Основными достоинствами агрегатных станков являются высокая производительность обработки деталей, низкая себестоимость изготовления, сравнительно невысокая квалификация операторов, работающих на этих станках, высокая надежность и ремонтопригодность.
Агрегатирование металлорежущего оборудования обеспечивает:
- сокращение сроков, стоимости проектирования и изготовления станков;
- гибкость станков – возможность их переналадки применительно к изменению конструкции обрабатываемой детали, увеличению концентрации операций;
- расширение границ использования оборудования по сравнению с теми масштабами производства, в которых ранее было целесообразно и рентабельно применять специальные станки;
- значительное увеличение надежности работы станков за счет возможности тщательной обработки конструкции элементов.
Требуется спроектировать агрегатный станок для обработки корпусной детали (чертеж корпусной детали представлен в графической части дипломного проекта). Производительность агрегатного станка.
Qn = 1 / (tм +tв) дет/ч (21, стр.257);
Q = 1 / 0,028 = 35,29 дет/ч – производительность принципиальная.
Коэффициент загрузки станка 64,6%.
Заготовкой для детали служит отливка I класса точности с твердостью поверхности НВ=190.
Масса заготовки, поступающей на агрегатный станок, равна 20,3 кг.
По геометрической форме деталь относится к классу коробчатых деталей. В детали необходимо обработать три главных отверстия диаметром соответственно Ø 149,2Н10(+0,16 ) и Ø 79,2Н10 (+0,14 ). Необходимо также подрезать торцы трех главных отверстий; отверстия диаметром 13 мм на длине 20 мм в количестве 4 шт. деталь вполне технологична с точки зрения ее обработки на агрегатном станке, имеет удобную для установки и закрепления форму поверхности, расположение обрабатываемых поверхностей.
Требования точности поверхностей и их расположение позволяет обработать их на агрегатном станке нормальной точности.
Исходя из размеров обрабатываемых поверхностей, припусков на обработку и размеров самих заготовок выбираем в качестве силовых агрегатов проектируемого станка электромеханическую силовую головку 1УХ4035 с кулачковым приводом подачи, технические характеристики которой приведены (21, стр. 67)
Характер обрабатываемых поверностей ( их форма, расположение и требование качества) требует многопереходной обработки, поэтому станок должен быть многопозиционным, что может быть обеспечено применением поворотного электромеханического стола 1УХ 2064 (21, стр. 154, табл. 33) с мальтийским приводом поворота.
Исходя из такого набора унифицированных узлов можно сделать вывод, что станок будет среднего размера.
В детали, типа корпуса конического редуктора, необходимо выполнить ряд технологических переходов: черновое растачивание трех главных отверстий диаметром Ø149,2Н10(+0,16) на длине 14 мм и Ø79,8Н10(+0,14) на длине 28 мм; подрезание торцов; сверление четырех отверстий Ø13Н14 на длине 20 мм.
Целесообразна обработка деталей в приспособлении с применением шпиндельной коробки.
Основные положения теории базирования приведены в ГОСТ 21495 – 76, устанавливающих термины и определения в этой области. В соответствии с теорией базирования для обработки поверхностей детали с заданной точностью заготовка ориентируется в системе координат станка, т.е. должны быть определены все шесть ее координат как твердого тела: деталь должна быть лишена шести степеней свободы – трех перемещений вдоль координатных осей и поворота вокруг них. Схема базирования, специальное приспособление, сконструированные в дипломном проекте представлены ниже.
При разработке предварительной схемы обработки детали производим группирование намеченных технологических переходов, т.е. их распределение по инструментальным шпинделям, силовым агрегатам, рабочим позициям, установление очередности их выполнения и тем самым определение предварительного варианта технологической компановки станка. Три различных технологических перехода сгруппированы в 3 группы инструментов и распределены по трем силовым анрегатам. Деталь обрабатывается в двух рабочих позициях. На этих позициях производится одновременная обработка (растачивание) главных отверстий с одновременным сверлением отверстий, после двухпозиционный стол поворачивается на 90º и производится обработка перпедикулярно расположенного отверстия.
Приведем схему компоновки агрегатного станка. 
Рисунок 5.1 Схема компоновки агрегатного станка
Окончательный выбор силовой бабки осуществляется по мощности электродвигателя, соответствующему Nру, числу оборотов выходного вала принятому ближайшему nпр инструментальных шпинделей, с учетом минимальной цены комплекта.
Выбор силового стола привода подачи производится по наибольшему усилию подачи стола, соответствующему Рх, диапазону рабочих подач, соответствующему Sм пр, с учетом минимальной цены комплекта.
На станке (представлен в графической части) не имеется специальной загрузочной позиции, т.е. время установки и снятия детали не перекрывается. Силовые головки расположены на одной оси обрабатываемой детали и оснащены по конструкции одинаковым режущим инструментом. Обработка деталей осуществляется в специальном приспособлении, сконструированном для данного станка.
При отводе головок в исходное положение инструмент поддерживается специальной плитой, прикрепленной скалками к шпиндельной коробке. Указанная плита играет роль кондукторной для спиральных сверл, которые обрабатывают технологические отверстия деталей.
Основным базирующим узлом при сборке агрегатного станка является
станина, которая представляет собой отливку. Механической обработке у станины подвергаются опорные плоскости под силовые агрегаты и горловина, на которой устанавливают поворотный делительный стол. Стол располагают прямо на горловине или подкладке, выставляют на станине, и по их отверстиям производят разметку под крепеж к обработке резьбовых отверстий. Затем стол устанавливают окончательно, закрепляют винтами и фиксируют коническими штифтами. На этом же этапе на станке закрепляют узел подготовки воздуха, собираемый из стандартной аппаратуры и переключатель воздуха.
Следующим этапом монтажа является расположение на станине станка силовых агрегатов. Навесные приспособления устанавливают на скалки державки, которую крепят на передний торец силовой головки. Скалки выставляют относительно основания силовой головки, закрепляют винтами и фиксируют штифтами, после чего на скалках производят разметку отверстий под крепеж насадок и обработку их.
При установке силового агрегата на станину для получения необходимого по высоте размера применяют подкладки. Для получения размера с необходимой точностью в размерную цепь вводят компенсатор, который рассчитывается после установки головки на подкладку.
Приспособление устанавливают на планшайбе стола на два установочных пальца и крепят к планшайбе двумя винтами. После чего производят разводку трубок для подвода сжатого воздуха от переключателя к пневмокамере приспособления. Установку на станине унифицированных узлов производят согласно чертежу, затем выполняют разметку отверстий, обработку их и окончательное закрепление узлов. Для поворотного стола в станину устанавливается привод, состоящий из электродвигателя и редуктора. Для компенсации погрешности установки и расширения возможностей расположения редуктора в кинематическую цепь привода поворота планшайбы стола включаются шарнир Гука.
5.2 Расчёт и конструирование специального приспособления
5.2.1 Техническое задание
Операционный эскиз предварительной расточной операции представлен в графической части дипломного проекта. Предшествующая операция 005 – фрезерная.
На операции 010 – агрегатной, применяется агрегатный станок сверлильно – расточной группы. На операции 005 – фрезерная, применяется вертикально – фрезерный станок 6Р12. В качестве инструмента используется торцевая фреза. Сконструированное приспособление применяется для расточки отверстий Æ150Н10 и Æ80Н7.
Цель и назначение разработки.
Проектируемое приспособление должно обеспечивать: точную установку и надежное закрепление заготовки корпуса конического редуктора, а также постоянное во времени положение заготовки относительно стола станка и режущего инструмента, с целью необходимой точности размеров отверстий и их положения относительно других поверхностей заготовки; удобство установки, закрепления и снятия заготовки; время установки заготовки не должно превышать 0,05 мин; рост производительности труда (ожидаемый) 10…15 %.
5.2.2 Выбор и обоснование схемы приспособления
Рисунок 5.2 Схема для расчёта сил закрепления
Вводя коэффициент запаса k, получим силу закрепления по условию приложенных моментов.
Q = (k · Pz ·l) / L;
где Pz –сила, возникающая при расточке отверстия, L и l –длины (см. чертёж).
Определим коэффициент k. Этот коэффициент необходим для обеспечения надёжности зажимных устройств, так как вырыв или смещение заготовки при работе недопустимо.
k = k0·k1·k2·k3·k4·k5·k6.
k = 1.7 ·1.2 ·1.0 ·1.2· 1.0 · 1.0 ·1.0= 2.45
k2 (15, стр. 84, таблица 12).
Pz= 10·Сp·tx·Sx·Vn·Kp (12, стр.271).
Pz= 10·300·1.51.0·0.50.75·90-0.15·0.38=518 Н