Модернизация токарного автомата

 

 

Оглавление

1. ПРОЕКТИРОВАНИЕ СТАНКА. 7

1.1. Сравнительный анализ аналогичных станков и обоснование необходимости проектирования станка. 7

1.2. Компоновка станка 15

1.3. Разработка структурной схемы. 17

1.4. Определение технических характеристик станка. 19

1.5. Описание разработанных узлов и конструкций станка. 35

2. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ. 39

2.1. Определение годового экономического эффекта оборудования. 57

2.2. Расчет верхнего предела отпускной цены. 64

2.3. Расчет нижнего предела отпускной цены. 66

3. ОХРАНА ТРУДА. 68

3.1 Организация охраны труда на промышленном объекте 68

3.2 Подраздел безопасность проведения работ. 75

3.3 Пожарная безопасность. 81

4. ЗАЩИТА НАСЕЛЕНИЯ И ОБЪЕКТОВ ОТ ЧЕРЕЗВЫЧАЙНЫХ СИТУАЦИЙ. 83

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 88

Литература 89

Приложение А 91

 

 

ВВЕДЕНИЕ

В развитии технологии обработки металлов резанием происходят принципиальные изменения. Интенсификация технологических процессов  на основе применения новых конструкций  режущих инструментов, режущих инструментов из новых инструментальных материалов, повышение размерной и геометрической точности, достигаемой при обработке  ─ таков неполный перечень важнейших  направлений развития механической обработки в машиностроении.

Эффективность производства, его технический  прогресс, качество выпускаемой продукции  во многом зависит от опережающего развития производства нового оборудования, машин, станков, аппаратов, от всемерного внедрения методов технико-экономического анализа. Существующий парк станков, насчитывающий в настоящее время около четырех тысяч различных моделей, не удовлетворяет все расширяющиеся запросы потребителей. Следовательно, в будущем разнообразие станков будет все время увеличиваться и обновляться. В общем количестве станков кроме количественных, происходят и качественные изменения. В современных станках широко используются как механические, так и электрические, гидравлические, пневматические и другие устройства, что приводит к усложнению их конструкции. В конструкции машин необходимо соблюдать требования технической эстетики. Машины должны иметь красивый внешний вид, изящную, строгую отделку.

Развитие производственного оборудования предполагает решение вопросов выбора и оптимизации технических характеристик  станка, проектирования кинематической схемы станка и его узлов, обоснование  выбранных конструктивных вариантов. Проектируя машину, конструктор должен добиваться всемерного увеличения ее рентабельности и повышения экономического эффекта за весь период работы.

В соответствии с заданием в проекте  разрабатывается вертикально-токарный станок. Для финишной обработки деталей типа тел вращения в условиях мелкосерийного и серийного производства 

1. ПРОЕКТИРОВАНИЕ СТАНКА.

1. Сравнительный анализ аналогичных станков и обоснование необходимости проектирования станка.

Рисунок 1.1- Одностоечный токарно-карусельный станок модели 1512Ф1

Токарно-карусельные станки предназначены для обработки изделий большой массы с относительно небольшой длиной по сравнению с диаметром. Отличительной особенностью токарно-карусельных станков является вертикальное расположение шпинделя. На его верхнем конце находится планшайба, на которой с помощью кулачков, имеющих радиальное перемещение, устанавливается и закрепляется обрабатываемое изделие.

Изделие совершает главное вращательное движение, а инструмент, закрепленный на суппорте, - поступательное движение подачи. Шпиндель станка частично разгружен, т.к. массу изделия и силы резания  воспринимают круговые направляющие планшайбы. Токарно-карусельные станки бывают одностоечные, двух стоечные, или портальные. Одностоечные токарно-карусельные станки обычно имеют вертикальный и боковой суппорты, двух стоечные - 2 вертикальных и 1 или 2 боковых.

На одном из вертикальных суппортов  часто устанавливают поворотную револьверную головку. Привод механизмов станка обычно осуществляется от нескольких, а у тяжёлых - от многих электродвигателей, которые во время обработки передают движение шпинделю с планшайбой, суппортам  при их рабочих и холостых (ускоренных) движениях, а также служат для  закрепления поперечины, включения  тормоза и т.д.

