масленка;
    — Техническая документация (Руководство по эксплуатации).

    ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ОСНАСТКА (поставляется за отдельную плату):
    — Механизированная верхняя часть суппорта;
    — Механизированная верхняя часть суппорта и модернизированный фартук;
    — Преобразователь линейных перемещений и УЦИ;
    — Планшайба диам.400 мм;
    — Ограничитель продольных перемещений 1-но позиционный;
    — Специальный кронштейн (КМ 5);
    — Державка для обработки больших диаметров в ГАП;
    — Конусная линейка;
    — Шайба запорная с градуированной шкалой;
    — Электромеханический запор на шпиндель и 3-х кулачковый патрон;
    — Люнет подвижный;
    — Люнет неподвижный;

    АНАЛИЗ ДИНАМИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ШПИНДЕЛЬНОГО УЗЛА ТОКАРНОГО СТАНКА С ЧПУ ANALYSIS OF DYNAMIC CHARACTERISTICS SPINDEL ASSEMBLY CNC LATHES

      Мария Кондратович 3 лет назад Просмотров:

    1 АНАЛИЗ ДИНАМИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ШПИНДЕЛЬНОГО УЗЛА ТОКАРНОГО СТАНКА С ЧПУ Кудояров Р.Г., Перминова А. Уфимский государственный авиационный технический университет ANALYSIS OF DYNAMIC CHARACTERISTICS SPINDEL ASSEMBLY CNC LATHES На основе моделирования определены динамические характеристики шпиндельного токарного станка и их зависимости от основных параметров, с учетом которых проведено усовершенствование конструкции шпиндельного узла станка мод. 160НТ On the basis of modeling the dynamic characteristics of the spindle of the lathe and their dependence on the main parameters against which held design improvement spindle assembly machine mod. 160NT.. Динамические характеристики шпиндельного узла, вынужденные вибрации, собственная частота колебаний. Dynamic characteristics of the spindle assembly induced vibrations, natural frequency К важным показателям качества шпиндельного узла (ШУ) относятся его динамические характеристики [1]. Моделирование шпиндельного узла позволяет решать не только задачи оптимизации конструкции, но, в некоторых случаях, решать обратную задачу производить оценку жесткости опор и фактическую величину предварительного натяга (при наличии экспериментальных динамических характеристик), и на этой основе оценивать состояние опор, качество их регулировки. С помощью программы SpinDina_FE, разработанной в МГТУ «СТАНКИН» [2, 3], возможно моделирование шпиндельных узлов металлорежущих станков на различных опорах при наличии параметров, характеризующих их жесткостные и демпфирующие свойства. При динамическом расчете ШУ определяются: — собственные частоты и модальные коэффициенты демпфирования; — изгибные формы колебаний упругой системы шпиндельного узла в заданном частотном диапазоне; — амплитудно-частотные (АЧХ) и фазо-частотные характеристики шпиндельного узла по требуемой координате в зависимости от силы резания и момента, приложенных к любой узловой точке расчетной схемы. Моделирование проведено применительно к шпиндельному узлу токарного станка с ЧПУ мод. 160НТ. Шпиндель токарного станка мод. 160НТ смонтирован на пяти радиально упорных шариковых подшипниках качения. Максимальный наружный диаметр 115 мм, общая длина шпиндельного узла 594 мм. 121

    2 Расчетная модель шпиндельного узла и окно программы с параметрами модели представлены на рис. 1. Рис. 1. Рабочее окно программы и расчетная модель шпиндельного узла (SpinDina_FE). Пружины, обозначающие опоры, расположены по центру подшипников (или их тандемов). Параметры их жесткости взяты из каталога, а коэффициенты демпфирования, приняты в соответствии с рекомендациями, приведенными в работе [7]. Трехкулачковый патрон и шкив с учетом их размеров представлены в виде сосредоточенных масс. Для анализа характеристик собственных колебаний шпиндельного узла выбран частотный диапазон Гц. Произведен анализ ряда вариантов конструкций шпиндельного узла, в которых варьировались количество и расположение подшипников в передней и задней опорах, жесткостные характеристики подшипников качения, а так же конструктивные изменения в виде величин пролета и консоли шпиндельного узла. На первом этапе было проверено влияние конструктивных параметров шпиндельного узла станка мод. 160НТ на динамические характеристики (рис. 2, 3). Анализ типовой конструкции шпиндельного узла с помощью полученных зависимостей позволил установить, что наименьшее перемещение переднего конца шпинделя — при величине консоли 50 мм невозможно по конструктивным условиям, ближайшее приемлемое значение консоли соответствует 90 мм. Улучшение динамических характеристик ШУ достигается также при увеличении межопорного расстояния до 300 мм, но с 122

