Металлорежущие станки типовые механизмы и системы металлорежущих. 1. механизмы прямолинейного движения
 Скачать 5.97 Mb.
|
|
13.5. Смазочно-охлаждающие технологические средства (СОТС) Целью применения СОТС является снижение износа режущего инструмента, улучшение качества обрабатываемой поверхности и повышение производительности труда. СОТС удаляет стружку, снижает трение (и износи тепловыделение. В зависимости от процесса резания и материала обрабатываемых деталей выбирают определенное соотношение между смазывающими и охлаждающими свойствами СОТС около 60 % теплоты обусловлено деформацией металла, 40 % – трением. Снижение трения зависит от смазывающих свойств масла, а эффективность охлаждения – от количества воды, образующей с маслом эмульсию или раствор. М Рис. 13.6. Системы для смазывания с насосным распределением а – схема многопоточного насоса б – схема насосов с единым приводом в, г – конструкции поршневого и шестеренного насосав га б р н р 100 Наибольшее применение (около 95 %) находят масляные СОТС на основе минеральных масел с добавлением присадок эмульсолы представляют собой смеси минеральных масел, эмульгаторов, проти- воизносных и противозадирных присадок и др синтетические СОТС, получаемые на базе водорастворимых полимеров полужидкие и пластичные композиции. Большое разнообразие материалов инструмента и заготовок обусловливают различные требования к СОТС. Например, низколегированную сталь, склонную к налипанию на резец, в отличие от твердой хромникелевой стали, обрабатывают с СОТС с низким содержанием присадок. Многие органические соединения азота, серы, хлора и фосфора входят в состав СОТС в качестве компонентов и присадок. При обработке в тяжелых условиях (большие скорости, труднообрабатываемый материал) следует добавлять присадки, растворимые в масле и содержащие хлор, фосфор и серу. При больших температурах при этом образуются хлориды, фосфиды и сульфиды. Серу добавляют при тяжелых нагрузках и средних скоростях. СОТС, содержащие хлор, стабильны при температуре до 500 С, фосфидные – до 700 Си сульфидные – до 1000 С. Ассортимент современных отечественных СОТС, применяемых при обработке различных материалов, приведен [11]. Подача СОТС в зону обработки При лезвийной обработке основные способы подачи СОТС следующие свободнопадающей струей поливом при давлении 0,02 0,03 МПа напорной струей через сопловые насадки под давлением 0,1 2,5 МПа в распыленном состоянии (в виде струи воздушно-жидкостной смеси. Преимущество этого способа – малый расход СОТС: 400 500 гл й эмульсии или 3 4 г/ч масла И-20А; поэтому нет необходимости в сборе и очистке СОТС. СОТС в распыленном состоянии успешно применяют в станках с ЧПУ при обработке быстрорежущими твердосплавным инструментом металлов и сплавов точением, фрезерованием, сверлением, резьбонаре- занием, развертыванием, а также при обработке инструментами из сверхтвердых материалов. На рис. 13.7 показаны рекомендуемые схемы подачи СОТС при работе различным инструментом. Эффективность применения СОТС зависит от ее расхода. 101 Необходимое количество охлаждающей жидкости определяется по формулам при охлаждении эмульсиями t N Q 14 , дм 3 /мин; (13.11) при охлаждении минеральными маслами t N Q 35 , дм 3 /мин, (13.12) где N – мощность резания, кВт t = 15 – 20 С – повышение температуры охлаждающей жидкости. в а Рис. 13.7. Рекомендуемые схемы подачи СОТС при обработке а – резцом б – фрезой в, г – шлифовальным кругом, соответственно, с подачей СОЖ в зону резания и с внезонной подачей СОЖ; д – сверлом б г д 102 При охлаждении и удалении стружки к, (13.13) где Q 1 = 10 – 30 дм 3 /мин – количество жидкости, необходимое для удаления стружки к = 2–6 – коэффициент, учитывающий теплоотвод. Для отстойников может быть использована полость в станине станка, однако для удобства обслуживания резервуар для охлаждающей жидкости выполняется в виде отдельного бака. Обычно его объем принимают равным производительности системы охлаждения за 10 12 мин. Очистка СОТС повышает долговечность СОТС, увеличивает стойкость инструмента и улучшает качество обрабатываемой поверхности. Повышается также надежность и работоспособность насосных агрегатов и узлов станка. Качество очистки СОТС регламентируется ГОСТ 17216-71 в зависимости от условий. Применяют несколько способов очистки СОТС: с помощью фильтров гравитационный с использованием отстойников центробежный с применением гидроциклонов, центрифуг магнитный с использованием сепараторов, патронов и других устройств. 