На станках можно производить:

-Обтачивание и растачивание цилиндрических и конических поверхностей;

-Протачивание торцовых поверхностей;

-Прорезку канавок и отрезку;

-Сверление, зенкерование и развёртывание центральных отверстий;

Таблица 1.1- Технические характеристики.

Максимальный диаметр  обрабатываемой заготовки, мм	1250
Максимальная высота обрабатываемой детали, мм	1000
Наибольшая масса обрабатываемой детали, кг	6000
Диаметр планшайбы, мм	1120
Диапазон частот вращения планшайбы, об/мин	1,25…250
Диапазон рабочих подач, мм/об	0,02…10
Мощность двигателя главного привода, кВт	30
Габариты, мм	2920х2705х4100
Масса станка, кг	14800

Рисунок 1.2- Одностоечный токарно-карусельный станок модели С5116Ф1.

Одностоечный токарно-карусельный станок C5116 с УЦИ с одной стойкой предназначен для черновой и чистовой обработки деталей из черных и цветных металлов в единичном и серийном производстве.

Станок этой серии позволяет  производить обработку простых  и сложных деталей с обеспечением стабильной точности в сочетании  с широкими технологическими возможностями.

Кинематика станка позволяет производить  наружное и внутреннее точение цилиндрических и конических поверхностей, точение  торцевых поверхностей, сверление, зенкерование и развертывание отверстий в  оси детали. Узлы станка C5116 с УЦИ  в линейном направлении перемещаются по направляющим скольжения с приводом от шарико-винтовой пары.

На приводы осей X/Z установлены  сервомоторы. Плоскостность стола - 0,03 мм, торцевое биение стола - 0,025 мм, радиальное биение стола - 0,03 мм. Электрическая  часть станка отличается высокой  надежностью. Габариты и конструкция  станка C5116 с УЦИ обеспечивают легкость в работе и обслуживании.

Таблица 1.2- Технические характеристики

Вертикальный ход ползуна, мм	800
Габаритные размеры, мм	2662х2800х3550
Горизонтальный ход суппорта, мм	915
Диаметр стола, мм	1400
Диапазон подач ползуна, мм/мин	0,8…86
Количество скоростей  вращения стола	16
Количество скоростей  подач ползуна	12
Максимальная высота заготовки, мм	1000
Максимальное усилие резания  на резцедержателе, кг	2500
Максимальный вес заготовки, кг	5000
Максимальный диаметр  обработки, мм	1600
Максимальный крутящий момент, кНм	25
Мощность двигателя шпинделя, кВт	30
Скорость вращения стола, об/мин	5…160
Скорость перемещения  траверсы, мм/мин	0,66
Угол разворота суппорта, град	30
Ход траверсы, мм	850
Холостой ход суппорта, м/мин	1,8
Масса, кг	12100

Рисунок 1.3- Одностоечный токарно- карусельный станок модели С5140.

Токарно-карусельный станок C5140 с УЦИ с одной стойкой предназначен для черновой и чистовой обработки деталей из черных и цветных металлов в единичном и серийном производстве. 
Станок этой серии позволяет производить обработку простых и сложных деталей с обеспечением стабильной точности в сочетании с широкими технологическими возможностями.

Кинематика станка позволяет производить  наружное и внутреннее точение цилиндрических и конических поверхностей, точение  торцевых поверхностей, сверление, зенкерование и развертывание отверстий в  оси детали. Узлы станка C5140 с УЦИ  в линейном направлении перемещаются по направляющим скольжения с приводом от шарико-винтовой пары.

На приводы осей X/Z установлены  сервомоторы. Электрическая часть  станка отличается высокой надежностью.

Таблица1.3- Технические характеристики.

Вертикальный ход ползуна, мм	1000
Горизонтальный ход суппорта, мм	2100
Диаметр стола, мм	3220
Диапазон подач ползуна, мм/мин	0,8…86
Количество скоростей  вращения стола	Бесступенчато
Количество скоростей  подач ползуна	16
Максимальная высота заготовки, мм	2000
Максимальное усилие резания  на резцедержателе, кг	3500
Максимальный вес заготовки, кг	10000
Максимальный диаметр  обработки, мм	4000
Максимальный крутящий момент, кНм	63
Мощность двигателя шпинделя, кВт	55
Скорость вращения стола, об/мин	0,85…41
Скорость перемещения  траверсы, мм/мин	0,35
Угол разворота суппорта, град	30
Ход траверсы, мм	1400
Холостой ход суппорта, м/мин	1,8
Габаритные размеры, мм	5090х5050х4200
Масса, кг	38000

Приведем краткие технические  характеристики разрабатываемого станка в таблице ниже.