    3 учетом амплитуды колебаний целесообразно принять величину пролета 250 мм, т. к. полученное значение амплитуды колебания в этом варианте вполне допустимо и ведет к уменьшению габаритов ШУ. Рис. 2.Зависимость амплитуды собственных частот от величины пролета Рис. 3. Зависимость амплитуды собственных частот от величины консоли На втором этапе для выбранного варианта конструкции ШУ проверялись жесткостные характеристики опор с учетом изменения типоразмера подшипников, количества подшипников и их класса точности. Наиболее рациональным является применение варианта 3 — с 2- мя радиально-упорными шариковыми подшипниками в тандеме «О» в задней опоре и 4-мя радиально-упорными шариковыми подшипниками по схеме тандем «О» (рис. 4). 123

    4 Рис.4. График зависимости амплитуды собственных частот от вариантов исполнения опор: 1 — два радиально-упорных подшипника легкой серии в задней опоре и четыре в передней, 2 — два радиально-упорных шариковых подшипника легкой серии в задней опоре и три в передней, 3 — два радиально-упорных шариковых подшипника тяжелой серии в задней опоре и четыре в передней, 4 — два радиально-упорных шариковых подшипника тяжелой серии в задней опоре и два в передней, 5 — два радиально-упорных шариковых подшипника тяжелой серии в задней опоре и три в передней (заводской вариант опор). Исследования, проведенные с вариациями классов точности используемых подшипников, показали, что с повышением класса точности, следовательно, и грузоподъемности, динамические характеристики шпиндельного узла улучшаются, а колебания переднего конца шпинделя уменьшаются. При анализе форм колебаний оси ШУ на рабочей частоте 120 Гц оценивались два критерия: среднее и максимальное отклонения оси шпинделя (рис. 5). 124

    5 а заводской вариант конструкции ШУ б предлагаемый вариант конструкции ШУ Рис. 5 Моделирование форм колебаний шпиндельного узла Анализ расчетных АЧХ типового варианта шпиндельного узла токарного станка с ЧПУ модели 160 НТ и усовершенствованного варианта показал, что в последнем случае частота собственных колебаний ШУ максимального пика увеличилась с 228 до 265 Гц, амплитуда уменьшилась на 37% по сравнению с типовым вариантом, что характеризует повышенную виброустойчивость предлагаемого варианта конструкции. 125

    6 Выводы 1. Для токарного станка мод. 160НТ определены параметры собственных колебаний шпинделя и установлены зависимости динамических характеристик шпиндельного узла от геометрических и жесткостных параметров опор. 2. Разработан вариант усовершенствованной конструкции шпиндельного узла токарного станка мод. 160НТ (с уменьшенной длиной пролета и передней консоли), отличающийся повышенными динамическими характеристиками. Список литературы 1. Бушуев В.В. и др. Металлорежущие станки: учебник. В 2-х т. Т. 1. / В.В. Бушуев, Ю.А. Павлов, Т.М. Авраамова, Л.Я Гиловой, С.И. Досько, Ф.С. Сабиров, В.С. Хомяков, А.В. Чурилин; М.: Машиностроение, с. 2. Сабиров Ф.С, Кочинев Н.А., Хомяков В.С., Суслов Д.Н. Состав и описание работы программного комплекса «SpinDyna_FE». Москва: МГТУ «СТАНКИН», с. 16., ил. 3. Хомяков В.С. и др. Моделирование и расчет динамических характеристик шпиндельных узлов / В.С. Хомяков, Н.А. Кочинев, В.С. Ф.С. Сабиров // Вестник УГАТУ Т12, 2(30).С

Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector