Реферат: Модернизация коробки подач радиально – сверлильного станка 2Н55 с целью увеличения подачи шпинделя с 2,5 до 3 мм на оборот
МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ОБРАЗОВАНИЯ
РЕСПУБЛИКИКАЗАХСТАН
ВОСТОЧНО-КАЗАХСТАНСКИЙГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМ. Д. СЕРИКБАЕВА
КАФЕДРА «ТЕХНОЛОГИЯ МЕТАЛЛОВИ МАШИНОСТРОЕНИЯ»
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
к курсовому проекту по дисцеплине
«Станочное оборудование машиностроительных заводов»
На тему: «Модернизация коробки подач радиально –сверлильного станка 2Н55 с целью увеличения подачи шпинделя с 2,5 до 3 мм на оборот»
Проект выполнил студент группы :
01-ТМ-1 Первутинский Д.С.
Консультант проекта: Чуйко А. Н.
Усть-Каменогорск
2005
МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ОБРАЗОВАНИЯ
РЕСПУБЛИКИКАЗАХСТАН
ВОСТОЧНО-КАЗАХСТАНСКИЙГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМ. Д. СЕРИКБАЕВА
КАФЕДРА «ТЕХНОЛОГИЯ МЕТАЛЛОВИ МАШИНОСТРОЕНИЯ»
З А Д А Н И Е
На курсовой проект по дисцеплине
«Станочное оборудование машиностроительных заводов»
Студенту группы 01-ТМ-1 Первутинскому Д.С.
Тема проекта: «Модернизация коробки подач радиально –сверлильного станка 2Н55 с целью увеличения подачи шпинделя с 2,5 до 3 мм на оборот»
Перечень механико-кинематических расчетов: расчет зубчатой передачи.
Перечень расчетов на прочность: расчет зубчатого колеса на прочность, расчет вала на прочность, расчет шлицевого соединения.
Задание выдано: 17.02.2005 г.
Консультант проекта _________________
Заведующий кафедрой «ТМ и М» ___________
Реферат
Целью моего курсового проекта была моденизация радиально – сверлильного станка 2Н55. Задачей модернизации было увеличение подачи шпинделя с 2,5 мм до 3 мм наоборот. Такой вид модернизации встречается в наше время повсеместно, так как при увеличении подачи станка при прочих равных условиях повышается его производительность, т.е. сокращается время на обработку детали. Сокращение же времени на обработку детали дает снижение затрат на производство изделия и себестоимость конечного изделия, так как сокращается заработная плата рабочего в расчете на одну деталь и увеличивается объем производства за то же самое время. Снижение себестоимости производства изделия позволяет повысить конкурентоспособность готовогоизделия и в конечном итоге повысит прибыль предприятия.
Особенно большой эффект от увеличения подачи станка осуществляется в единичном и серийном производствах, когда этот станок является «узким местом» в поточной линии, т.е. он имеет наименьшую производительность среди другого оборудования линии и следовательно тормозит весь конвейер, так как производительность всей линии зависит от производительности самого непроизводительного оборудования. Таким образом, при повышении производительности нашего станка мы не только поднимаем производительность обработки детали на нашем станке, но поднимем производительность всей конвейерной линии в условиях единичного и серийного производства.
Введение
Современными направлениями развития станочного оборудования являются большее производство и более широкое внедрение станков с ЧПУ, автоматический линий, гибких производительных модулей.
В машиностроении в настоящее время действуют сотни автоматических линий для обработки деталей и сборочных единиц. Автоматические линии позволяет повысит качество и производительность обработки, высвободить значительное число рабочих от монотонного труда и т.д. Автоматизированное производство решает многие технические, социальные и экономические вопросы.
Выполняемые на сверлильных станках работы характеризуется большой трудоемкостью, так как установка и закрепление заготовок, а также их снятия, управление, станком, а зачастую ручная подача шпинделя с инструментом требует от рабочего непрерывного внимания и значительных физических усилий. По статистическим данным длительность ручных операций при работе на сверлильных станках с механической подачей режущего инструмента составляет 28,8%, а на станках с ручной подачей ручные операции выполняются почти в течение всего процесса обработки.
Повышение производительности труда на сверлильных работах достигается за счет сокращения основного и вспомогательного времени обработки отверстия как путем рациональной организации работы на станке, так и за счет механизации и автоматизации процесса обработки.
Основное время можно сократить, используя высокопроизводительное оборудование, многошпиндельное сверление, комбинированные режущие инструменты, уменьшение припусков обработки и т.д.
Вспомогательное время можно сократить, используя быстродействующие зажимные приспособления и быстросменные инструменты, установки, снятие заготовок без остановки станка (многопозиционные приспособления), механизацию и автоматизацию ручных приемов работы.
Однако использование специальных приспособлений и оборудования экономически целесообразно только в условиях массового и крупносерийного производства, когда они могут быть использованы при обработке большого количества одинаковых деталей.
Применять высокопроизводительные специальные приспособления в условиях мелкосерийного и отчасти серийного производства экономически не целесообразно, так как их изготовление не окупается при небольших партиях изготавливаемых деталей.
Важнейшим резервом роста производительности труда в машиностроении является модернизация действующего станочного парка. Модернизация станка целесообразно, если в результате удается повысить его производительность, качество выпускаемой продукции, расширить технологические возможности и увеличить надежность станка, обеспечит условие труда и безопасность работы. В зависимости от вида модернизируемого оборудования, степени его изношенности, ремонтопригодности, возможностей ремонтного цеха, оснащенности предприятия технологическим оборудование и от технологических задач, которое должно выполнять оборудование после его модернизации, определять объем последней и ее направление.
Следует отметить, что модернизация станочного парка является одной из составных частей технического прогресса. Однако решение о проведении модернизации должны принимать учетом конкретных условий, на основании экономических расчетов.
В нашем случае мы модернизируем коробку подач для увеличения подачи до 3мм/об, что снижает основное машинное время, даже без использование нового более производительного оборудования.
1<span Times New Roman"">
Назначение станка и область применение станкаРадиально – сверлильный станок модели 2Н55 предназначен для широкого применения в промышленности.
Благодаря своей универсальности станок находит применение везде, где требует обработка отверстий, от ремонтного цеха до крупносерийного производства.
На станке можно производить сверление в сплошном материале, рассверливание, зенкерование, развертывание, подрезку торцов в обоих направлениях, нарезку резьбы метчиками и другие подобные операции. Применение приспособлений и специального инструмента значительно повышает производительность станка и расширяет круг возможных операций, позволяя производить на нем выточку внутренних канавок, вырезку круглых пластин из листа и т.д. При соответствующей оснастке на станке можно выполнять многие операции, характерные для расточных станков.
1.1<span Times New Roman"">
Применяемый режущий инструментОтверстия на сверлильном станке обрабатывают различными инструментами: сверлами, зенкерами, зенковками, развертками, резцами и метчиками.
Сверла служат для образования отверстий в различных материалах и делятся на спиральные, с прямыми канавками, перовые, для глубокого кольцевого сверления и центровочные. Сверла изготавливают из быстрорежущих, легированных и углеродистых сталей, а также их оснащают пластинками из твердых сплавов.
Зенкеры служат для дальнейшей обработки отверстий раннее просверленных или полученных при литье штамповке заготовок. В отличие от спиральных сверл зенкер имеют три или четыре режущие кромки и у них отсутствует перемычка.
Развертки применяются для окончательной обработки отверстий с целью получения высокой точности и меньших параметров шероховатости поверхности. По всей конструкции и назначению развертки делятся на ручные и машинные, цилиндрические и конические, насадные и цельные. Цельные развертки изготавливают из инструментальной, углеродистой, или быстрорежущей стали. При развертывании отверстий в твердых металлах используют развертки, оснащенные пластинками из твердого сплава, обладающей по сравнению с быстрорежущими развертками большей износоустойчивостью. Метчики применяют для нарезание внутренних резьб; он представляет собой винт с продольными или винтовыми канавками, образующими режущие кромки и служащими одновременно для вывода стружки. Метчики по всей конструкции делятся на следующие основные виды:
§<span Times New Roman"">
(слесарные) для нарезание метрических, дюймовых и трубных резьб вручную; в комплекте содержатся два или три метчика;§<span Times New Roman"">
(длинные и короткие) для нарезание метрических и дюймовых резьб в гайках и сквозных отверстиях;§<span Times New Roman"">
для нарезание метрических, дюймовых и трубных резьб в свободных или глухих отверстиях на сверлильных станках с механизмом изменения направления вращения шпинделя.Метчики изготавливают из инструментальных, углеродистых,легированных и быстрорежущих сталей, со сменой твердосплавной рабочей частью. В серийном или массовом производстве широко распространены комбинированные и многоразмерные или многопереходные режущие инструменты, к которым относятся ступенчатые сверла, ступенчатые зенкеры и другие инструменты. С их помощью за один переход можно получить отверстие с двумя – тремя ступенями. При работе комбинированными инструментами значительно сокращается время обработки отверстии за счет уменьшения количества переходов, сокращения вспомогательного и машинного времени.
1.2<span Times New Roman"">
Пределы режимов резания для основных операцийПри сверлении стали, чугуна, медных и алюминиевых сплавов сверлами из быстрорежущей сталей:
4<span Times New Roman"">
диаметра сверла D = 2…4 мм и твердости заготовки HB>300 величина подачи S = 0,04…0,06 мм/об и Vрез = 4,5…6 м/мин.4<span Times New Roman"">
диаметра сверла D = 50 мм и твердости заготовки HB>170 величина подачи S = 1,3…1,4 мм/об и Vрез = 50…55 м/мин.Приведенные подачи подачи применяют при сверлении отверстий глубинной l<3D с точностью не выше 12-го квалитета в условиях жесткой технологической системы. В противном случае вводят уменьшающие поправочные коэффициенты.
При рассверливании подача, рекомендованная для сверления, может быть увеличена до 2-х раз.
При обработки отверстий зенкерами из быстрорежущей сталей и твердогосплава:
4<span Times New Roman"">
диаметра зенкера D<15 мм и обрабатываемой заготовки из стали или чугуна HB>200 величина подачи S = 0,04…0,06 мм/об и Vрез = 7,5…10м/мин.4<span Times New Roman"">
диаметра зенкера D = 50…60 мм и обрабатываемой заготовки из чугуна или медного сплава HB>200 величина подачи S=– 1,8…2,2 мм/об и Vрез = 50…70 м/мин.Приведенные значения подачи применять для обработки отверстий с допуском не выше 12-го квалитета. Для достижения более высокой точности (9-11 квалитеты) а также при подготовке отверстий под последующую обработку их одной разверткой или под нарезание резьбы метчиком вводится поправочный коэффициент К = 0,7. При зенкеровании отверстий развертками из быстрорежущей сталей:
4<span Times New Roman"">
Для диаметра развертки D<10 мм и стальной заготовке подача величина подачи S = 0,8 мм/об и Vрез = 4…6 м/мин.2<span Times New Roman"">
Анализ конструкции станка2.1<span Times New Roman"">
Краткое инструкция по использованию станкаСтанок рассчитан на сверление отверстий диаметром до 50 мм быстрорежущими сверлами в стали средней твердости (предел прочности при растяжении <span UniversalMath1 BT"; mso-ascii-font-family:«Times New Roman»;mso-hansi-font-family:«Times New Roman»; mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:«UniversalMath1 BT»"><span UniversalMath1 BT"">s
в = 55…65 кг/мм2). На соответствующих режимах резания станок может быть использован и для сверления больших отверстий.Режимы резания, возможны на станке, определяются динамическими параметрами станка: наибольшей эффективной мощностью на шпинделе – 5,5 кВт, наибольшими крутящим моментом на шпинделе – 7100 кг/см и наибольшим усилием подачи – 2000 кгс.
При этом надо иметь в виду, что наибольшая мощность на шпинделе может быть использована, начиная с 4-й ступени чисел оборотов (80 об/мин). Низшие числа оборотов применяются на сверлильных станках для выполнения операций, требующих меньшей мощности, но большего крутящего момента. Поэтому на трех первых скоростях мощность на шпинделе не достигает 5,5 кВт.
Наибольший крутящий момент на шпинделе может быть получен только на первых четырех числах оборотов.
Величина наибольшего допустимого усилия подачи обусловлена прочностью деталей станка и жесткостью его конструкции. Превышение допустимого значения усилия подачи, которое равно 2000 кг, вызывает пощелкивание предохранительной муфты и повышенный отжим рукава со шпинделем.
Величину механической подачи следует выбирать так, чтобы на превзойти допустимого усилия подачи. Известно, что усилие подачи в значительной степени зависит от правильности заточки сверла.
Широкие диапазоны скоростей вращения шпинделя (от 80 до 4000 об/мин) и механических подач (от 0,056 до 2,5 мм/об шпинделя) позволяет производительно работать при различных операциях на разных материалах.
Сосредоточение всех органов управления станком на сверлильной головке, наличие одно – рукояточных механизмов переключения скоростей и подач, надежных гидравлических зажимов колонны и сверлильной головки, а также автоматического зажима рукава на колоне обеспечивают максимальное сокращение вспомогательного времени.
Сокращению вспомогательного времени способствует также применение универсальной и специальной оснасткой.
Для расширения возможностей станка иногда располагают обрабатываемые детали не только на плите, но и вне ее. При необходимости обработки высоких деталей, их располагают в яме, вырытой рядом со станком.
При работе с часто сменой инструментов рекомендуется пользоваться быстросменным патроном. При нарезании резьбы для предохранение метчиков от поломки следует применять предохранительный патрон.
2.2<span Times New Roman"">
Описание конструкции станка2.2.1<span Times New Roman"">
компоновка станкаОснование всего станка является фундаментальная плита, которая крепится к фундаменту. На плиту установлена внутренняя неподвижная колонна, на которой вращается поворотная часть станка, состоящая из наружной колонны, рукава и сверлильной головки.
Рукав перемещается по наружной цилиндрической колонне при помощи механизма подъема, расположенного на верхнем торце колонны; зажим рукава на наружной колонне производится автоматически по окончании подъема или опускания.
Зажим наружной колонны на внутренней во время работы станка осуществляется гидравлическим механизмом, выстроенным в корпус механизма подъема.
Сверлильная головка, которая вручную перемещается по направляющим рукава, является самостоятельным агрегатом и заключает в себе узлы: коробки скоростей и подач, механизм подачи, шпиндель с противовесом и др. при работе на станке сверлильная головка закрепляется в рукаве гидравлическим механизмом, работающим одновременно с механизмом зажима колонны. Оба механизма управляются от одной кнопочной станции.
Все органы управления станком сосредоточены на сверлильной головке. Станок оборудован пятью электродвигателями. Электроаппаратура смонтирована в ниши, отлитой в задней части рукава. Вводная электропанель находится в цоколе внутренней колонны.
2.2.2 Коробки скоростей
Для того чтобы получать разные скорости вращения шпинделя, надо иметь возможность передавать движение от электродвигателя к шпинделю через кинематические цепи с разными передаточными отношениями. Для этого используют коробку скоростей. Типы и конструкции коробок скоростей, применяемых в сверлильных станках разнообразны. Чем больше различных скоростей, тем она сложнее. Может показаться, что каждая коробка скоростей значительно отличается от других, но в действительности все они собираются из типовых элементов, и зная принцип действия этих элементов и способы их сочетания, не трудно разобраться в устройстве любой коробки скоростей.
2.2.3 Коробка подач
Коробка подач расположена в отдельном корпусе, который является передней частью сверлильной головки и крепиться к основному корпусу. Коробка подач обеспечивает получение 18 механических подач на 1 оборот шпинделя.
Зубчатые колеса коробки подач термически обработаны и смонтированы на шлицевых валах, вращающихся на шарикоподшипниках. Подшипники и шестерни коробки подач смазывают маслом, стекающим из коробки скоростей. Переключение коробки подач при помощи одно-рукояточного механизма.
На втулки сидят конусные диски. Диск определяет положение рычагов, которые связанные с двойными зубчатыми блоками валов. Диск определяет положение рычага, переключающего тройной блок вала.
Переключение подачи осуществляется следующим образом: поворотом рукоятки «на себя» выводит диски из сцепления с пальцами рычагов, затем поворачивают рукоятку до совпадения стрелки с величиной необходимой подачи (шкала подач укреплена на корпусе), после чего поворотом рукоятки «на себя» производит передвижение зубчатых блоков.
2.2.4<span Times New Roman"">
Механизм подачиМеханизм подачи находится в одном корпусе с коробкой и состоит из двух частей: вертикального вала и горизонтального вала.
Вертикальный вал механизма подачи соединяется с коробкой подач при помощи зубчатой муфты, верхняя часть которой входит в зацепление с деталью муфты коробки подач. Через шариковую предохранительную муфту, защищающую механизмы с