Введение

 

Развитие и совершенствование конструкций станков с ЧПУ привело к появлению многоцелевых станков, которые объединили в себе эксплуатационные качества целого ряда станков обычного исполнения. Многоцелевые станки, созданные на базе токарных станков с ЧПУ и обрабатывающих центров и комбинирующие их возможности, в настоящее время являются одной из наиболее динамично развивающихся концепций металлообработки. Сочетание пятикоординатной обработки с автоматической сменой инструмента позволяет выполнять множество операций.

В станках с ЧПУ широко применяют различные механизмы периодического поворота с последующей фиксацией положения поворачиваемых узлов. К таким узлам относят:

– поворотные инструментальные шпиндели с регулируемым углом наклона, которые можно использовать с большинством типов режущего инструмента;

– позиционные столы для периодического подвода закрепленных на них заготовок к различным инструментам или в рабочую зону станка и силовые столы для передачи крутящего момента заготовке;

– револьверные головки для поочередного подвода инструмента к обрабатываемой детали;

– магазины инструментов;

– захватные органы промышленных роботов и автооператоры, поворачивающиеся на заданный угол и работающие во взаимодействии с загрузочно-разгрузочными устройствами для заготовок и магазинами для инструментов.

Эти механизмы улучшают эксплуатационные возможности и производительность станков, обеспечивают сложную траекторию перемещения инструмента, повышают качество деталей.

Одним из путей повышения эффективности использования станков с ЧПУ является применение поворотных столов, обеспечивающих обработку максимального числа поверхностей деталей с одного установа. Поворотные столы предназначены для расширения технологических возможностей станков с ЧПУ в качестве дополнительных координат.

В специальной части представленного дипломного проекта проанализированы конструкции поворотных столов, разработанных и применяемых на предприятии ОАО «Стерлитамак – М.Т.Е.» (Стерлитамакский станкостроительный завод), представлены эскизы, определены основные технические характеристики, описаны устройство и работа столов, а также рассмотрены методики расчета на точность и жесткость типовых конструкций, проведены расчеты на жесткость и точность двухосевого поворотного стола и поворотного стола модели CNC 200R. По полученным результатам выполнена оптимизация конструкции поворотного стола CNC 200R с целью повышения точности обрабатываемой детали и выполнен патентный анализ новых типовых конструкций.

1. Классификация столов, применяемых в мехатронных станках

стол поворотный махатронный двухосевой

Поворотные столы, применяемые в мехатронных станках, классифицируются по следующим признакам:

а) количество осей – одноосевые и двухосевые;

б) положение оси вращения – с горизонтальной осью вращения (преимущественно в токарных станках) и с вертикальной осью вращения для сверления отверстий и фрезерования большого количества различных деталей (фрезерные, сверлильные, расточные, зуборезные, шлифовальные станки);

в) тип привода – электромеханический, электрический, гидравлический;

Электромеханический привод разделяется на приводы с цилиндрической передачей, червячной передачей, зубчато-реечной передачей.

Цилиндрическая передача имеет следующие особенности:

– отсутствие самоторможения;

– высокий КПД;

– высокая допустимая частота вращения;

– сложная конструкция.

Червячная передача характеризуется:

– высокой редукцией при хорошей компактности;

– самоторможением;

– более высокой точностью (благодаря коэффициенту перекрытия реализуются «фильтрующие» способности передачи к погрешностям);

– низким КПД;

– ограничением частоты вращения;

– износом колеса.

г) назначение стола – силовой (для передачи крутящего момента обрабатываемой детали); позиционный (для позиционирования обрабатываемой детали); комбинированный;

д) способ торможения – при помощи гидравлического тормоза, за счет торможения электродвигателем, механическое торможение.

 

2. ............