Вертикально-сверлильный станок

ВЕРТИКАЛЬНО-СВЕРЛИЛЬНЫЙ СТАНОК С ПРОГРАММНЫМ УПРАВЛЕНИЕМ МОДЕЛИ 2Р135Ф2
1. Назначение и техническая характеристика станка Станок предназначен для сверления, зенкерования, развертывания, на­резания резьбы и других операций в деталях типа крышек, фланцев, пане­лей, кронштейнов и т.п.
Наличие на станке револьверной головки для автоматической смены инструмента и крестового стола с программным управлением позволяет осуществлять координатную обработку деталей без предварительной раз­метки и без применения кондукторов. Техническая характеристика приведена ниже: Наибольший диаметр сверления в стали 45, мм 35 Наибольший диаметр нарезаемой резьбы в стали 45, мм . . . М24*3 Число шпинделей револьверной головки 6 Число частот вращения шпинделя . 12 Диапазон частоты вращения шпинделя, об/мин 31,5-1400 Наибольший крутящий момент, Н- м 200 Наибольшее усилие подачи, Н . 15 000 Конус конца шпинделя револьверной головки по СТ СЭВ 147-75 . Морзе №4 Рис. 1. Общий вид вертикально-сверлильного станка с ЧПУ модели 2Р135Ф2: 1 - основание; 2 - колонна; 3 - крестовый стол, 4 - редукторы крестового стола; 5 - коробка скоростей; 6 суппорт револьверной головки; 7 - револь­верная головка; 8 редуктор механизма подач; 9 - пульт управления Наибольшее расстояние от торца шпинделя до поверхности стола, мм . 600 Наибольший ход суппорта, мм . 560 Число подач суппорта 18 Пределы подач суппорта, мм/мин 10-500 Скорость быстрого хода суппорта, м/мин 4 Время поворота револьверной головки, с: из 1-й во 2-ю позицию . 3,2 из 1-й в 3-ю 4,6 из 1-й в 4-ю . 5,6 из 1-й в 5-ю . 7,0 из 1-й в 6-ю . 7,6 из 6-й в 6-ю 8,6 Размеры рабочей поверхности стола, мм 400x630 Скорость быстрого перемещения стола, м/мин 3,8 Рис. 2. Общий вид пульта с обозначением органов управ­ления и символов: 1 - сигнальная лампа "Конт­роль выпрессовки инструмен­та"; 2 - кнопка "Ввод програм­мы"; 3 - кнопка "Пуск про­граммы"; 4 - кнопка "Вра­щение (пуск) шпинделя"; 5 -кнопка "Стоп шпинделя"; 6 -переключатель - "Выбор режи­мов работы (ручное управление или автоматический цикл)"; 7 переключатель "Выбор позиции револьверной головки"; 8 -сигнальная лампа "Фиксация ре­вольверной головки"; 9 - пе­реключатель "Выбор подачи суп­порта револьверной головки"; 10 - переключатель "Выбор обо­ротов шпинделя"; 11– пере­ключатель охлаждения; 12 -сигнальная лампа "Конец про­граммы"; 13 - сигнальная лам­па "Станок включен в сеть"; 14 - сигнальная лампа "Смена комплекта инструмента в ре­вольверной головке"; 15 - сиг­нальная лампа "Крайние поло­жения"; 16 - тумблер "Выбор рабочей оси"; 17 - тумблер "Выбор направления перемеще­ния рабочих органов станка"; 18 - кнопка "Поворот револь­верной головки"; 19 - тумб­лер "Выбор скорости перемеще­ния рабочих органов станка";-20 сигнальная лампа "Контроль резьбонарезания"; 21 - тумблер "Резьбонарезание"; 22 - сигнальная лампа "Предварительный стоп в цикле"; 23 - кнопка "Стоп программы"; 24 - тумблер "Технологическая остановка"; 25 - сигнальная лампа "Установка нуля"; 26 - кноп­ка "Аварийный стоп"; 27 кнопка "Установка нуля"; 28 - кнопка "Выпрессовка инструмента"; 29 кнопка "Пуск станка" Скорость медленного перемещения стола, м/мин 0,05 Наибольший ход стола, мм: поперечный 360 продольный . 560 Точность позиционирования стола, мм 0,05 Устройство ЧПУ . . позиционно-пря- моугольное моде­ли 2П323 Число управляемых осей координат (всего/одновременно)……………. 3/2 Дискретность отсчета по осям координат, мм 0,01 Наибольшая масса обрабатываемой детали на столе, кг . 200 Мощность электродвигателя привода главного движения, кВт 4 На рис. 1 показан общий вид вертикально-сверлильного станка с ЧПУ модели 2Р135Ф2, а на рис. 2 — органы управления, расположенные на пульте управления. 2. Устройство станка Механизм главного движения обеспечивает передачу вращательного движения от электродвигателя и регулировку частот вращения шпинделей револьверной головки, т.