Описание конструкции и системы управления станка-прототипа

Согласно исходным данным и проекту принимаем за прототип станок токарно-винторезный с ЧПУ СБ 5582. Данная модель построена на базе токарного станка 16К20Т1 и отличается наличием системы числового программного управления и револьверной головки для режущего инструмента. Станок оснащен устройством ЧПУ «Электроника НЦ-31» с вводом программы обработки изделия с клавиатуры или кассеты внешней памяти. На УЧПУ «Электроника НЦ-31» программа визуализируется на лампах цифровой индикации. Устройство ЧПУ - контурное, оперативно управляет следящими электроприводами подач по двум координатным осям. Интерполяция - линейная и круговая. В память устройства введены стандартные рабочие циклы: точение конусов, обработка любых дуг окружности, нарезание резьбы, продольное и поперечное точение с разделением величины припуска на рабочие ходы и т. д. Такие циклы упрощают работу оператора и уменьшают время ввода программы в память устройства. Разрешающая способность по координате Z – 0,01 мм, по координате X – 0,005 мм.

Станок СБ 5582 используется для выполнения широкого ряда токарных работ: точения поверхностей вращения, прорезки канавок, подрезки торцев, нарезания различных типов резьбы. Обрабатываемые детали могут устанавливаться в патроне или центрах. Станок обладает высокой надежностью. Прочная конструкция токарно-винторезного станка16К20Т1 позволяет использовать режущий инструмент изготовленный из быстрорежущей стали или резцы с быстросъемными твердосплавными пластинами. Станок используют в единичном, мелко- и среднесерийном производстве.

Токарно-винторезные станки, как с ручным управлением, так и с ЧПУ, являются наиболее универсальными станками токарной группы для обработки деталей типа валов, дисков и втулок в единичном и серийном производствах. Эти станки обеспечивают выполнение следующих основных видов работ: обтачивание наружных цилиндрических и конических поверхностей, обработку торцовых поверхностей, прорезку канавок и отрезку, растачивание цилиндрических и конических отверстий, фасонное точение, сверление, зенкерование и развертывание отверстий, нарезание наружной и внутренней резьб резцами, метчиками и плашками. На этих станках можно производить накатывание рифленых поверхностей, выглаживание и раскатку поверхностей. Применение различных приспособлений еще больше расширяет круг работ, выполняемых на токарно-винторезных станках.

Общий вид станка изображен на рисунке 1.1.Основные технические характеристики станка приведены в таблице 1.1.

Рисунок 1.1 – Общий вид станка

Таблица 1.1 – Основные характеристики станка

Характеристика	Значение
Наибольший диаметр обрабатываемого изделия над станиной, мм
Наибольший диаметр обрабатываемого изделия над суппортом, мм
Максимальная длина обработки, мм
Диаметр отверстия в шпинделе, мм
Количество одновременно управляемых координат
Частота вращения шпинделя, об/мин	22,4
Продольная подача, мм/об	0,01
Поперечная подача, мм/об	0,005 - 1,4
Регулирование частот вращения шпинделя	ступенчатое
Количество ступеней регулирования частот вращения шпинделя
Максимальная продольная/поперечная рабочая подача, мм/мин	2000/1100
Скорость быстрых продольных/поперечных перемещений, мм/мин	6000/5000
Дискретность продольных/поперечных перемещений, мм	0,01/0,005
Шаг нарезаемой резьбы, мм	0,01 - 40,959
Число позиций револьверной головки
Наибольшие размеры поперечного сечения резца, устанавливаемого в резцедержателе, мм	25 X 25
Мощность главного электродвигателя, кВт

Окончание таблицы 1.1

Габаритные размеры станка: длина – ширина – высота, мм	3080 – 1700 – 1700
Масса станка, кг

Основные узлы станка (рисунок 1.2): 1 – основание; 2 - станина; 3 - каретка; 4 - опора левая винта продольного перемещения; 5 - бабка шпиндельная с подшипником "гаме"; 6 - привод продольного перемещения; 7 - ограждение неподвижное; 8 - привод датчика резьбонарезания; 9 - шкаф управления; 10 - ограждение подвижное; 11 - резцедержка поворотная; 12 - винтовая шариковая пара поперечного перемещения; 13 - шкаф управления; 14 - винтовая шариковая пара продольного перемещения; 15 - бабка задняя; 16 - опора продольного винта правая; 17 - электрооборудование; 18 - шкаф управления; 19 - электромеханический привод пиноли задней бабки; 20 - шкаф приводов подач; 21 - смазка централизованная; 22 - моторная установка с поликлиновой ременной передачей; 23 - автоматическая коробка скоростей (акс);24 - контроль смазки aкc; 25 - патрон механизированный с электромеханическим приводом; 26 - привод поперечного перемещения; 27 - разводка коммуникаций по станку; 28 - разводка коммуникаций по каретке; 29 - пульт управления.

