Порядок проектирования агрегатного станка. Назначение и конструирование шпиндельных коробок,

14.6. ШПИНДЕЛЬНЫЕ КОРОБКИ

Шпиндельная коробка является специальным узлом агрегатного станка. С ее помощью производят обработку ряда отверстий с параллельными осями. В шпинделях коробки устанавливают одинаковые или разные инструменты. Каждый шпиндель получает вращение в нужную сторону с заданной частотой. На каждый инструмент передается требуемый крутящий момент.

Шпиндельная коробка почти полностью состоит из унифицированных элементов. Валы и шпиндели расположены в чугунном литом корпусе, в состав которого входят собственно корпус, задняя плита и крышка. Задняя плита крепится к упорному угольнику. Крышка служит резервуаром для масла при вертикальном положении коробки. Применяют шпиндельные коробки 24 типоразмеров. Промежуточные валы диаметром 20...50 мм помещаются на подшипниках с установочными кольцами, диаметром 60 и 75 мм - без установочных колец. Шпиндели монтируются на радиальных подшипниках, которые для повышения жесткости узла разнесены в пределах толщины стенки корпуса. Удлинители с режущими инструментами крепятся в шпинделе стопорными винтами. Зубчатые колеса в коробке размещены в четырех рядах. Два ряда (/ и //) расположены в корпусе, один (0) – в полости передней крышки, один (III) — в полости, образованной задней плитой.

Проектирование шпиндельных коробок автоматизировано. На первом этапе конструктор вручную разрабатывает ее кинематическую схему, а затем заносит в бланк исходной информации данные о размерах шпинделей, о нагрузках на них, модули и числа зубьев колес, координаты осей валов и др. Информация вводится в ЭВМ. Вычислительная машина выполняет кинематический и силовой расчеты, проверяет пространственную совместимость деталей и узлов. В результате проектирования она выдает таблицы сборок валов и шпинделей, спецификации, таблицы расточек и подрезок в корпусных деталях и другую документацию, необходимую для вычерчивания шпиндельной коробки и изготовления ее корпусных деталей. Корпусные детали обрабатываются в полуавтоматическом режиме на многоцелевых станках с ЧПУ.

14.7. ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЬ ПРОЕКТИРОВАНИЯ АГРЕГАТНОГО СТАНКА

Основным документом на проектирование агрегатного станка является техническое задание. В него включают чертеж обрабатываемой детали, на котором выделяют поверхности, подлежащие обработке на станке; годовую программу выпуска деталей; вид смазочно-охлаждающей жидкости.

Выделяют базовые поверхности детали с расчетом, что при их использовании будет гарантирована заданная точность обработки. Выбор базовых поверхностей связан также с компоновкой станка, на котором предполагается ее обрабатывать.

На станках компоновок первого типа обрабатываемые заготовки остаются неподвижными в течение всего цикла обработки. Станки не имеют устройства для их периодического транспортирования. Станки обеспечивают относительно высокую точность детали, так как при одной установке можно обрабатывать ее точно связанные поверхности.

Станки компоновок второго типа имеют транспортное устройство для обрабатываемых деталей в виде поворотного делительного стола.

Боковые поверхности детали обрабатываются инструментами, установленными на силовых узлах, помещенных на горизонтальных боковых станинах. Производительность обработки может быть повышена при совмещении времени установки и съема деталей с временем обработки.

Станки компоновок третьего типа имеют транспортное устройство для. обрабатываемых заготовок в виде делительного барабана с горизонтальной осью вращения. На его гранях находятся приспособления для закрепления заготовок. на горизонтальных силовых узлах установленных с одной или с двух сторон, помещают шпиндельные коробки, перекрывающие все позиции барабана. На таких станках часто обрабатывают детали с двух противоположных сторон (корпусные, трубы, валы). С помощью небольших подвесных головок обрабатывают и другие поверхности.

Станки компоновок четвертого типа имеют многопозиционный линейно

перемещающийся стол. Обрабатываются крупногабаритные детали или много одинаковых элементов, обработка которых должна быть распределена между двумя-тремя позициями станка.

Циклограмму станка оформляют в виде таблицы. Слева перечисляют элементы цикла станка и его механизмы. На горизонтальной оси откладывают продолжительность каждого элемента цикла. Все движения делят на активные и совмещенные. Продолжительность активных движений в сумме составляет время цикла. Совмещенные движения происходят одновременно с активными. По циклограмме находят время, приходящееся на все активные вспомогательные движения tв (на установку и съем заготовки, подвод и отвод силовых узлов, перемещения транспортного устройства и т.д.). Затем определяют основное технологическое время tо.т, равное времени рабочих ходов силовых узлов: tо.т.=tц-tв

Выбирают методы обработки поверхностей и назначают режимы резания. При этом стойкость режущих инструментов должна зависеть от числа инструментов в наладке. Распределяют инструменты по силовым узлам и согласно выбранным режимам резания определяют расчетное основное технологическое время t’о.т. Если оказалось что t’о.т. меньше допускаемого tо.т. то,снижая расчётную скорость резания, увеличивают t’о.т. до tо.т.

Если t’о.т. > tо.т.,то предусматривают выполнение так называемых лимитирующих переходов по частям на нескольких последующих позициях станка или заменяют инструменты на более производительные. Для каждого инструмента определяют осевое усилие, крутящий момент, мощность резания.

После расчета режимов резания и распределения переходов по силовым узлам разрабатывают схемы обработки. Режущие инструменты изображают в положении, соответствующем окончанию обработки. Вместе с инструментом на схеме показывают шпиндель, удлинитель (оправку, борштангу, патрон и т.п.), кондукторную втулку и обрабатываемый элемент детали. Наносят размеры обрабатываемой поверхности детали, инструментальной наладки, в том числе необходимые для настройки инструмента вне станка.

Согласно чертежу обрабатываемой детали и схемам обработки, проектируют специальные режущие и вспомогательные инструменты, приспособление, шпиндельные коробки, другие оригинальные узлы. С учетом габаритов обрабатываемой детали, силовых факторов процесса резания и схем обработки по каталогам подбирают унифицированные узлы.

43 Кинематическая схема обеспечивает:

1. получение всех основных и вспомогательных движений для обеспечения заданного цикла обработки. 2. получение заданных технических параметров ст-ка: частоты вращения, силы резания, крутящего момента. 3. получение необходимой автоматизации станка за счет автоматического переключения подач, шпинделя.4––высокой производительности КПД станка при использовании коротких кинем. цепей. 5. максимальное использование стандартных, унифицированных узлов, деталей. 6 простота, удобство наладки и обслуживания.

Этапы проектирования при обработке кинем. схемы:

1.составление принципиальной схемы станка(технолог.) 2.составление структурной схемы станка(составные части станка, назначение)– схема составляется исходя из конструктивного использования привода исполн. и вспомаг. механизмов, выполнении кинем. связей между ними 3. составление компоновочной схемы станка.

На основе технолог. и стр-ной схем опр-ют: основные р-ры и составляют компанов. схему станка.

Исходные данные: р-ры обрабатываемой заготовки, режимы резания, силы резания, крутящие моменты. При составлении компановочной схемы надо решить: какой принцип использовать для привода главного движения и какой орган настройки он будет иметь. 4. составление кинематической схемы ст-ка: на основе 1,2,3 схем. Определяют частоты вращения приводов главного движения, привода подач и др. механизмов.