е. режущего инструмента. Он включает электро­двигатель, коробку скоростей, шлицевой вал и суппорт револьверной го­ловки (рис.3). Вращение от индивидуального электродвигателя 1 мощностью N = 4 кВт с частотой вращения п = 1000 об/мин через упругую муфту переда­ется ведущему валу / коробки скоростей, который несет на себе три зубча­тых колеса 9, 11, 13, управляемые электромагнитными муфтами ЭМ1, ЭМ2 и ЭМЗ, поочередное включение которых позволяет передать на промежуточ­ный вал // три различные частоты вращения (через зубчатые пары колес 9-2, 11-10 или 13-12). Вал // выполнен в виде втулки, свободно сидящей на валу IV и имеет четыре зубчатых колеса 12, 6, 10, 2, два из которых (6 и 2) находятся в по­стоянном зацеплении с узорчатыми колесами 7 и 5 вала ///. Путем пооче­редного включения электромагнитных муфт ЭМ4 или ЭМ5 позволяет пере­дать с вала // на вал /// две различные частоты вращения (через колеса 6-7 или 2-5)). Таким образом, вал /// может иметь шесть различных частот вращения. Включением электромагнитной муфты ЭМ6 осуществляется передача вращения с вала /// на выходной вал V коробки скоростей, обеспе­чивая верхний диапазон частот вращения шпинделей. Шесть частот нижнего диапазона вращения шпинделей револьверной го­ловки обеспечивается с помощью понижающей зубчатой передачи с вала /// на вал IV (через колеса 4 и 3) и с вала IV на вал V (через колеса 14 и 8 и управляемую электромагнитную муфту ЭМ 7). Такая конструкция при­вода для изменения частоты вращения с передачей через колеса 3/4 • 14/8 называется перебором. Вращение с выходного вала V коробки скоростей через конические колеса 28 и 29 передается шлицевому валу VI и далее через колеса суппор­та: с колеса 31 на колесо 40, с колеса 41 через колесо 39 на колесо 38, ко­торое соединяется с одним из колес 60, 61, ., 65 шпинделей револьверной головки и сообщает последним вращательное движение. Для рассматриваемого нами станка уравнение кинематической цепи главного движения nэд · iк.с · iсуп = nшп , где п — частота вращения электродвигателя, об/мин; iкс — передаточное

Рис. 3. Кинематическая схема вертикально-сверлильного станка модели 2Р135Ф2 отношение коробки скоростей; iсуп — передаточное отношение зубьев ко­лес суппорта; nшп — частота вращения шпинделя, об/мин. Подставляя в уравнение цепи главного движения конкретные значе­ния частоты вращения электродвигателя и числа зубцов колес отдельных кинематических пар, можно установить значения частот вращения шпинделя

В табл. 1 приведены числа частот вращения шпинделя револьверной головки. Суппорт револьверной головки осуществляет быстрые перемещения и рабочие подачи револьверной головки, поворот револьверной головки, ки­нематическую цепь вращения шпинделя револьверной головки (от выход­ного вала коробки скоростей до шпинделя), кинематическую цепь выпрес-совки инструмента из шпинделя револьверной головки, а также цепь смазки узла. Механизм быстрых перемещений и рабочих подач суппорта револьвер­ной головки конструктивно выполнен отдельным узлом, называемым ре­дуктором механизма подач. Он имеет пять валов и три электромагнитные муфты, смонтированные в отдельном корпусе, сельсин БС155А и фланце­вый электродвигатель постоянного тока. Рабочие перемещения суппорта (подачи суппорта) передаются по следующей кинематической цепи Таблица 1. Частота вращения шпинделя револьверной головки
Таблица 2. Рабочие подачи шпинделя револьверной головки (рис. 3): от электродвигателя постоянного тока 15 мощностью N = = 1,3 кВт с частотой вращения п = 3000 об/мин с тиристорным управле­нием через жесткую муфту вращение передается валу VII редуктора подач. С вала VII через зубчатые колеса 17 и 42 и включение электромагнитной муфты ЭМ10 вращение передается валу IX. С вала IX через зубчатые колеса 43, 45 и 48 вращение передается на вал VIII и далее через червячную переда­чу 47, 46 на ходовой винт подачи 50 суппорта револьверной головки, по которому перемещается гайка 51, имеющая жесткое соединение с суппор­том револьверной головки. Уравнение кинематической цепи рабочих подач суппорта пэд • iрп • рхв = S , где nэд — частота вращения электродвигателя; iрп — передаточное отноше­ние цепи зубчатых колес редуктора подач; РХЛ - шаг ходового винта суп­порта револьверной головки. Сочетание электродвигателя постоянного тока с тиристорным управле­нием и замедляющей кинематической цепи (цепи медленных движений) ре­дуктора позволяет получить 18 различных подач суппорта револьверной головки. В табл. 2 приведены величины рабочих подач. Быстрое перемещение суппорта осуществляется по следующей кинема­тической цепи (рис. 3): от электродвигателя 15, который в данном слу­чае вращается с максимальной частотой, через зубчатое колесо 16 вала VII, колесо 19 и включение электромагнитной муфты ЭМ9 вращение передается на вал VIH и далее через червячную передачу 47, 46 на ходовой винт 50 суп­порта револьверной головки. Величина скорости быстрого перемещения ре­вольверной головки равна 4000 об/мин. На шлицевом конце вала VIII закреплен поводок быстродействующей электромагнитной муфты ЭМ8, осуществляющий от устройства ЧПУ в нужный момент торможение приво­да подачи револьверной головки, конец ходового винта 50 соединен жест­кой муфтой с валом сельсина БС155А 44, который выполняет роль датчика обратной связи. На валу X установлена крыльчатка для разбрызгивания масла, вращение которой осуществляется через колеса 16 и 18 от вала VII. Механизм поворота револьверной головки осуществляет в нужный мо­мент поворот револьверной головки по следующей кинематической цепи (рис. 11.3): от электродвигателя 20 мощностью N = 0,75 кВт и с частотой вращения п = 1500 об/мин через зубчатые колеса 25,24,червячную передачу 32, 33 и зубчатые колеса 5 7 и 58 вращение передается револьверной головке. В процессе работы станка револьверная головка закреплена подпружин-ными тягами суппорта, находящимися в Г-образных пазах револьверной головки, и поворачиваться не может. Поэтому при включении электродви­гателя 20 червяк 32 не может повернуть червячное колесо 33 и, вращаясь, перемешается вниз. При таком перемещении червяка (а следовательно, и вала XIX) через реечные пары 35, 34 и 66, 67 вал XVI получает также пере­мещение вниз и выводит из зацепления с помощью кулачка К1 зубчатое колесо 38 цепи вращения шпинделя, одновременно с помощью кулачка К2 револьверная головка освобождается от зажима. Червяк 32 доходит до жесткого упора и через зубчатую передачу 5 7 и 58 начинает вращать револьверную головку (прямой ход). Одновременно с вращением револьверной головки через зубчатые колеса 30 я 27, коничес­кую пару 55 и 54 приводится во вращательное движение позиционный ко­мандный аппарат ПК А, который при выборе очередного шпинделя оста­навливает прямое вращение револьверной головки и включает обратное вращение путем отключения электромагнитной муфты ЭМ12 и включением электромагнитной муфты ЭМП (через колеса 22-23 и 21-49). Револьверная головка при обратном вращении доходит до жесткого упора суппорта и останавливается. При этом червяк движется вверх. При движении червяка вверх (а следовательно, и вала XIX) через реечные пары 35, 34 и 66, 67 вал XVI получает также перемещение вверх и с помощью ку­лачка К1 вводит зубчатое колесо 38 цепи вращения шпинделя в зацепление с зубчатым колесом одного из шпинделей револьверной головки (одним из колес 60-65). Одновременно кулачок К2 освобождает тяги, которые за­крепляют револьверную головку в заданной позиции. Выпрессовка режущего инструмента из шпинделей револьверной голов­ки осуществляется по следующей кинематической цепи (рис. 11.3): от электродвигателя 20 через зубчатые колеса 25, 24, 26 и 52, которые соеди­няются с валом XVJI с помощью электромагнитной муфты ЭМ13, через чер­вячную пару 36 к 37, зубчатые колеса 56 и 59 движение передается на вы-прессовывающий эксцентрик КЗ, установленный в пазу оси поворота ре­вольверной головки и осуществляющий выталкивание режущего инстру­мента. Смазка узла суппорта осуществляется масляным насосом по следую­щей кинематической цепи (рис. 3): вращение от электродвигателя 20 через зубчатые колеса 25, 24, 26, 52 и 53 передается на вал X VIII, на конце которого сидит эксцентрик К4, приводящий в движение плунжер насоса, осуществляющего смазку всего узла суппорта. Стол крестовый служит для установки и крепления обрабатываемых деталей. Он состоит из основания, салазок и стола. Стол может переме­щаться в двух взаимно перпендикулярных направлениях по заданной про­грамме: в продольном направлении (в направлении оси X') по направля­ющим салазок и в поперечном направлении (в направлении оси Y') - со­вместно с салазками. Последние перемещаются по направляющим основа­ния. Перемещение салазок и стола осуществляется с помощью передач винт—гайка качения, ходовые винты которых установлены на подшипни­ках качения. Ходовые винты приводятся во вращательное движение от редукторов крестового стола. Отсчет координат производится с помощью сельсинов БС155А, установленных соосно с ходовыми винтами.
Механизм для осуществления быстрых и медленных перемещений сто­ла относительно салазок и салазок совместно со столом конструктивно вы­полнен отдельными узлами называемыми редукторами стола. Каждый из них имеет по четыре основных вала, две электромагнитные муфты, сельсин БС155А и индивидуальный электродвигатель. Принцип работы редуктора одинаков, поэтому ниже будет описан редуктор для перемещения салазок совместно со столом. Координатное перемещение стола (позиционирова­ние) осуществляется по командам, выдаваемым устройством ЧПУ в соот­ветствии с заданной программой и уставками.
Цепь быстрого движения включается при выдаче устройством ЧПУ команды "I ступень". При этом включаются электродвигатель 83 мощ­ностью Л^ = 0,75 кВт с частотой вращения п = 1500 об/мин, электромагнит­ные муфты ЭММ и ЭМ16. Быстрое перемещение салазок со столом в попе­речном направлении передается по следующей кинематической цепи (рис. 113): от электродвигателя 83, через зубчатые колеса 77, 78, 86, 88, 81, 80 вращение передается ходовому винту 69 с шагом Рхл = 5 мм, по которому перемещается гайка 68, имеющая жесткое соединение с салазками. Ско­рость быстрого перемещения салазок со столом для данного станка равна 3,8м/мин. Цепь медленного движения включается при подходе стола к конечной точке устройством ЧПУ командой "II ступень". При этом отключается ки^ тематическая цепь, обусловливающая быстрое перемещение салазок со сто­лом, включается электромагнитная муфта ЭМ15. Медленное перемещение салазок со столом передается по следующей кинематической цепи: от электродвигателя 83, через зубчатые колеса 76,. 79, 87, 85, 84, 75, 74, 73, 82, 81 и 80 вращение передается ходовому винту 69. Скорость медленного перемещения салазок со столом для данного станка равна 0,05 м/мин. При выдаче из устройства ЧПУ команды "III ступень" происходит вы­ключение муфты ЭМ15 и за счет запаздывания ее выключения осуществля­ется медленное перемещение стола по кинематической цепи: зубчатые ко­леса 82, 81, 80, ходовой винт 69. Для данного станка величина перемещения за счет запаздывания равна 0,04 мм. При достижении столом заданной позиции (размера) Происходит вы­ключение электродвигателя и форсированное торможение привода подач тормозной муфтой, размещенной на ходовом винте. В конце этого этапа позиционирования дается команда "Стоп". Отсчет координаты произво­дится с помощью сельсина 72, установленного соосно с ходовым винтом и связанного с ним через колеса 70 и 71.