Таблица 1.4- Характеристики станка СМ1737Ф3.

Класс точности по ГОСТ 8-82	П
Масса, кг	16 000
Число шпинделей, шт	2
Передний конце шпинделя по ГОСТ 12595-85	11
Регулирование оборотов шпинделя	Бесступенчатое
Максимальные обороты  шпинделя, об/мин	2 500
Мощность электродвигателя привода главного движения (на 1 шпиндель), кВт	22 (S1)
Максимальный диаметр  обрабатываемой детали, мм	320
Максимальный диаметр  устанавливаемой заготовки, мм	400
Длинна хода по оси Х, мм	330
Длинна хода по оси Z, мм	500
Дискретность задания  перемещения по осям X и Z, мкм	1
Скорость ускоренных перемещений  суппортов по осям X и Z, м/мин	15
Количество револьверных головок, шт.	2
Количество позиций, шт	4
Количество граней револьверной головки, шт. -под установку инструмента -под измерительный датчик	3 1
Максимальное число резцедержек, шт	8
Длина, мм	7090
Ширина, мм	4295
Высота, мм	4100
Установленная мощность, кВт	76
Питающая сеть	Трехфазная, 220/380 В, 50Гц
Система управления	ЧПУ на базе комплектующих  фирмы «Siemens».

Приведем фото станка:

Рисунок1.4- Иллюстрация СМ1737Ф3.

 

1.2. Компоновка станка

Рисунок 1.5- Станок вертикально-токарный одно шпиндельный, одно суппортной.

Выполнен с вертикальной осью изделия на неподвижном столе. Подача осуществляется крестовым суппортом, в котором конструктивно заложена возможность перемещения по двум осям( Z и X).

Неподвижный стационарный блок «0» состоит из станины и вертикальной стойки. На стойке установлены суппорты для перемещения револьверной головки B с инструментом в направления «Z» и «X». Максимальное количество инструментов в револьверной головке может варьироваться в зависимости от типоразмера станка. Перемещение суппортов в горизонтальном и вертикальном направлениях осуществляется от высоко моментных электродвигателей через муфту и шарико-винтовую передачу по направляющим качения.

Управление перемещениями суппорта по двум координатам в рабочей  зоне станка производится устройством  ЧПУ. В суппорте предусмотрены жесткие упоры, ограничивающие перемещение суппорта вверх и вниз после зоны аварийного перебега.

В нижней части стационарного блока  «0» установлена шпиндельная бабка. В корпусе шпиндельной бабки установлен шпиндель на подшипниках высокого класса точности с предварительным натягом. Направление вращения шпинделя «С» может быть по часовой или против часовой стрелки, в зависимости от требований обработки. Торможение шпинделя производится электродвигателем главного движения.

Структурная формула компоновки данного  станка имеет вид:

 

где C – поворот стола;

0 – стационарный блок;

 – блок перемещения вдоль  ось ОХ;

 – перемещение вдоль ось  ОZ;

B– вспомогательное движение поворота револьверной головки, служит для выбора инструмента обработки.

 

1.3. Разработка структурной схемы.

Рисунок 1.6- Кинематическая схема разрабатываемого оборудования.

Описание кинематической структуры  станка

Движения формообразования:

- главного движения ;

- движения подачи .

Реализация. От

Система программного управления с  устройством синхронизации приводов М₂ и М₃ обеспечивают согласование движений П₂ и П₃ в соответствии с требованиями обрабатываемой поверхности, если это необходимо. При точении прямолинейных поверхностей согласования не происходит.

Синхронизация движений П2 и П3 обеспечивается посредством датчиков Дz и Дх линейного импульсного преобразователя. Импульсные сигналы от датчиков Дz и Дх поступают на СУ, по импульсному сигналу формируются управляющие сигналы, которые подаются на двигатель М₂ и М₃ соответственно и обеспечивают его работу в соответствии с формой обрабатываемой поверхности, заданной управляющей программой.