Расчет гидропривода многоцелевого сверлильно-фрезерно-расточного станка с числовым программным управлением

Содержание

1. Введение

1.1 Описание гидравлической схемы станка

1.2 Описание механизма расфиксации магазина

1.3 Описание гидропривода механизма расфиксации магазина

2. Расчет и выбор элементов гидропривода

2.1 Выбор рабочей жидкости

2.2 Определение рабочего давления

3. Расчет основных параметров гидроцилиндров

3.1 Приближенный расчет основных параметров силового гидроцилиндра

3.2 Уточненный расчет основных параметров силового гидроцилиндра

3.3 Расчёт гидроцилиндра на устойчивость

4. Подбор гидромотора

5. Подбор трубопроводов

5.1 Определение расхода

5.2 Допустимые скорости движения жидкости в трубопроводах

5.3 Условный проход трубопроводов

5.4 Соединение трубопроводов

5.5 Выбор гидроаппаратуры

6. Определение потерь давления и объемных потерь в системе гидропривода

6.1 Определение потерь давления

6.2 Определение объемных потерь в системе гидропривода

7. Выбор насоса

8. Расчет параметров пневмогидроаккумулятора

9. Определение параметров гидропривода

9.1 Определение КПД гидропривода

9.2 Тепловой расчет гидропривода

10. Список используемой литературы

1. Введение

Горизонтальный многоцелевой (сверлильно-фрезерно-расточный) станок с ЧПУ модель ИР800МФ4 предназначен для обработки с высокой степенью точности (обеспечивает шероховатость обработанной поверхности R_a 1,25 мкм) малогабаритных корпусных деталей из черных и цветных металлов в серийном производстве.

Рисунок 1 – Многоцелевой сверлильно-фрезерно-расточный горизонтальный станок с подвижной стойкой ИР800МФ4

Технические характеристики

Этот станок предназначен для высокопроизводительной обработки корпусных деталей массой до 1500 кг из конструкционных материалов от легких сплавов до высокопрочных сталей.

Широкий диапазон частоты вращения шпинделя и скоростей подач позволяет производить сверление, зенкерование, развертывание, растачивание точных отверстий.

Наличие поворотного стола, устанавливаемого с высокой точностью, расширяет технологические возможности станка, позволяет обрабатывать соосные отверстия консольным инструментом.

Повышенная степень точности станка обеспечивает обработку отверстий по 7, 8 квалитетам с шероховатостью поверхности Rа=2,5 мкм.

Категория качества – высшая.

Высокая степень автоматизации вспомогательных функций станка позволяет встраивать его в автоматическую линию с управлением от ЭВМ.

Все узлы станка смонтированы на жесткой Т-образной станине, которая является общим основанием.

Лобовая бесконсольная шпиндельная бабка расположена внутри портальной стойки.

Поворотный индексируемый стол перемещается по отдельной станине, которая крепится на общем основании.

Устройство автоматической смены инструмента с инструментальным магазином барабанного типа монтируется на верхнем торце стойки.

Все базовые детали имеют обребренную конструкцию и обеспечивают максимальную жесткость и виброустойчивость при высокопроизводительной обработке, гарантируют длительное сохранение точности.

Жесткий шпиндель с диаметром под передним подшипником 105 мм и конусом № 50 изготовлен из цементируемой стали с высокой поверхностной твердостью (НRC 62). Шпиндель монтируется в отдельном корпусе на прецизионных цилиндро-роликовых и упорно-радиальном шариковом подшипниках, что обеспечивает оптимальную точность, жесткость и виброустойчивость. Гидромеханическое устройство зажима инструмента в шпинделе гарантирует надежность и быстродействие крепления режущего инструмента с усилием 1250 кг.

Привод шпинделя станка осуществляется двухступенчатой коробкой скоростей от электродвигателя постоянного тока мощностью 14 кВт. В диапазоне 21 – 174 об/мин на шпинделе обеспечивается постоянный момент, а в диапазоне 182 – 3000 об/мин – постоянная мощность.

Автоматическая ориентация шпинделя с. управлением ЧПУ и механической фиксацией расширяет технологические возможности станка, позволяет производить целую серию технологических циклов, в которых необходимо отвести резец от рабочей поверхности, не повреждая изделие.

Перемещение подвижных узлов по осям X, Y, Z осуществляется от высокомоментных электродвигателей с постоянным магазином, которые через упругие муфты высокой жесткости непосредственно соединены с прецизионными шариковыми винтовыми парами, обладающими нагрузочной способностью, жесткостью и долговечностью.

«Силовое удержание» узлов при резании осуществляется следящим приводом, что исключает необходимость применения зажимных устройств.

Совершенные электроприводы подач обеспечивают постоянное время разгона и торможения.

Позиционирование осуществляется одновременно по трем координатным осям X, Y, Z.

В подвижных узлах станка применена система комбинированных направляющих, состоящих из прецизионных роликовых опор качения и антифрикционного полимерного материала, обладающего низким коэффициентом трения и высокой демпфирующей способностью. Направляющие изготовлены из высококачественной закаленной стали и отшлифованы с высокой точностью и чистотой поверхности.

Телескопическая защита надежно защищает направляющие и шариковые винтовые нары от попадания стружки и смазочно-охлаждающей жидкости и обеспечивает длительное сохранение точности станка.

Встроенный поворотный индексируемый стол имеет 72 позиции через 5°. Установка стола происходит в автоматическом режиме.

Для установки и крепления деталей на поверхности плиты-спутника имеется сетка резьбовых отверстий.

Устройство автоматической смены инструментов, состоит из вращающегося инструментального магазина барабанного типа с кодированными гнездами емкостью на 30 инструментов и манипулятора.

Выбор инструмента в любой последовательности с последующей гидромеханической фиксацией инструментального магазина осуществляется во время механической обработки, Автоматическая смена плит спутников обеспечивает работу станков в автоматическом режиме, исключая из технологического цикла обработки Z время на установку и снятие деталей. Отдельно стоящее гидромеханическое устройство, установленное перед станком, обеспечивает ориентацию и фиксацию плиты-спутника на поворотном столе станка и загрузку-разгрузку плит спутников с помощью ползуна.

Работа гидравлических механизмов на станке обеспечивается аксиально-поршневым насосом переменной производительности с автоматическим регулированием расхода, что гарантирует быстродействие исполнительных и уменьшает нагрев рабочей жидкости.

Управление гидроцилиндрами всех рабочих органов вспомогательных движений производится при помощи блочной гидроаппаратуры.

В гидросистеме станков встроен гидроаккумулятор с эластичным мешком, что обеспечивает уравновешивание шпиндельной бабки. Масло гидросистемы охлаждается в теплообменнике с воздушным охлаждением.

Пневмосистема станка предназначена для обдува воздухом конусов шпинделя и инструмента, базовых поверхностей поворотного стола и плит-спутников при их автоматической смене. Работа пневмосистемы осуществляется автоматически с управлением от системы ЧПУ переключением воздухораспределителей.

Смазка всех трущихся деталей станка и подшипников шпинделя – автоматическая централизованная дозированная от отдельной установки, шестерен и подшипников главного привода – непрерывная циркуляционная от отдельного насоса, расположенного в гидростанции.

В станке предусмотрены подача жидкой и распыленной смазочно-охлаждающей жидкости в зону резания и сток в отдельно стоящий бак по сигналу с ЧПУ. Зона резания имеет ограждение для защиты оператора и окружающей среды от разбрызгивания эмульсии.

Устройство автоматической сборки стружки исключает затраты рабочего времени на уборку стружки вручную и облегчает условия рабочего-станочника.

Гидросистема станка осуществляет следующие функции:

- -уравновешивание шпиндельной коробки специальным гидроцилиндром

- - переключение механических ступеней привода главного движения

- - угловую ориентацию шпинделя

- - смену инструментов манипулятором

- - орексацию инструментального магазина

- - разжим зажим поворотного стола и столов спутников

- - автоматическую смену столов-спутников.

Управление электромоментами гидрозолотников осуществляется устройством ЧПУ.

Обычно гидропривод используется из соображений контактности, плавного регулирования скорости, легкости получения поступательного и вращательного движения, хорошего качества переходного процесса; обеспечивания большого усилия на выходном звене, высокой точности позиционирования, меньшего шума при работе, по сравнению с электро и пневмоприводами.

1.1 Описание гидравлической схемы станка

Станок гидропривода состоит из следующих основных частей:

1  Энерго обеспечивающая часть

2  Исполнительная часть

3  Направляющая, контроле регулирующая аппаратура

4  Коммуникационная часть

5  Группа управления сигналами

6  Реле с электро управлением

7  Датчики конечных положений

Каждая из выше перечисленных частей включает в себя ряд устройств необходимых для работы гидросистемы.

Энергообеспечивающая часть

Это все устройства необходимые для подготовки гидро жидкости к работе в гидросистемы, элементы объединяются в носовой установке, которая состоит из гидравлического бака специальной конструкции и выполняет следующее:

1.  Хранение

2.  В баке происходит отстаивание жидкости, крупные загрязнения уходят в осадок и происходит очищение жидкости. Бак разделен на две части:

а) Жидкость выходит из системы;

б) Жидкость возвращается в насос.

3.  Охлаждение жидкости. Объем определенный для обеспечения нормальной работы. Оребренный бак улучшает условия теплообмена.

- Теплообменник устанавливают на сливе

- Фильтры удаляют механические примеси из жидкости. Бывают:

1.  Грубой степени очистки

2.  Нормальной

3.  Тонкой

По месту установки фильтров, различают приемно-всасывающий водопровод (из бака в насос). В большинстве случаев на всасывающей линии ставят фильтры грубой очистки. Назначение удалить крупные примеси не успевшие осесть в осадок. Напорные фильтры устанавливают в напорные линии. Линии высокого давления (за насосом). Сливные устанавливают на сливной линии (линия низкого давления), по которой жидкость из гидродвигателя отправляется в бак.

В процессе работы фильтры засоряются, по мере засорения, увеличивается, сопротивление продукту жидкости из-за этого снижается, КПД в целом. Определенной настройкой пружины обратного клапана преувеличение давления на входе в фильтр из-за засорения, пружина обратного клапана сжимается, и поток жидкости без фильтрации уходит в бак. Обычно фильтры служат индикатором потому, не нарушая работы гидросистемы можно произвести очистку фильтра тем самым, уменьшив его сопротивление и возврат его в работу по очистки жидкости.

Аккумулятор

Иногда насосные станции снабжают гидроаккумуляторами.

Функции:

1 Обеспечить запас рабочей жидкости для того, что бы расходовать ее во время быстрых перемещений работы механизма. В этом случае повышается эффективность работы гидропривода с неравномерной потребностью подачи, особенно с редкими пиковыми подачами

Похожие работы

Технология обработки на станках с ЧПУ

Скачать

85784

9

0

...  управляющая программа УЧПУ  устройство числового программного управления ЧПУ  числовое программное управление ВВЕДЕНИЕ Цикл лабораторно- практических занятий основан на материалах курса "Технология обработки на станках с ЧПУ" является общим для всех форм обучения- дневной и заочной. Цикл рассчитан на 34 часа лабораторно- практических занятий и включает следующие работы: ...

Разработка технологического процесса изготовления матрицы

Скачать

107588

68

16

... 7 0,8 Сверление, зенкерование, развертывание. 34 12 12,5 Растачивание 36,37,46 11 12,5 Сверление Данные методы реализованы при разработке технологического маршрута изготовления матрицы. Разработка технологического маршрута изготовления матрицы При разработке маршрута в среднесерийном производстве придерживались следующих правил: 1.Технологические операции разрабатывали по принципу ...