контрольная работа. 6 вариант КВ04. 10. Устройство станка 514
 Скачать 113.8 Kb.
|
|
Вариант №6 (10, 19, 30, 40, 49) 10. Устройство станка 514 Станок 514 работает по методу обкатки, воспроизводя зацепление двух цилиндрических колес, одно из которых является режущим инструментом (долбяком), а второе заготовкой. Долбяк закрепляется на конец шпинделя и получает прямолинейное возвратно-поступательное движение. Понять, как работает зуборезный станок, проще, если знаешь из каких элементов состоит его конструкция: Основание. Любой станок для металлообработки должен оборудоваться надёжной, литой станиной, которая предназначена для гашения вибраций при работе электродвигателя. Коробка передач. Необходима для изменения режимов работы. Подвижный шпиндель. Он оборудуется цанговым зажимом, в который закрепляется оснастка для проведения работ. Дополнительно фиксируется планшайбой. Рабочий стол. Оборудуется зажимами для удержания заготовок. Может передвигаться по направляющим. Современные модели позволяют изменять угол стола. Направляющие для шпинделя. По ним передвигается рабочая часть станка. Гитара для круговой и радиальной подачи. Состоит из нескольких шестерней разного размера. Суппорт для закрепления долбяка. Его можно регулировать, чтобы изменять угол наклона зубьев. Система подачи смазывающей жидкости. Благодаря ей оснастка меньше деформируются. Кулачки врезания. Это дополнительный элемент настройки. 19. Принцип работы станков с ЧПУ Для более четкого понимания всех возможных проблем, связанных с успешным применением данных, для выполнения механической обработки или резания с применением станков с ЧПУ, вам необходимо иметь представление о процессе и принципах числового программного управления. Надеемся, что этот небольшой справочный материал поможет вам понять принцип работы станков с ЧПУ. ЧПУ - Числовое Программное Управление. Принцип ЧПУ заключается в получении оцифрованных данных, после чего компьютер или САМ-программа обеспечивает управление, автоматизацию и мониторинг движений элементов машины. В роли машины может выступать токарный или фрезерный станок, роутер, сварочный автомат, шлифовальный станок, установка лазерной или водоструйной резки, листоштамповочный автомат, робот либо оборудование других типов. На крупногабаритных промышленных станках в качестве встроенного устройства управления обычно выступает компьютер. Но на большинстве станков любительского уровня или некоторых модернизированных моделях устройством управления может являться отдельный персональный компьютер. Контроллер ЧПУ функционирует совместно с электродвигателями и Настольный ЧПУ станок бывает нескольких разновидностей, предназначенных для любителей/макетчиков/моделистов. Такие станки имеют меньшую массу и уровень прочности, точности обработки и скорости работы и, кроме того, они дешевле своих промышленных аналогов, но при этом могут хорошо справляться с механической обработкой различных предметов, изготовленных из мягких материалов (пластик, пенопласт, воск). Работа некоторых настольных станков с ЧПУ может во многом напоминать работу принтера. Другие же имеют собственную замкнутую систему управления или даже встроенную специализированную CAM-программу. Некоторые модели также могут принимать данные в виде стандартного g-кода. Существуют промышленные станки настольного типа, предназначенные для выполнения мелких работ, требующих особой точности обработки, оснащенные специализированными устройствами числового программного управления. CAM - автоматизированная механическая обработка или автоматизированное производство. Данный термин относится к применению различных пакетов ПО для управления траекторией движения режущего инструмента и генерации управляющей программы для работы станков с ЧПУ, основанных на использовании данных, получаемых путем компьютерного 3D-моделирования (CAD-файлы). В случаях, когда два описанных понятия используются вместе, обычно применяется сокращение CAD/CAM. Примечание: CAM-программа фактически не управляет станком с ЧПУ, а только создает программный код, которому следует станок. Также это не автоматическая операция, которая импортирует 3D-модель и генерирует корректную управляющую программу. CAM-программирование, как и 3D-моделирование, требует наличия определенных знаний и опыта использования ПО такого типа, разработки технологий механической обработки, а также знаний о том, какие виды инструментов и технологических операций необходимо применять в той или иной ситуации для достижения наилучших результатов. Существует ряд несложных программ, позволяющих начинающим пользователям начать работать с ними без особых затруднений. Но есть и более сложные версии, которые требуют вложений времени и финансов для достижения максимальной эффективности их использования. Управляющая программа - особый относительно простой машинный язык, который может понимать и исполнять станок с ЧПУ. Чтобы понимать принцип работы ЧПУ, очень важно понимать как подобная система управляется. Такие машинные языки изначально разрабатывались для непосредственного программирования обработки деталей путем ввода команд с клавиатуры станка без использования CAM-программ. Они указывают станку, какие движения он должен совершать, одно за другим, также осуществляют контроль выполнения станком других его функций, таких как скорость подачи, частота вращения шпинделя, подача СОЖ. Наиболее распространенным языком подобного рода является G-код или ISO-код - простой буквенно-цифровой язык программирования, разработанный в начале 1970-х годов для первых станков с ЧПУ. Постпроцессор. В то время как g-код рассматривается в качестве стандартного машинного языка для станков с ЧПУ, любой производитель может изменять отдельные его части, такие как использование дополнительных функций, создавая ситуации, при которых g-код, разработанный для одного станка, может не работать для другого. Существует также множество производителей станков, разработавших собственные языки программирования. В связи с этим, для перевода данных траекторий движения инструмента, рассчитанных внутри CAM-программы, в особый код управляющей программы с тем, чтобы станок с ЧПУ мог понимать эти данные, существует связующее программное обеспечение, называемое постпроцессором. Постпроцессор, единожды сконфигурированный должным образом, генерирует соответствующий код для выбранного станка, который, по крайней мере теоретически, позволяет управлять любым станком с помощью любой CAM-программы. Принцип работы ЧПУ станков позволяет поставлять постпроцессоры вместе с CAM-программой бесплатно либо за отдельную плату. Общие сведения о станках с ЧПУ Станки с ЧПУ могут иметь несколько осей перемещения, а сами движения могут быть линейными либо поворотными. Многие станки совмещают в себе оба вида движения. Станки, предназначенные для резки, такие как установки лазерной или водоструйной резки, как правило, имеют всего две линейные оси - X и Y. Фрезерные станки обычно имеют как минимум три оси - X, Y и Z, а также могут иметь дополнительные поворотные оси. Фрезерный станок, имеющий пять осей перемещения - это станок с тремя линейными и двумя поворотными осями, позволяющий фрезе совершать технологические операции под углом 180º (в полусфере), а иногда и под большими углами. Также существуют установки лазерной резки, имеющие пять осей перемещения. Робот-манипулятор может иметь более пяти осей. В зависимости от возраста и сложности конструкции, станки с ЧПУ могут иметь определенные ограничения в части функциональных возможностей систем управления и приводных систем. Большинство контроллеров ЧПУ понимают только движения строго по прямой линии или по кругу. Во многих станках перемещения по кругу ограничены главными плоскостями координатных осей XYZ. Перемещения по поворотной оси могут восприниматься контроллерами как линейные перемещения, только вместо расстояния будут использоваться градусы. Для создания перемещений по круговой дуге или линейных перемещений, проходящих под углом по отношению к главным координатным осям, две или более оси должны интерполироваться (их движения должны быть точно синхронизированы) между собой. Линейные и поворотные оси могут также одновременно интерполироваться. В случае использования станка, имеющего пять координатных осей, все пять осей должны быть идеально синхронизированы друг с другом, что является непростой задачей. Скорость, с которой контроллер станка способен получать и обрабатывать входящие данные, передавать команды на драйверы, а также отслеживать скорость и положение рабочих органов, является критически важным показателем. Более старые и бюджетные модели станков, очевидно, обладают менее высокими показателями, что во многом схоже с тем, насколько менее производительными являются старые модели компьютеров в части выполнения требуемых операций по сравнению с их более современными аналогами. Сначала интерпретируйте данные 3D-моделей и сплайнов Наиболее часто возникающая проблема заключается в организации файлов и кода CAM-программы таким образом, чтобы станок, выполняющий обработку заготовок, работал с заложенными в него данными плавно и эффективно. Так как многие контроллеры ЧПУ понимают только формы дуги и прямой линии, любую другую геометрическую форму, которую невозможно описать в данном языке программирования, необходимо конвертировать в более применимую. Обычно конвертации подвергаются сплайны, то есть общие неоднородные рациональные B-сплайны, которые не являются дугами или линиями, а представляют собой трехмерные поверхности. Некоторые станки настольного типа также не способны воспринимать дуги окружности, поэтому все подобные фигуры необходимо конвертировать в полилинии. Сплайны могут быть разбиты на ряд линейных сегментов, касательных дуг или их сочетание. Вы можете представить себе первый вариант в виде серии хорд на вашем сплайне, касающихся его концами и имеющих определенное отклонение в середине. Другим способом конвертации является преобразование вашего сплайна в полилинию. Чем меньше сегментов вы используете в процессе преобразования сплайна, тем грубее будет аппроксимация, а результат преобразования будет состоять из отрезков большего размера. Использование более мелкого масштаба сглаживает аппроксимацию, но при этом значительно увеличивается и количество сегментов. Представьте себе, что серия дуг могла бы сгладить ваш сплайн в пределах допустимых значений с использованием небольшого количества длинных отрезков. Данный факт является главной причиной того, что преобразование сплайнов в дуги предпочтительнее, нежели преобразование в полилинии, особенно в, если вы работаете на станках старых моделей. С более современными моделями станков в этом плане возникает меньше проблем. Представьте себе поверхности с тем же уровнем аппроксимации сплайнов, только многократно увеличенные и с разрывом между ними (обычно называемым перемещением инструмента между проходами). Обычно поверхности создаются с применением только линейных сегментов, но бывают ситуации, при которых могут также использоваться дуги или сочетания прямых линий и дуг. Размер и количество сегментов определяются требуемым уровнем точности обработки, а также применяемым методом, и напрямую влияют на качество обработки. Слишком большое количество коротких сегментов может привести к сбою в работе станков старых моделей, а слишком малое - к появлению на заготовке слишком больших граней. CAM-программы обычно применяются в тех случаях, когда необходим подобный уровень аппроксимации. У опытных операторов станков, понимающих требования к детали и знающих, какие операции способен выполнить станок, обычно не возникает с этим проблем. Но некоторые CAM-программы не способны выполнить обработку тех или иных сплайнов или определенных типов поверхностей, поэтому вам может понадобиться предварительное конвертирование данных в CAD-программе (Rhino) перед использованием CAM-программы. Процесс перевода данных из CAD-программы в CAM-программу (посредством использования нейтрального файлового формата - IGES, DXF и т.д.) также может вызвать определенные проблемы, в зависимости от качества функций импорта/экспорта самих программ. 30. Электрохимические методы обработки О том, что представляют собой различные электрохимические методы обработки металлов, учат еще в средней школе. Как пишут в учебниках, за счет растворения электродов высвобождаемой энергии хватает для обработки самых тугоплавких сплавов. Данный результат становится возможным благодаря протекающему процессу электролиза. Сам процесс электролиза представляет собой атомарный перенос металлического вещества с проводника на реципиента. Под проводником понимают электрод, а под реципиентом - поверхность металла. Следует отметить, что при использовании одним из электродов заготовки, помещенной в специальную жидкость, можно регулировать размер и форму болванки. Данный факт достигается за счет регулировки полярности и напряжения в электродах. При покрытии же поверхности изделия диэлектриком данный процесс можно запускать на строго определенных участках заготовки. Подробнее о процессе можно узнать на выставочных семинарах. Всего на данный момент известно 3 электрохимических метода обработки металлов: анодный, катодный и смешанный. Травление - удаление какой-либо части поверхностного слоя заготовки. Чаще всего применяется перед покраской или сборкой. Используется и в качестве подготовки к сварке под давлением. Полирование - травление шероховатостей болванки вплоть до зеркального состояния, а также дезактивация радиоактивного заражения изделий. Отдельного упоминания заслуживает возможность снятия слоя до ста микрон. Размерная обработка – окисление верхних слоев изделия с дальнейшим удалением оксидов недостаточной плотности. Катодная обработка, или же гальванотехника, состоит в нанесении металлического покрытия на заготовку. Применяется заметно реже анодирования, но тоже имеет несколько видов: Гальваностегия - нанесение на внешний слой заготовки тонких металлических покрытий толщиной до нескольких десятков микрометров. Гальванопластика – основное отличие от гальваностегии в том, что толщина покрытия достигает нескольких миллиметров и отличается составом от материала болванки. Смешанная обработка - состоит в попеременном использовании двух перечисленных выше методов, что позволяет пользоваться преимуществами обоих из них. Однако, несмотря на кажущуюся трудность подобных работ, сложные изделия получить описанными выше методами довольно проблематично. Для того, чтобы наладить массовый выпуск изделий, применяются всевозможные станки с электрохимическими методами обработки металлов. С их помощью можно уплотнить поверхность или же труднодоступные участки, шлифовать и резать изделия… Список их возможностей можно продолжать практически до бесконечности. Однако, как это всегда бывает, не обошлось и без отрицательных моментов. В данном случае он присутствует в единственном, зато очень заметном аспекте – узко направленность производства. По сути, под каждый тип детали требуется отдельный станок. Не утрачивают популярности и копирно-прошивочные станки, за счет которых производятся режущие инструменты, пуансоны, матрицы и многое другое, что сильно помогает в любой рабочей специальности. Подводя итог всему написанному выше, хочется отметить тот факт, что, несмотря на затянувшийся кризис, работа с металлическими изделиями переживает настоящий бум. Остается лишь надеяться, что подобная тенденция будет сохраняться еще не одно десятилетие, так как в отрасли трудится огромное количество человек. С другой стороны, настоящий профессионал своего дела найдет работу в любых условиях. На нашей выставке вы сможете увидеть новые разработки в этой области. Современные электрохимические методы обработки металлов демонстрируются на ежегодной выставке «Металлообработка». 40. Назначение и устройство реверсивных механизмов Реверсивный механизм изменяет направление вращения барабанов грузовой и стреловой лебедок и поворотной части крана. Распределительный механизм распределяет крутящий момент между грузовой и стреловой лебедками и механизмом поворота, обеспечивая независимый раздельный привод всех механизмов или некоторых из них. Реверсивные и распределительные механизмы применяют только на кранах с механическим приводом; на электрических и гидравлических кранах их функции выполняют электро - и гидродвигатели. Реверсивные механизмы как самостоятельные сборочные единицы трансмиссии используют только на кранах серии МКА для реверса грузовой лебедки и механизма поворота. На остальных кранах с механическим приводом реверсивный и распределительный механизм объединены в один корпус, составляя реверсивно-распределительный механизм. Реверсивно-распределительный механизм крана КС-2561К-1, установленный в центре поворотной рамы между грузовой лебедкой и механизмом поворота, состоит из реверсивного механизма I (рис.37), изменяющего направление вращения барабанов лебедок и поворотной части, и распределительного механизма II, передающего движение грузовой лебедке и механизму поворота или стреловой лебедке. Вал 13 реверса, установленный на двух шарикоподшипниках в корпусе 26, ведущий. На нем на подшипниках посажены две конические шестерни 20 и 25, находящиеся в постоянном зацеплении с валом-шестерней 17. На торцах ступиц шестерен 20 и 25 имеются кулачки. Между этими шестернями на шлицах установлена кулачковая муфта 23, которая может занимать три положения: нейтральное, крайнее верхнее и нижнее. В нейтральном положении муфта не входит в зацепление с шестернями 20 и 25 и все механизмы поворотной части крана отключены.  Рисунок 1. Реверсивно-распределительный механизм крана КС-2561К-1 (а) и его кинематическая схема (б): 1, 4, 5, 20, 25 - шестерни; 2, 6, 9, 11-13 - валы; 3, .21, 22 - регулировочные прокладки; 7, 23 - муфты; 8 - вилка; 10, 14 - уплотнения; 15, 24 - крышки; 16 - болт; 17 - вал-шестерня; 18 - рычаг; 19 - масленка; 26 - корпус. В крайнем верхнем положении она входит в зацепление с кулачками шестерни 20, от которой движение передается валу-шестерне, а от него через распределительный механизм - лебедкам или механизму поворота. Это положение муфты соответствует подъему груза, стрелы или вращению поворотной части крана влево. В крайнем нижнем положении муфта входит в зацепление с кулачками шестерни 25. При этом меняется направление вращения вала-шестерни и всех последующих механизмов. Нижнее положение соответствует опусканию груза, стрелы и вращению поворотной части крана вправо. Муфта 23 перемещается с помощью, установленной на валу 9 вилки 8, соединенной с рычагом управления реверсом. В рабочем и в нейтральном положении вилка фиксируется шариковым фиксатором. Для осмотра реверсивного механизма в корпусе есть окно, закрытое крышкой 24. К верхнему шарикоподшипнику вала реверса и шарикоподшипникам шестерни 20 смазка поступает из масленки 19. Остальные подшипники и шестерни смазываются маслом, заливаемым в картер корпуса. Правильность зацепления конических шестерен 20 и 25 с валом-шестерней регулируют прокладками 3 и 22. От реверсивного механизма через вал-шестерню движение передается распределительному механизму. На валу-шестерне на шпонке установлена распределительная цилиндрическая шестерня 4, которая находится в постоянном зацеплении с цилиндрическими шестернями 1 и 5. Шестерня 5 свободно вращается на валу 6, передающем движение грузовой лебедке. По шлицам вала 6 перемещается муфта 7, при зацеплении зубьев которой с зубьями ступицы шестерни 5 движение передается валу 6 и от него - грузовой лебедке. Управляют муфтой 7 с помощью рычага из кабины управления. Шестерня 1 свободно посажена на валу 12, установленном в гнездах валов 2 и 11. При перемещении шестерни 1 по валу 12 зубья на ее торцах входят в зацепление с зубчатым венцом вала 2 и 11. При соединении шестерни 1 с зубчатым венцом вала 2 движение передается стреловой лебедке, вала 11 - механизму поворота. Шестерня 1 перемещается с помощью вилки, соединенной с рычагом 18. Осматривают распределительный механизм через люк, закрытый крышкой с прокладкой 15. Смазывается механизм маслом, заливаемым в картер. Картеры реверсивного и распределительного механизмов разделены стенкой, а для определения уровня масла в каждом картере имеется свой масло указатель. Описанный реверсивно-распределительный механизм (рис. 37) обеспечивает независимую работу грузовой лебедки со стреловой лебедкой (шестерня 1 входит в зацепление с зубчатым венцом вала 2) или с механизмом поворота (шестерня 1 входит в зацепление с зубчатым венцом вала 11). 49 Устройство станков В устройстве металлорежущих станков имеется много общего. Это объясняется самой сущностью процесса резания. Основу устройства металлорежущих станков составляет совокупность механизмов и других технических устройств, обеспечивающих главным образом два движения - движение резания (резцом, фрезой, сверлом и т. д.) и движение подачи заготовки или режущего инструмента. Любой металлорежущий станок состоит из привода, передаточного механизма, исполнительного (рабочего) органа и органов управления (это можно проследить на примере уже рассмотренного устройства сверлильного станка). Привод приводит в действие рабочие органы. Приводы могут быть механическими, Гидравлическими, пневматическими или электрическими. В современных металлорежущих станках используются преимущественно электроприводы. Передаточные механизмы передают движение от двигателя к рабочему органу станка и преобразуют это движение. Исполнительные (рабочие) органы - это устройства, которые непосредственно осуществляют процесс резания металла. На них закреплены режущие инструменты. Органы управления - устройства, с помощью которых осуществляется пуск и остановка станка, регулируется скорость резания и подачи, т.е. производится управление работой металлорежущего станка. Многие механизмы, узлы и детали различных металлорежущих станков (например, станины, коробки скоростей, коробки подач), хотя и отличаются конструктивно, но выполняют одинаковые функции. Станина - чугунное или стальное основание, на котором крепят механизм станка. Станина обеспечивает точность их взаимного расположения и перемещения. Коробка скоростей изменяет передаточные отношения между ведущими и ведомыми звеньями (валами), что позволяет регулировать частоту вращения режущего инструмента или заготовки. Коробка подач изменяет передаточные отношения в цепи подачи, чем регулирует величину подачи режущего инструмента. Знание функционально общих основных узлов различных типов металлорежущих станков позволяет лучше и быстрее ознакомиться с устройством, управлением и работой любого конкретного станка. |