103 14. УСТРОЙСТВА ДЛЯ ОТВОДА СТРУЖКИ При автоматизации и механизации удаления стружки необходимо обеспечить получение требуемой формы стружки, отвод стружки от станка, удаление стружки от автоматической или гибкой производственной системы. Наибольшее распространение получил способ отвода стружки конвейерами (с пластичными, магнитными, скребковыми и т. п. С автоматизированных участков стружку удаляют следующим образом конвейерами, установленными ниже уровня пола, на которые стружка попадает от отдельных станков с помощью автоматических транспортных тележек стружка от каждого станка собирается в контейнеры и по мере заполнения они перемещаются транспортными тележками в позицию разгрузки. Форма стружки зависит от материала и способа обработки. Отвод стружки осуществляется транспортными системами, эффективность которых зависит от правильности выбора типа и размеров, исходя из конкретных условий. При этом учитывают форму стружки, материал, особенность оборудования (компоновку, расположение зоны обработки и т. п, число рабочих смени другие факторы. В качестве исходных данных для расчета производительности транспортных систем принимают массу заготовки и детали, число заготовок, обрабатываемых в единицу времени, объем снимаемой стружки, степень использования станка. В зависимости от способа получения заготовки количество стружки от ее массы ориентировочно составляет, %: прокат – до 15, поковки до 20, чугунные отливки – до 25, отливки из цветных металлов – 60. При определении производительности рассчитывают массу или объем стружки, транспортируемой в единицу времени (кг/ч, м 3 /ч). При непрерывном перемещении стружки в конвейере, имеющем форму желоба (трубу) сечением F 0 с коэффициентом заполнения , производительность выражается через массу транспортируемой стружки следующим образом уд 0 m V F Q , (14.1) где V – скорость перемещения стружки, м/ч; 104 m уд – удельная масса, т/м 3 ; удельная масса – это масса, отнесенная к объему пространства, занимаемому стружкой, зависит от вида стружки, например, для витой большеобъемными пучками стружки m тд = 0,1 0,3; для мелкой, короткой, прямой стружки m уд = 0,8 1,0; – коэффициент заполнения, равный отношению объема стружки к объему желоба конвейера коэффициент зависит от вида конвейера и формы стружки 0,7 – 0,8 – для крупной стружки, 0,5 – 0,6 – для мелкой стружки. В зависимости от конкретных условий производства используют различные устройства для транспортирования стружки. Пластинчатые конвейеры (см. рис. 14.1) используются в станках различных групп для транспортирования всех видов стружки. В качестве рабочего органа используют бесконечную шарнирно-пластинчатую ленту 1, которая протягивается боковыми роликовыми цепями. Стальные шарнирно соединенные пластины могут изготовляться с отверстиями для отделения СОТС. Производительность определяют по формуле (14.1). Недостаток – высокая стоимость при малой длине транспортирования и износ шарнирных соединений, что приводит к попаданию стружки в зазоры и заклиниванию. Скребковые конвейеры (см. рис. 14.2 – 14.4) применяют при удалении стружки от станков и автоматических линий. Скорость перемещения до 3 м/мин. В цепном конвейере (см. рис. 14.2) стружка непрерывно перемещается и выгружается на месте выгрузки двумя боковыми цепями 1 с укрепленными на них скребками 2. Конвейер может преодолевать подъемы доне требуя тщательного ухода, и имеет сравнительно низкую стоимость. Производительность определяют по формуле (14.1). Применяют в многоцелевых, фрезерных станках для удаления короткой, раздробленной стружки. Недостаток – сложность конструкции (привод вращения звездочек) и низкая долговечность (вытягивание цепи. Конвейер непригоден для транспортирования пучковой и длинной стружки. Скребковые – штанговые конвейеры (см. рис. 14.3) применяют при токарной обработке, когда образуется большое количество витой стружки. К стальному коробу 1 приварены наклонные ерши 2, препятствующие смещению стружки приходе штанги 4 назад (штриховая линия. На штанге 4 приварены по всей длине ерши 3, острые концы которых направлены в сторону движения стружки. 105 Гидропривод 5 перемещает штангу 4 (со скоростью до 10 м/мин) впереди назад, стружка при рабочем ходе захватывается ершами и подается на шаг вперед, а при движении штанги назад стружка задерживается ершами 2. Производительность до – 100 кг/ч. Недостаток – невозможность транспортирования мелкой стружки. Скребковые конвейеры толкающего типа (рис. 14.4) имеют элементы скребково-штангового конвейера, в частности гидравлический пневматический) привод, скребки. Рис. 14.3. Скребково-штанговый конвейера схема работы б – схема транспортирования стружки Рис. 14.4. Скребковый конвейер толкающего типа а – схема работы б – схема транспортирования стружки 1 1 1 1 2 2 а 2 а б б Ход 5 4 3 3 4 Рис. 14.1. Пластинчатый конвейера схема работы б – схема транспортирования стружки Рис. 14.2. Цепной конвейера схема работы б – схема транспортирования стружки 1 1 1 2 а а б б 106 В качестве скребков использованы поворотные пластины 2, которые при прямом ходе (сплошная стрелка) опираются на элемент 1 и перемещают стружку. При обратном ходе (штриховая линия) пластина 2 поднимается стружкой и практически не перемещает ее. Применяется в расточных, фрезерных станках при образовании короткой, раздробленной стружки. Витая стружка и стружка в виде длинных спиралей транспортируется плохо. Вибрационные конвейеры (рис. 14.5). Транспортирование стружки осуществляется за счет инерции стружки и сил трения ее о поверхность лотка 1. Для обеспечения ориентирования стружки необходима асимметрия этих сил привоз- вратно-поступательных колебаниях лотка 1, которая достигается созданием гармонических колебаний лотка сам- плитудой Аи частотой под углом = 20 30 к горизонту. Под небольшим углом ( = 15 ) стружка может двигаться наверх. Для получения гармонических колебаний обычно используют эксцентриковый привод 3, который передает колебания лотку 1 через резиновые подушки 2. Лоток 1 совершает продольные (по оси хи поперечные (по оси y) колебания по закону t A y t A x sin sin ; sin Продольная составляющая скорости (х) обеспечивает перемещение стружки вдоль лотка, а поперечная – увлекает ее в колебательное движение вместе с лотком. Амплитуда колебаний А = 2 7 мм, а частота 500 700 мин. При ширине лотка более 500 мм производительность достигает 50 кг/мин и зависит от формы стружки. Применяются в фрезерных, токарных и то- карно-карусельных станках для транспортирования спиралевидной короткой стружки. Недостатки сильный шум, возможность передачи вибрации станку. Рис. 14.5. Вибрационный конвейера схема работы б – схема транспортирования стружки 1 1 2 3 а б А α y β x 107 Шнековые конвейеры рис. 14.6) имеют небольшие размеры, но характеризуются повышенным расходом энергии и износом. Для уменьшения износа один конец винта 1 соединяют с приводом с помощью плавающей муфты 3, а второй – оставляют свободным плавающим. Корыто 2 изготавливают из чугуна, а винт – из стали. Частота вращения винта n = 1 10 мин диаметр винта D = 50 250 мм. Производительность зависит от диаметра D винта, шага Р винта, частоты вращения n, коэффициента заполнения , угла наклона корыта суд 4 , (14.2) где c – коэффициент, зависящий от и составляющий 1,0; 0,8; 0,6, соответственно для равный 0; 10; Применяется в токарных автоматах, зубообрабатывающих станках для транспортирования мелкой, дробленой и короткой витой стружки. Магнитные конвейеры (рис. 14.7). Постоянные магниты 3 закрепляются на тяговой цепи 2 (с шагом 200 250 мм. Магниты перемещаются цепью под лотком 1 и создают сильное магнитное поле, взаимодействующее со стружкой. Особенно целесообразно их применять там, где нужно выбрать небольшое количество стружки из большого объема СОТС (до 100 200 л/мин). Транспортирование стружки возможно как в горизонтальном, таки в наклонном направлении (до 90 ). Применяются в зубообрабатывающих и протяжных станках для транспортирования мелкой, короткой стружки. Гидроконвейеры (см. рис. 14.8) применяют при обильном охлаждении инструмента в зоне обработки, например, в зубообрабатывающих и многоцелевых станках. Стружка перемещается в струе жидкости самотеком и требует наклона лотка в сторону движения. Для проталкивания стружки предусмотрена труба 1 с соплами 2, через которые жидкость под давлением перемещает стружку по лотку в отстойник. Рис. 14.6. Шнековый конвейера схема работы б – схема транспортирования стружки 1 1 2 3 б а 108 При транспортировании алюминиевой, чугунной и стальной стружки средний расход жидкости на тонну стружки составляет около м 3 Применяются в многоцелевых, шлифовальных, зубообрабаты- вающих станках при образовании мелкой, очень мелкой стружки и шлама. 1 Рис. 14.7. Магнитный конвейера схема работы б, в – схема транспортирования стружки в 2 3 баба Рис. 14.8. Гидроконвейер: а – схема работы б – схема транспортирования стружки 109 СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. Анурьев В.И. Справочник конструктора-машиностроителя. В х т. – Те изд, перераб. и доп. – М Машиностроение, 1979. – 559 с. 2. Ансеров МА. Приспособления для металлорежущих станок. – Л Машиностроение, 1975. – 654 с. 3. Гуртяков А.М. Расчет и проектирование металлорежущих станков учебно-методическое пособие. – Томск Изд-во ТПУ, 2003. – 100 с. 4. Детали и механизмы металлорежущих станков / под ред. ДН. Решетова. В х т. – М Машиностроение, 1972. – Т. – 664 с Т. – 520 с. 5. Еремин АН. Методические основы курсового проектирования металлорежущих станков учебное пособие для студентов заочного и стационарного обучения. – Томск Изд-во ТГУ, 1973. – 250 с. 6. Маталин А.А., Френкель Б.И., Панов Ф.С. Проектирование технологических процессов обработки деталей на станках с числовым программным управлением. – Л Изд-во ЛГУ, 1977. – 240 с. 7. Проектирование металлорежущих станков и станочных систем справочник-учебник. В х т. – Т. Расчет и конструирование узлов и элементов станков / АС. Проников, Е.И. Борисов, В.В. Бушуев и др под общ. ред. АС. Проникова. – М Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана. Машиностроение, 1995. – 320 сил. Решетов ДН. Детали машин. – М Машиностроение, 1989. – 496 с. 9. Кузнецов Ю.И., Маслов АР, Байков АН. Оснастка для станков с ЧПУ справочнике изд, перераб. и доп. – М Машиностроение с. 10. Централизованные смазочные системы, применяемые в металлорежущих станках. – М ЭНИМС, 1978. – 110 с. 11. Энтелис С.Г., Берлинер Э.М. Смазочно-охлаждающие технологические средства для обработки металлов резанием справочник. – М Машиностроение, 1986. – 352 с. 110 ОГЛАВЛЕНИЕ ВВЕДЕНИЕ 1. МЕХАНИЗМЫ ПРЯМОЛИНЕЙНОГО ДВИЖЕНИЯ 1.1. Способы осуществления прямолинейного движения в станках 1.2. Зубчатое колесо и рейка 1.3. Червяки рейка 1.4. Ходовой винти гайка 1.5. Кривошипно-кулисные механизмы 1.6. Кулачковые механизмы 2. МЕХАНИЗМЫ ДЛЯ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ПЕРИОДИЧЕСКИХ (ПРЕРЫВИСТЫХ) ДВИЖЕНИЙ 2.1. Периодические движения в станках и устройства для их осуществления 2.2. Храповые механизмы 2.3. Мальтийские механизмы. РЕВЕРСИРУЮЩИЕ УСТРОЙСТВА 3.1. Требования к реверсирующим устройствам 3.2. Конструкции реверсирующих устройств. МЕХАНИЗМЫ ДЛЯ СТУПЕНЧАТОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ СКОРОСТЕЙ 4.1. Коробки скоростей 4.2. Коробки подач. МЕХАНИЗМЫ ПЕРЕКЛЮЧЕНИЯ СКОРОСТЕЙ 6. МЕХАНИЗМЫ ДЛЯ БЕССТУПЕНЧАТОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ СКОРОСТЕЙ 7. МУФТЫ 8. ТОРМОЗНЫЕ УСТРОЙСТВА 111 9. СУММИРУЮЩИЕ МЕХАНИЗМЫ 10. СИСТЕМЫ ПРЕДОХРАНИТЕЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ 10.1. Блокировочные устройства 10.2. Ограничители хода 10.3. Предохранительные устройства от перегрузки станков. ЗАЖИМНЫЕ УСТРОЙСТВА 11.1. Классификация зажимных устройств 11.2. Устройства для установки и закрепления заготовок на шпинделе станка 11.3. Механизмы зажима инструмента в шпинделе станка. УСТРОЙСТВА АВТОМАТИЧЕСКОЙ СМЕНЫ ИНСТРУМЕНТА (АСИ)………………………………………….…79 13. СИСТЕМЫ СМАЗЫВАНИЯ И ОХЛАЖДЕНИЯ 13.1. Смазочные материалы 13.2. Режимы смазывания 13.3. Расход смазочного материала 13.4. Системы и устройства для смазывания 13.5. Смазочно-охлаждающие технологические средства (СОТС)..100 14. УСТРОЙСТВА ДЛЯ ОТВОДА СТРУЖКИ СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ |