Базовые элементы конструкций станков всё чаще изготавливают из новых материалов. Всё большую популярность завоёвывает полимербетон, обладающий следующими преимуществами в сравнении с чугуном: прекрасными демпфирующими свойствами; превосходной тепловой стабильностью, высокой химической стабильностью, отсутствием необходимости в окраске, коротким циклом производства, сокращением объёмов последующей обработки, возможностью изготовления сложных форм из нескольких простых путём склейки. Необходимость снижения массы подвижных узлов высокоскоростных станков требует применения и других конструкционных материалов. В их числе керамика, алюминиевые сплавы, упрочнение углеродным волокном, пластмасса и др.
Упорная работа ведётся по расширению технологических возможностей станка. Станок приспосабливают для выполнения более широкого круга работ в пределах его основного технологического назначения или для выполнения ранее не свойственных ему работ.
Общие тенденции развития конструкций станков сводятся к созданию многооперационных станков вместо высокоскоростных, т. к. концентрация различных операции вместо простой интенсификации рабочего процесса даёт больший эффект повышения производительности.
Значение высокоскоростной обработки и в особенности высокоскоростного фрезерования значительно возросло с появлением новых конструкций станков и инструментов, позволяющих снимать большой объем материала, что приводит к снижению времени обработки при одновременном повышении качества поверхности готовых деталей.
1.3 Постановка задачи на дипломное проектирование
Рассматривая приведенные выше доводы, становится ясно, что вопрос модернизации и реконструкции устаревшего парка металлообрабатывающих станков носит актуальный характер. Учитывая перечисленный объем номенклатуры новейших изделий и отдельных узлов для металлообрабатывающих станков, направления модернизации оборудования могут быть очень разнообразны, и из этого разнообразия мы можем самостоятельно определить, какой вид реконструкции нам нужно провести для повышения производительности и качества обработки оборудования.
Задачей этого дипломного проекта является реконструкция поперечно-строгального станка. За базу выбран поперечно-строгальный станок модели 7307. Модернизация коробки скоростей позволит перейти от управления станком с рукояток, на электромагнитные муфты, с целью упрощения управления станком. Перерасчет передаточных отношений с целью расширения диапазона числа двойных ходов ползуна. Модернизация узла «ползуна» применение саморегулируемый зазор, в соединении винт-гайка, что позволит увеличить срок службы механизма. Для уменьшения инерционных нагрузок при возвратно-поступательном движении ползуна предусматривается изменение кулисного механизма станка, что позволяет увеличить число двойных ходов за счет модернизации коробки скоростей. Модернизация узла суппорт, установка 4-х позиционной резцовой головки, это позволяет расширить технологические возможности станка. Так же предусматривается модернизация механизма переключения скоростей с целью упрощения управления станком. Модернизация коробки подач позволит снизить уровень шума, возникающий при работе станка. В совокупности эти изменения должны повысить производительность и качество обработки изделий данной моделью металлообрабатывающего станка.
2. Описание базовой конструкции станка
2.1 Назначение и область применения станка
Поперечно-строгальный станок модели 7307 предназначен для обработки горизонтальных, вертикальных и наклонных плоских и фасонных поверхностей с наибольшей длиной обработки 710 мм, а также для прорезания всевозможных канавок и пазов. Станки могут применяться в механических цехах машиностроительных заводов, в инструментальных и ремонтных цехах других отраслей промышленности.
Наличие на станках механических подач, суппорта упоров на столе, автоматической откидки резца при обратном ходе ползуна обеспечивает возможность многостаночного обслуживания /1/.
При изготовлении станков с поворотным столом или гидрокопировальным устройством расширяются эксплуатационные возможности станка в обработке поверхностей со сложным прямым и криволинейным профилем при полном сохранении универсальности станков
2.2 Основные данные станка
Габариты станка, мм:
длина…………………………………………………………………2980
ширина……………………………………………………………….1400
высота………………………………………………………………..1656
Ход ползуна, мм:
наименьший…………………………….………………………………20
наибольший…………………………….……………………………..720
Наибольшие размеры верхней рабочей поверхности стола, мм
длина……….………………………………………………………….560
ширина……………………………………………….……………….450
Наибольшая величина перестановки ползуна, мм…………………….410
Количество пазов рабочей поверхности стола……………………………3
Размеры пазов стола, мм:
расстояние между пазами……………………………………………100
ширина пазов…………………………………………………………..18
Наибольшая величина перемещения стола, мм:
в горизонтальном направлении………………………………………710
в вертикальном направлении……………….……………………….370
Число ступеней скорости перемещения ползуна…………………………8
Пределы чисел двойных ходов ползуна в минуту…………….. 10,6 – 118
Число горизонтальных подач стола……………………………………..20
Пределы горизонтальных подач стола, мм/дв. ход……………….. 0,2 – 4,0
Скорость ускоренного перемещения стола, м/мин:
в горизонтальном направлении……………………………………….…3,0
в вертикальном направлении……………………………………………. 0,6
Наибольшее усилие резания на ползуне, кН…………………….………12
Масса станка с электрооборудованием, кг……………………………3000
2.3 Описание основных узлов станка
Станина
Станина представляет собой литой корпус коробчатой формы, укрепленной на фундаментной плите, которая крепится болтами к фундаменту. Фундаментная плита служит резервуаром для масла. Прочность и жесткость станины обеспечиваются наличием внутренних ребер. К верхней части станины прикреплены направляющие планки в форме «ласточкина хвоста». Одна из планок регулируется винтами (на боковой стенке станины), что обеспечивает плотность посадки в направляющих /16/.
На передней стенке станины расположены направляющие вертикального перемещения поперечины. На боковых и задней стенках станины расположены окна, закрытые крышками, служащие для монтажа и осмотра механизмов, размещенных в станине.
Для отвода масла, стекающего с направляющих ползуна, на задней стенке станины установлен лоток. Сзади на фундаментной плите установлен кронштейн для крепления электродвигателя, а сбоку располагается гидроагрегат.
В фундаментной плите имеется резьбовая пробка для заливки и контроля уровня масла в станке, а также пробка для слива масла.
Коробка скоростей
Коробка скоростей имеет три вала, смонтированных на подшипниках качения непосредственно в корпусе станины. Привод к коробке скоростей осуществляется от индивидуального электродвигателя при помощи клиноременной передачи ведомому шкиву, который смонтирован на двух шариковых подшипниках. Подшипники напрессованы на втулку, закрепленную на приводном валу.
Передача вращения и крутящего момента от приводного шкива на первый вал коробки скоростей осуществляется электромагнитной муфтой, управление муфтами осуществляется при помощи кнопок.
В электромагнитной муфте подвижные диски жестко связаны с зубчатым колесом, закрепленным на приводном шкиве винтами. Неподвижные диски жестко связаны со шлицами приводного вала. При нажатии кнопки ПУСК ПОЛЗУНА подвижные диски входят в контакт с неподвижными, и вращение передается приводному валу. В это же время отключается тормозная электромагнитная муфта, закрепленная на валу. При нажатии кнопки СТОП ПОЛЗУНА электромагнитная муфта отключается и включается тормозная электромагнитная муфта.
Приводной вал несет на себе два подвижных блока зубчатых колес, соединенных с валом шлицами.
Второй вал коробки скоростей несет на себе пять неподвижных зубчатых колес, соединенных со шлицевым валом.
Третий вал несет на себе один подвижный блок зубчатых колес и неподвижное зубчатое колесо, которое входит в зацепление с зубчатым колесом кулисного механизма. Зубчатые колеса соединены с валом шлицами. За счет переключения блоков зубчатых колес кулисному механизму сообщается восемь скоростей.
Приводной шкив, с укрепленным на нем зубчатым колесом, приводит в действие через другое зубчатое колесо шестеренчатый насос централизованной смазки и далее через зубчатое колесо, закрепленное через на втулке-поводке, которая жестко соединена с подвижными дисками электромагнитной муфты, приводит во вращение вал ускорения.
При нажатии кнопки УСКОРЕННОЕ ПЕРЕМЕЩЕНИЕ электромагнитная муфта срабатывает и приводит во вращение вал ускорения. От вала ускорения через зубчатые колеса, звездочку и цепь движение передается на механизм коробки подач, который сообщает ускоренное движение поперечине станка.
Монтаж коробки скоростей осуществляется с осевой фиксацией наружных колец подшипников в правой стенке станины с помощью пружинных колец, посаженных во втулке или в корпусе станины.
Механизм переключения скоростей
Механизм переключения скоростей селективного действия выполнен в виде самостоятельной сборочной единицы и смонтирован внутри станины. Работа механизма заключается в следующем. При повороте рукоятки на себя до упора валик-шестерня рейками перемещает селективные диски до касания друг с другом, а диски через тяги и вилки перемещают подвижные блоки коробки скоростей в нейтральное положение. Только в этом положении возможен поворот селективных дисков по часовой стрелке или против часовой стрелки, так как диск в это время выйдет из сопряжения со штифтом. Для включения необходимой скорости, отсчет которой ведется по лимбу, рукоятку поворачивают по часовой или против часовой стрелки до требуемого положения относительно неподвижной риски, после чего рукоятку возвращают в первоначальное рабочее положение. В случае если при переключении скоростей зубчатые колеса коробки скоростей окажутся в положении «зуб в зуб», необходимо кратковременно нажать толчковую кнопку. При этом произойдет проворот зубчатых колес, после чего следует произвести включение.