Технологическое оборудование автоматизированного производства

Общая тенденция развития современного станкостроения может быть охарактеризована как стремление к возможно более высокой производительности при условии обеспечения необходимой и достаточной точности, а для чистовых и отделочных станков – также высокого качества обработанной поверхности. Следствия этого – стремление:
 к сокращению штучного времени;
 к предупреждению таких деформаций системы станок – инструмент – изделие (заготовка) во время работы, которые могли бы вызвать отклонения размеров и геометрической формы обработанной детали от заданных, ограниченных соответствующими допусками;
 к предупреждению таких вибраций той же системы, результатом которых явилась бы недостаточная чистота поверхности обработанных на станке деталей.
Отсюда вытекает ряд характерных для современного станкостроения частных тенденций, важнейшими из которых являются следующие:
1. Непрерывное возрастание скоростей движения резания (скоростное резание) и подач в результате применения новых инструментальных материалов и покрытий с целью сокращения основного технологического (машинного) времени и вследствие этого – постоянное увеличение почти во всех группах станков относительного количества моделей для скоростной обработки.
2. Возрастание мощности привода станков, как результат увеличения скоростей резания, а нередко – и сечения снимаемой стружки и количества одновременно работающих инструментов.
3. Распространение различных систем бесступенчатого регулирования скоростей главного движения и подач, которые позволяют устанавливать оптимальный режим обработки, изменяя его на ходу станка, и таким образом доводить основное технологическое время до минимума.
4. Оснащение станков разнообразными вспомогательными устройствами с целью сокращения вспомогательного времени, не совмещенного с машинным временем. Сюда относятся: устройства для быстрой смены режущего инструмента; механизированные приспособления для быстрого изменения положения (например, для поворота) заготовки; механизированные рабочие агрегаты; устройства для автоматического активного контроля обрабатываемой детали; подъемные и другие устройства для облегчения загрузки заготовки и снятия обработанной детали со станка в тех случаях, когда заготовка имеет более или менее значительный вес, и др.
5. Многие станки снабжаются устройствами, расширяющими диапазон использования станка и часто исключающими необходимость в обработке детали последовательно на нескольких станках.
6. Автоматизация рабочего цикла станков с целью создания принудительного, постоянного при данной настройке ритма работы и сокращения, таким образом, вспомогательного времени, а также обеспечения необходимой точности обработки независимо от квалификации обслуживающего станок рабочего. Это позволяет вовлечь в производство рабочих, еще не получивших достаточной подготовки и не имеющих практического опыта.
7. Степень автоматизации станков постоянно возрастает.
8. Упрощение обслуживания станков, достигаемое в основном автоматизацией цикла и соответствующей системой управления, защищающей станок от аварий благодаря применению блокировочных устройств.
9. Повышение статической и динамической жесткости и виброустойчивости станков как условие увеличения скоростей рабочих движений и мощностей привода при высоких в то же время требованиях в отношении точности размеров и качества обработанных поверхностей.
Зубчатые колеса являются одними из наиболее распространенных деталей в современном машиностроении и применяются в самых различных конструкциях машин и приборов. Разнообразные области применения, общая тенденция повышения точности механизмов, увеличение скоростей обработки, стремление к передаче больших мощностей предъявляют все возрастающие требования к зубчатым передачам, а это, в свою очередь, - к зубообрабатывающим станкам. Среди которых наиболее широкое применение нашли зубофрезерные станки, чему способствовало превосходство зубофрезерования перед зубодолблением в производительности. При обработке точных зубчатых колес за зубофрезерованием следуют шлифовальные и другие доводочные операции, припуск на которые отчасти определяется точностью нарезанного зубчатого венца, а значит, уменьшить длительность цикла обработки колеса можно повысив точность зубофрезерования. Но зубофрезерные станки позволяют получать колеса 5-й степени точности только при использовании инструмента самого высокого класса точности, что приводит к удорожанию колес. Значит, повышая точность станка, можно понизить необходимую точность инструмента, следовательно и затраты на него, чего также можно добиться, увеличивая степень автоматизации станка, что позволит одному наладчику обслуживать большее количество оборудования. Но дальнейшее повышение точности и автоматизации требует разработки новых или усовершенствования существующих принципиальных схем, как самих станков, так и систем управления ими.
В данной контрольной работе проанализированы: назначение и технологические возможности станка; его общее устройство и кинематическая схема; устройство, назначение и принцип действия основных узлов и элементов конструкции станка.

Исходные данные Рассчитать настройку кинематических цепей стан¬ка 5К324:
Таблица 1 – Исходные данные для нарезания цилиндрических колес с косыми (винтовыми) зубьями методом обката на зубофрезерном станке 5К324

№ варианта Колесо Фреза Скорость резания V м/мин Подача вертикальная Sверт, мм/об

Рисунок 1 – Зубофрезерный станок модели 5К324

1. Описание формы и геометрических параметров производящих линий, необходимых для формообразования зуба заготовки

При методе обката (огибания) заготовка и зубонарезной инструмент воспроизводят движения пары сопряженных элементов зубчатой или червячной передачи. Для этого инструменту придается форма зубчатого колеса, зубчатой рейки или червяка. Эвольвентную кривую АВ зуба, опишет точка А, принадлежащая прямой СС (рис. 2, а), если эту прямую перекатывать без скольжения по неподвижной окружности F. Отрезок DE, будет касаться эвольвентной кривой во всех положениях прямой СС. Это означает, что эвольвентная кривая в данном случае будет огибающей ряда последовательных положений отрезка DE, перемещающегося вместе с прямой АС.

Рис. 3. Схемы зубонарезания методом обкатки

Для образования профиля зуба цилиндрических колес методом обката исходной рейке 1 с прямолинейным производящим контуром АВ (рис. 2, б) сообщают движение качения относительно нарезаемой заготовки (по делительной окружности D). Образуемый таким способом профиль зуба является огибающей положений производящего контура. Это исполнительное движение формообразования профиля зуба является сложным и осуществляется в станках двумя элементарными взаимосвязанными движениями. Возможны схемы нарезки зубьев при движениях П1 и В1 (рис. 2, в) или при движениях П2 и В2 (рис. 2, г). Вариант относительного движения гребенки при неподвижной заготовке в практике не используется, так как в этом случае усложняется конструкция станка. Если рейки размещены на цилиндре так, что производящие контуры располагаются по винтовой линии, то режущая рейка становится червячной фрезой, и исполнительное движение формообразования состоит из двух вращательных движений В3 и В4 (рис. 2, д). В качестве производящего контура, кроме зуба рейки, можно использовать также зубчатые цилиндрические колеса. Тогда исполнительное движение образуется из двух взаимосвязанных вращательных движений В5 и В6 (рис. 2, е) при нарезании колес с внешним зацеплением и В7, В8 при нарезании колес с внутренним зацеплением (рис. 2, ж).

2. Описание конструкции режущего инструмента, формы, размеров и относительного геометрического положения его режущих кромок
Червячные зуборезные фрезы, работающие методом обкатки, получили широкое распространение из-за следующих своих достоинств:
- высокая точность обработки зубчатых колес (до 6 степени точности)
- универсальность (одной и той же фрезой обрабатываются колеса с разным числом зубьев);
- высокая производительность (непрерывность процесса).
Червячные фрезы можно классифицировать по ряду параметров:
- по назначению - чистовые и черновые;
- по устройству - цельные и сборные;
- по виду крепления - насадные и хвостовые;
- по числу заходов - однозаходные и многозаходные;
- по конструкции зуба - затылованные и острозаточенные.
Точность червячных фрез регламентирована государственными стандартами, Классы точности чистовых фрез для цилиндрических колес: ААА, АА, А, В, С и D для получения степени точности колес соответственно от 6 до 11.

Рисунок 3 — Конструкция червячной фрезы

Основные конструктивные элементы червячной зуборезной фрезы: