МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ
«ТЮМЕНСКИЙ ИНДУСТРИАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»
ИНСТИТУТ ПРОМЫШЛЕННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ И ИНЖИНИРИНГА
Кафедра «Материаловедение и технологии конструкционных материалов»
ВЫБОР КООРДИНАТНО-РАСТОЧНОГО СТАНКА ПОД ЗАДАННОЕ
ПРОИЗВОДСТВО И РАЗМЕРЫ ОБРАБАТЫВАЕМОЙ ЗАГОТОВКИ
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
к курсовому проекту
КП.22.03.01.03-3030/121К.053.2019.00.ПЗ.
Разработал: студент группы
МТМб-17-1
_____________Новопашин Е.И.
Проверил: к.т.н., доцент кафедры
«МТКМ»
_____________Н. Л. Венедиктов
Тюмень, 2019
2
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ................................................................................... 4
1
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О РАСТОЧНЫХ СТАНКАХ................ 5
2
КОНСТРУКЦИЯ И НАЗНАЧЕНИЕ КООРДИНАТНОРАСТОЧНОГО СТАНКА 2450………………………………... 11
2.1
Назначение.................................................................................... 11
2.2
Особенности конструкции станка.............................................. 12
2.3
Общий вид координатно-расточного станка …………........... 14
2.4
Расположение составных частей................................................ 15
2.5
Основные технические характеристики станка…………….... 17
2.6
Кинематическая схема станка………………………… ……… 18
3
АНАЛИЗ КИНЕМАТИЧЕСКОЙ СХЕМЫ…………………...
19
ЗАКЛЮЧЕНИЕ............................................................................ 20
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ...........................................................
21
3
Задание:
1 Дать общую характеристику станков. Подобрать станок под заданное
производство и размеры обрабатываемой заготовки.
2 Описать его назначение, конструкцию, технические параметры,
кинематическую схему.
3 Провести анализ кинематической схемы станка.
Станок
Координатнорасточной
Производство
Единичное
Размеры заготовки, мм
(ДхШхВ)
500х500х400
4
ВВЕДЕНИЕ
Для
изготовления
сложных
деталей
в
масштабах
тяжелого
машиностроения на производственных, инструментальных цехах, где нужно
проводить множество операций обработки без смены оборудования,
применяют расточные станки. Они бывают специализированными и
универсальными, в зависимости от характера выполняемых действий.
Универсальные машины делятся на горизонтально-, алмазно-, токарно- и
координатно-расточные станки.
Координатно-расточные
машины
относятся
к
категории
широкоуниверсального оборудования. Все сложные обработки отверстий
при
точном соблюдении координат выполняют на этих агрегатах.
Особенность, присущая всем расточным станкам – наличие у них шпинделя
вертикального или горизонтального направления. Последний представляет
собой вал, снабженный приспособлением для удержания инструмента
режущей группы (сверла, резцы, фрезы, зенкер, метчик), и имеющий
возможность перемещаться в линейном направлении по оси.
В данной курсовой работе основными задачами является: подобрать
станок под заданное производство и размеры обрабатываемой заготовки,
описать его назначение и конструкцию, привести технические параметры
станка, изобразить и описать кинематическую схему станка.
КП.22.03.01.03-3030/121К.053.2019.00.ПЗ.
Изм. Лист
Разраб.
Провер.
Реценз.
Н. Контр.
Утверд.
№ докум.
Подпись Дат
а
Новопашин Е.И.
Венедиктов
Н.Л.
Лит.
ВВЕДЕНИЕ
Лист
Листов
1
1
ТИУ, ИПТИ, МТМб-17-1
5
1 ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О РАСТОЧНЫХ СТАНКАХ
Одной
из
распространенных
групп
оборудования
в
металлообрабатывающей промышленности являются расточные станки. Эта
группа станков широко используется как в условиях индивидуального, так и
в условиях крупносерийного производства. Отличительной особенностью, по
которой расточные станки выделяются в отдельную группу, является
возможность выполнения металлорежущих операций в труднодоступных
местах обрабатываемых деталей.
На расточных станках производятся следующие металлорежущие
операции:

растачивание внутренних поверхностей;

обтачивание наружных поверхностей тел вращения;

нарезание резьб;

сверление;

развертывание и зенкерование;

цилиндрическое фрезерование;

торцевое фрезерование.
1.1 Разновидность расточных станков
Классификация расточных станков – по направление основной подачи:

горизонтальное

вертикальное

расположенное под углом
Горизонтально-расточные
станки
основной
отличительной
особенностью горизонтально-расточного станка является горизонтальное
расположение шпинделя. Этот тип станка несколько напоминает обычный
токарно-винторезный станок. Но в горизонтально-расточном станке имеется
КП.22.03.01.03-3030/121К.053.2019.00.ПЗ.
Изм. Лист
Разраб.
Провер.
Реценз.
Н. Контр.
Утверд.
№ докум.
Новопашин
Е.И.
Венедиктов
Н.Л.
Подпись Дат
а
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
О РАСТОЧНЫХ
СТАНКАХ
Лит.
Лист
Листов
1
6
ТИУ, ИПТИ, МТМб-17-1
6
несколько ключевых отличий. Во-первых, отсутствует задняя бабка. Вместо
задней бабки установлен подвижный люнет. Во-вторых, планшайба, которой
оборудован шпиндель, имеет возможность смещать резец относительно оси
вращения, что нехарактерно для токарного станка. В третьих, здесь имеется
стол, на котором может быть закреплена деталь.
Рассмотрим основные узлы и элементы, из которых состоит
стандартный горизонтально-расточной станок.
1 Задняя стойка. Предназначена она для закрепления на ней
подвижного люнета. Может перемещаться на направляющих станины. Имеет
рычаг для фиксации положения.
2 Люнет. Это приспособление предназначено для удерживания
хвостовой части обрабатываемой детали, если ее длина не позволяет
произвести надежное закрепление на столе. Является дополнительной точкой
крепления.
Люнет
может
перемещаться
в
вертикальной
плоскости.
Перемещение в горизонтальной плоскости осуществляется посредством
движения задней стойки.
3 Передняя стойка. Основная опора, на которой крепится рабочий
орган станка - шпиндельная бабка. На передней стойке расположены
вертикальные направляющие, по которым перемещается бабка.
4 Суппорт. Этот элемент горизонтально-расточного станка служит для
подачи резца к поверхности обрабатываемой детали. Суппорт имеет
возможность продольного перемещения в горизонтальной плоскости вдоль
оси вращения.
5 Планшайба. В отличие от стандартной планшайбы станков токарной
группы, служит для закрепления в ней расточного резца. Имеет возможность
смещения резца относительно оси вращения. Это позволяет одним резцом
выполнять различные расточные операции.
6 Шпиндель. Передает вращательное движение от коробки скоростей
на планшайбу.
Лист
КП.22.03.01.03-3030/121К.053.2019.00.ПЗ.
Изм.Лист
№ докум
Подп. Дата
6
7
7 Бабка. Рабочая подвижная часть горизонтально-расточного станка.
Внутри
бабки
располагается
электродвигатель,
коробка
передач
и
направляющие для осевого перемещения суппорта.
8 Пульт управления. Включает в себя кнопки изменения рабочей
скорости, реверса, настроек автоматической подачи и аварийной остановки.
9 Стол. Служит для расположения и закрепления на нем массивных
деталей небольших габаритов.
10 Салазки. Служат для перемещения стола.
11 Станина. Является основанием станка. На станине располагаются
две стойки и стол. Иногда станина имеет возможность регулировки уровня
установки станка.
Координатно-расточные
станки
главной
особенностью
координатно-расточных станков является высокая точность обработки
деталей.
Достигается повышенная точность обработки благодаря применению
различных высокоточных механизмов расчета координат, по которым
осуществляется движение резца. Есть несколько основных способов расчета
координат, внедряемых на координатно-расточные станки:

индуктивный

механический

оптико-механический

электронный
Шпиндель на станках этой подгруппы располагается вертикально. Но
иногда встречаются модели с горизонтальным расположением шпинделя.
Шпиндельная головка, помимо изменения скорости и направления вращения,
также осуществляет рабочую подачу, увеличивая или уменьшая глубину
проникновения резца в деталь.
Лист
КП.22.03.01.03-3030/121К.053.2019.00.ПЗ.
Изм.Лист
№ докум
Подп. Дата
7
8
Стол имеет две степени свободы. Закрепленная на столе деталь
способна перемещаться в продольном и поперечном направлении. При этом
величина
этих
перемещений
с
высокой
точность
контролируется
координатной системой.
Также на координатно-расточных станках, помимо выполнения всего
спектра операций, характерных для станков расточной группы, выполняются
разметочные операции.
Алмазно-расточные станки предназначены для финальной (тонкой)
обработки деталей.
Алмазно-расточной станок состоит из следующих основных узлов.
1 Станина. Является основанием станка, на котором закрепляется стол
и вертикальная тумба. Станина выполняется массивной и имеет отверстия
для закрепления станка в фундаменте.
2
Электрический
щит.
Служит
для
вмещения
электрических
компонентов станка.
3 Вертикальная тумба. Крепится к станине и выполняет несущую
функцию для установки рабочего оборудования.
4 Стол. На столе закрепляются заготовки. Стол имеет рукоятки
управления продольной и поперечной подачей.
5
Блок
установки
приводного
электродвигателя
и механизма
вертикальной подачи. Здесь установлен электродвигатель, коробка скоростей
и цилиндр вертикальной подачи.
6
Направляющие
вертикальной
подачи.
Служат
опорой
при
вертикальном перемещении шпиндельной головки.
7 Шпиндельная головка. Предназначена для закрепления в ней
алмазного резца.
8 Алмазный резец. Помимо хорошей точности обработки, алмазный
резец
обеспечивает высокий класс чистоты поверхности. Эти станки применяются
Лист
КП.22.03.01.03-3030/121К.053.2019.00.ПЗ.
Изм.Лист
№ докум
Подп. Дата
8
9
там, где нужна высокая чистота и точность обработки, например, в
автомобильных и авиационных двигателях, деталях станков, контрольноизмерительном оборудовании.
1.2 Принцип работы расточных станков
Группа расточных агрегатов имеют характерную особенность, их
шпиндель,
закрепленный
плоскости,
совершает
в
горизонтальной
осевое
(реже —
перемещение
по
вертикальной)
направлению
к
обрабатываемой детали. В посадочном гнезде шпинделя фиксируется
рабочий
инструмент,
от
типа
которого
непосредственно
зависят
функциональные возможности станка.
Современные расточные агрегаты способны выполнять следующие
технические операции:

растачивание;

зенкерование;

сверление;

нарезка резьбы (внутренняя и наружная);

обтачивание;

фрезерование (торцевое и цилиндрическое);

подрезка торцов.
По
сути,
данные
многофункциональное
станки
представляют
оборудование,
способное
собой
универсальное
полноценно
заменить
несколько металлообрабатывающих установок.
Ключевым параметром любого расточного станка является диаметр
шпинделя, несущего основной рабочий инструмент. В зависимости от него
все агрегаты классифицируются на три группы: малые (диаметр 50-125 мм),
средние (100-200 мм) и тяжелые (200-320 мм).
Вращение шпинделя является главным движением станка, тогда как
движение
подачи,
в
зависимости
от
конструктивных
особенностей
оборудования, может сообщаться либо обрабатываемой детали либо
Лист
КП.22.03.01.03-3030/121К.053.2019.00.ПЗ.
Изм.Лист
№ докум
Подп. Дата
9
10
режущему инструменту. Перемещение инструмента может быть осевым,
радиальным либо вертикальным, движение деталей происходит за счет
перемещения рабочего стола.
Для
обработки
заготовки
размерами
500х500х400
мм,
можно
использовать координатно-расточной станок 2450.
Лист
КП.22.03.01.03-3030/121К.053.2019.00.ПЗ.
Изм.Лист
№ докум
Подп. Дата
10
КОНСТРУКЦИЯ И НАЗНАЧЕНИЕ КООРДИНАТНО-РАСТОЧНОГО
СТАНКА 2450
2.1 Назначение
Координатно-расточный станок 2450 предназначен для обработки
отверстий с точным расположением осей без применения разметки и
кондукторов, размеры между которыми заданы в прямоугольной системе
координат.
На
станке
можно
выполнять
сверление,
легкое
(чистовое)
фрезерование, разметку и проверку линейных размеров, в частности и
межцентровых расстояний. Станок снабжен поворотными столами, что дает
возможность производить обработку отверстий, заданных в полярной
системе координат, наклонных и взаимно перпендикулярных отверстий и
проточку торцовых плоскостей.
Станок используется для работ в инструментальных цехах (обработка
кондукторов и приспособлений), а также для точного измерения расстояний
между отверстиями готовых изделий в условиях индивидуального и
мелкосерийного производства
На станке можно сверлить отверстия диаметром до 40 мм, размечать
точные шаблоны, проверять линейные размеры и межцентровые расстояния.
Можно также выполнять на нем мелкие фрезерные работы.
Станок используется в инструментальных, машиностроительных и
приборостроительных
цехах
для
обработки
заготовок
деталей
как
единичного, так и серийного производства.
КП.22.03.01.03-3030/121К.053.2019.00.ПЗ.
Изм. Лист
№ докум.
Разраб.
Новопашин Е.И.
Провер.
Венедиктов
Н.Л.
Реценз.
Н. Контр.
Утверд.
Подпись Дат
а
КОНСТРУКЦИЯ И
НАЗНАЧЕНИЕ
КООРДИНАТНОРАСТОЧНОГО СТАНКА 2450
Лит.
Лист
Листов
1
8
ТИУ, ИПТИ, МТМб-17-1
12
2.2 Принцип работы и конструктивные особенности станка
Принцип работы. Обрабатываемая деталь устанавливается на столе
станка. Режущий инструмент укрепляют в шпинделе. Оси обрабатываемых
отверстий совмещают с осью шпинделя перемещением стола в продольном и
поперечном направлениях в соответствии с заданными координатами. Отсчет
величины перемещения стола производится с помощью оптических систем.
При обработке отверстий подачей является осевое перемещение шпинделя,
при чистовом фрезеровании подача сообщается столу.
Станок
оборудован
оптическими
экранными
отсчетными
устройствами, позволяющими отсчитывать целую и дробную части
координатного размера. В условиях нормальной эксплуатации станок
обеспечивает
точность
установки
межцентровых
расстояний
в
прямоугольной системе координат — 0,004 мм.
Точная установка стола на заданную координату производится
вручную, маховичком. Станок снабжен устройством цифровой индикации,
дающим возможность оператору производить установку координат с
дискретностью 0,001 мм.
Вращение шпинделя осуществляется от регулируемого электропривода
переменного тока через трехступенчатую коробку скоростей. Подачи
шпинделя осуществляются бесступенчато при помощи фрикционного
вариатора. Имеется механизм автоматического отключения подачи шпинделя
на заданной глубине.
В станке предусмотрены механические зажимы стола, салазок и ручной
зажим шпиндельной бабки.
Координатно-расточный станок 2450 имеет ту особенность, что на нем
можно производить предварительный набор координат во время обработки
предыдущего отверстия; это значительно сокращает вспомогательное время.
Станок оснащен оптической измерительной системой координат:
КП.22.03.01.03-3030/121К.053.2019.00.ПЗ.
Изм. Лист
№ докум
Подпись Дата
Лист
12
13
оцифрованные риски стеклянной штриховой линейки проектируются на
неподвижный растр, при помощи которого можно непосредственно, в одном
месте, отсчитывать все десятичные знаки устанавливаемой координаты.
Конструктивные особенности. Станок имеет раздельные механизмы
привода шпинделя и рабочего стола.
Станок снабжен универсальным поворотным столом, позволяющим
осуществлять обработку отверстий в полярной системе координат с отчетом
углов по лимбам, деление окружности на равные части с помощью
делительных дисков, а также обработку наклонных отверстий.
Станок модели 2450 является одноколонным, с вертикальным
перемещением
шпиндельной
головки
и
прямоугольным
столом,
получающим перемещения в продольном и поперечном направлениях.
Отсчет величины перемещений стола с точностью до 0,01 мм
производится по точным шкалам оптического устройства.
Скорость
вращения
шпинделя
изменяется
бесступенчато
от
регулируемого электродвигателя постоянного тока.
Изменение величины подачи шпинделя на станке модели 2450 также
производится бесступенчато. Для этой цели в приводе подач шпинделя
установлен вариатор с раздвижными конусами и стальным кольцом. Для
обработки отверстий на заданную глубину станок снабжен специальным
автоматическим выключателем подачи. Рациональное расположение всех
органов управления обеспечивает удобство работы на станке.
Лист
КП.22.03.01.03-3030/121К.053.2019.00.ПЗ.
Изм. Лист
№ докум
Подпись Дата
13
14
2.3 Общий вид координатно-расточного станка 2450
Рисунок 1- Общий вид координатно-расточного станка 2450
КП.22.03.01.03-3030/121К.053.2019.00.ПЗ.
Изм. Лист
№ докум
Подпись Дата
Лист
14
15
2.4 Расположение составных частей координатно-расточного
станка 2450
Рисунок 2 – Основные узлы координатно-расточного станка 2450
Основные узлы станка:

А — шпиндельная бабка;

Б — стойка с коробкой скоростей и вариатором подач;

В — стол;

Г — поперечные салазки;
КП.22.03.01.03-3030/121К.053.2019.00.ПЗ.
Изм. Лист
№ докум
Подпись Дата
Лист
15
16

Д — станина;

Е — привод перемещений стола.
Органы управления координатно-расточным станком 2450
1.
маховичок для точных ручных перемещений стола;
2.
рукоятка включения быстрых и медленных перемещений стола;
3.
рукоятка включения поперечной механической подачи стола;
4.
рукоятка включения продольной механической подачи стола;
5.
маховичок для установки стола в продольном направлении;
6.
маховичок для установки стола в поперечном направлении;
7.
рукоятка
быстрого
ручного
перемещения
и
включения
механической подачи шпинделя;
8.
маховичок ручного вертикального перемещения шпинделя;
9.
маховичок переключения коробки скоростей;
10.
маховичок перемещения шпиндельной бабки;
11.
рукоятка для закрепления шпиндельной бабки.
КП.22.03.01.03-3030/121К.053.2019.00.ПЗ.
Изм. Лист
№ докум
Подпись Дата
Лист
16
2.5. Основные технические характеристики станка 2А135
Размеры рабочей поверхности стола, мм 1100x630Вылет оси шпинделя,
мм 700
Внутренний конус шпинделя 5°
Класс точности по ГОСТ 8-71 А
Наибольший диаметр сверления, мм 40
Наибольший диаметр расточки, мм 250
Наибольший конус инструмента Морзе №4
Подача гильзы шпинделя, мм/об. 0,03 + 0,16
Число Т-образных пазов на столе 5
Наибольший диаметр растачивания 250
Пределы чисел оборотов шпинделя в минуту 50...2000
Скорость быстрого перемещения стола (салазок), мм/мин 160-1200
Цена деления отсчетного устройства установки координат, мм 0,001
Цена деления отсчетного устройства установки координат, мм 0,001
Мощность электродвигателя привода шпинделя, кВт 2.2 КВт
Точность установки координат станка, мм 0,005
Точность межосевых расстояний отверстий после чистовой обработки,
мм 0,010
Постоянство диаметра расточеннго отверстия, мм 0,004
Габарит станка, включая ход стола и салазок (длина х ширина х
высота), мм 2300 x 2840 х 2510
Вес станка (без электрошкафа и принадлежностей), кг 5560
КП.22.03.01.03-3030/121К.053.2019.00.ПЗ.
Изм. Лист
№ докум
Подпись Дата
Лист
17
18
2.6 Кинематическая схема координатно-расточного станка 2450
Лист
КП.22.03.01.03-3030/121К.053.2019.00.ПЗ.
Изм. Лист
№ докум
Подпись Дата
18
3 АНАЛИЗ КИНЕМАТИЧЕСКОЙ СХЕМЫ
1 Составлю уравнение кинематического баланса цепи в развернутом
виде:
150/220* 26/60* 44/42
17/69
2 Найду количество скоростей вращения шпинделя:
Z = 1*1*2=2
3 Максимальное и минимальное числа оборотов шпинделя:
nmax  2800*150/220* 26/60* 44/42= 866 об /мин;
nmin  700* 150/220* 26/60*17/69 *0,985 = 50 об/мин
КП.22.03.01.03-3030/121К.053.2019.00.ПЗ.
Изм. Лист
№ докум.
Разраб.
Новопашин Е.И.
Провер.
Венедиктов
Н.Л.
Реценз.
Н. Контр.
Утверд.
Подпись Дата
АНАЛИЗ
КИНЕМАТИЧЕСКОЙ
СХЕМЫ СТАНКА
Лит.
Лист
Листов
1
1
ТИУ, ИПТИ, МТМб-17-1
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Выбранный координатно-расточной станок 2450 предназначен для
обработки отверстий с точным расположением осей без применения
разметки и кондукторов, размеры между которыми заданы в прямоугольной
системе координат, используется в условиях единичного производства.
Данный станок имеет размеры обрабатываемых деталей 2300 x 2840 х
2510мм, которые больше размеров обрабатываемой заготовки 500х500х400.
Следовательно,
координатно-расточной
станок
2450
можно
использовать для обработки заготовки.
КП.22.03.01.03-3030/121К.053.2019.00.ПЗ.
Изм. Лист
№ докум.
Разраб.
Новопашин Е.И.
Провер.
Венедиктов
Н.Л.
Реценз.
Н. Контр.
Утверд.
Подпись Дата
Лит.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Лист
Листов
1
1
ТИУ, ИПТИ, МТМб-17-1
21
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1
Ипатов
С.С.
Координатно-расточные
станки
в
точном
приборостроении, Оборонгиз, 1954.
2
Кучер А.М. Металлорежущие станки. Альбом общих видов,
кинематических схем и узлов, 1972.
3
http://stanki-katalog.ru/sprav_2450.htm
4
https://studfile.net/preview/2663887/page:3/
КП.22.03.01.03-3030/121К.053.2019.00.ПЗ.
Изм. Лист
№ докум.
Разраб.
Новопашин Е.И.
Провер.
Венедиктов
Н.Л.
Реценз.
Н. Контр.
Утверд.
Подпись Дата
Лит.
СПИСОК
ЛИТЕРАТУРЫ
Лист
Листов
1
1
ТИУ, ИПТИ, МТМб-17-1