Рисунок 1.2 – Расположение составных частей токарного станка

модели 16К20Т1

Органы управления (рисунок 1.3): 1 – панель управления станка; 2 – рукоятка установки диапазона частоты вращения шпинделя; 3 – ручной генератор перемещения суппорта; 4 – гнездо для рукоятки поперечного перемещения суппорта; 5 – рукоятка зажима пиноли задней бабки; 6 – пульт управления и индикации системы; 7 – рукоятка зажима задней бабки на станине; 8 – кнопка "аварийный останов"; 9 – ось ручного перемещения каретки; 10 – кнопка "схода с аварийного кулачка"; 11- переключатель "блокировка пульта управления"; 12 – переключатель охлаждения; 13 - педаль перемещения пиноли (сдвоенная); 14 - переключатель "пуск", "стоп" шпинделя и подачи; 15 – лампочка; 16 - педаль управления патроном; 17 - рукоятка переключения скоростей шпинделя.

Рисунок 1.3 – Расположение органов управления токарным станком мод. 16К20Т1

Далее рассмотрим кинематическую схему станка (рисунок 1.4). Кинематическая цепь привода главного движения получает вращение от электродвигателя и через две клиноременные передачи, автоматическую коробку скоростей и двухступенчатую коробку скоростей передается на шпиндель. Двухступенчатая коробка служит для включения вручную первого или второго диапазона частот вращения шпинделя.

В автоматической коробке скоростей есть шесть электромагнитных муфт, которые по команде от устройства ЧПУ в любой момент цикла обработки автоматически включают одну из девяти частот вращения шпинделя в одном из двух диапазонов.

Кинематическая цепь приводов подач суппорта осуществляет продольные перемещения каретки суппорта шаговым электрогидравлическим приводом, который через зубчатые колеса вращает шариковый ходовой винт, который перемещает гайку и каретку суппорта по направляющим станины.

Кинематическая цепь поворота резцедержавки. Каждый следующий поворот шестипозиционной резцедержавки для закрепления инструмента происходит от отдельного электродвигателя. Все позиции на инструментальной головке имеют гнезда для фиксатора одностороннего действия, удерживающего инструментальную головку в нужном положении и не позволяющего ей проворачиваться в обратную сторону.

Принцип работы. Главное движение – вращение шпинделя – осуществляется от электродвигателя (N=10 кВт, n =1460 мин^-1) через клиноременную передачу 130/178, автоматическую коробку скоростей типа АКС 309 – 16 – 51, клиноременную передачу 204/274, коробку скоростей шпиндельной бабки и далее на шпиндель.

Автоматическая коробка скоростей имеет шесть электромагнитных муфт ЭМ1 – ЭМ6, включением которых в разных комбинациях можно получить на выходном валу III коробки девять различных частот вращения.

В шпиндельной бабке предусмотрено переключение вручную трех диапазонов скоростей с соотношением: 1,17 : 1; 1 : 2; 1 : 8, что вместе с 9-ти скоростной коробкой скоростей обеспечивает получение 22-х скоростей шпинделя в диапазонах: 12,5..200; 50-800; 125-2000 об/мин (по 9 скоростей в каждом диапазоне) при основном исполнении станка с электродвигателем 1460 об/мин).

Шпиндель смонтирован в подшипниках конических двухрядном и однорядном. Подшипники регулируются на заводе-изготовителе станка и не требуют регулировки в процессе эксплуатации. Установка шпиндельной бабки осью шпинделя по расчетной линии центров станка на станине производится двумя винтами.

Продольная подача каретки осуществляется от шагового электрогидравлического привода (шаговый электродвигатель – гидроусилитель) через передачу 50/50 и ходовой винт с P = 10 мм шариковой винтовой пары.

Поперечная подача суппорта с поворотной резцедержавкой осуществляется аналогично от шагового электрогидравлического привода через зубчатые колеса 40/40 и ходовой винт с P = 5 мм шариковой винтовой пары.

Рисунок 1.4 – Кинематическая схема токарно-винторезного станка мод.16К20Т1