Вступ

Одну з головних ролей у розвитку машинобудування займає верстатобудування. Темпи його розвитку у багатьох випадках визначають промисловий потенціал тієї чи іншої країни та характеризують рівень її машинобудування.

На верстатах можна оброблювати навіть деталі які складають дуже складні поверхні й при цьому досягається висока точність обробки.

Усе частіше у верстатобудуванні використовується автоматизація, яка позволяє точніше забезпечити здійснення вимог, що пред’являються до металорізальних верстатів. Підвищення рівня комплексної механізації та автоматизації веде до підвищення: безпеки та легкості обслуговування, точності роботи, експлуатаційної надійності та технологічності.

Основні вимоги, які пред’являються до сучасного металорізального верстата:

• безпека та легкість обслуговування;

• висока точність роботи;

• висока експлуатаційна надійність;

• можливо мала матеріалоємність та габарити;

• можливо низька початкова вартість;

• технологічні конструкції, тобто простота виготовлення усіх окремих частин верстата та простота збору.

Фрезерні верстати призначені для фрезерування площин, пазів та ін. різноманітних деталей порівняно невеликих розмірів в основному циліндричними, дисковими, кутовими, фасонними та модульними фрезами в умовах індивідуального та серійного виробництва. Найбільше розповсюдження одержали горизонтально-фрезерні верстати.

До основних вузлів горизонтально-фрезерного верстату відносяться:

• станина;

• основа;

• коробка швидкостей;

• шпиндель;

• коробка подач;

• продольний стіл;

• поперечний стіл.

Фреза – ріжучий багатолезовий інструмент у вигляді тіла обертання з зубцями для фрезерування. Бувають циліндричні, чрв’ячні та ін. Матеріал ріжучої частини – швидко ріжуча сталь або твердий сплав.

1. Визначення основних структурних параметрів

проектованого верстата

1. Короткий опис особливостей оброблюваної

поверхні

У даному курсовому проекті оброблюваною поверхнею є|з'являтися,являтися| шпонковий паз. Дану поверхню одержують за допомогою фрезерних верстатів. В якості ріжучого інструменту використовуємо дискову фрезу профіль якої співпадає з профілем шпонкового пазу. Для обробки даної поверхні необхідні наступні|слідуючий| елементарні рухи: обертальний рух фрези В₁ та поступальний рух заготівки П₂.

2. Визначення виробляючих ліній|виробляти,справляти| і методів їх отримання|здобуття|

Для отримання|здобуття| заданої поверхні необхідні виробляючі лінії, отримання|здобуття| яких можливо відповідними формоутворювальними рухами, зміст|вміст,утримання| яких залежить від методів утворення виробляючих ліній (рис 1.1) |виробляти,справляти|. Виробляюча |виробляти,справляти|лінія 1 – профіль шпонкового пазу 1 – отримана методом копіювання, тому що|бо| профіль оброблюваної поверхні (шпонкового пазу) співпадає|збігатися| з|із| профілем ріжучого інструменту (дискової фрези). Вона отримана, як копія ріжучого інструменту. У цьому випадку утворення лінії відбувається|походити| без руху формоутворення, тобто для отримання|здобуття| виробляючої лінії |виробляти,справлят1 не потрібний формоутворювальний рух. Виробляюча лінія 2 – довжина шпонкового пазу – отримана методом дотичних. Метод дотичних вимагає два формоутворювальні рухи Ф_V (В₁) та Ф_S (П₂).

2. Побудова шикування і аналіз структурної схеми верстата

На підставі пункту 1 будуємо кінематичні групи для утворення формоутворювальних рухів.

Рис. 2.1. Структурна схема верстата

Розглянемо|розгледимо| рух Ф_V (В₁).

У простому формоутворювальному русі внутрішній зв'язок утворюється обертальною кінематичною парою шпиндель 3 і опора 4. Для отримання|здобуття| самого руху необхідне джерело руху, в якості якого приймаємо електродвигун Д₁. Для передачі руху від джерела руху необхідно точку 5 зв'язати з будь-якою точкою|точка| внутрішнім зв'язком, наприклад, з|із| точкою|точка| 6. Щоб формоутворювальний рух здійснювався з|із| заданими параметрами необхідно встановити органи настройки. Рух Ф_V(В₁) є|з'являтися,являтися| простим рухом з|із| незамкнутою траєкторією, і він повинен налаштовуватися по чотирьом параметрам:

швидкість – орган настройки i_v;

напрямок|направлення| – реверс забезпечується двигуном;

шлях|колія,дорога| і початкове|вихідний| положення|становище| – на схемі не вказуються.

Таким чином, одержана кінематична група що забезпечує отримання|здобуття| виконавчого руху Ф_V(В₁) і яка має структурні рівняння зв'язків:

внутрішній зв'язок 3→4

зовнішній зв'язок Д→5→ →6→ В₁

Розглянемо|розгледимо| формоутворювальний рух Ф_S (П₂).

Внутрішній зв'язок в простому формоутворювальному русі забезпечується поступальною кінематичною парою гвинт 8 і направляюча 9. Для отримання|здобуття| самого руху необхідне джерело руху, в якості якого приймаємо електродвигун Д₂. Для передачі руху від джерела руху необхідно точку|точка| 7 пов'язати з будь-якою точкою внутрішнім зв'язком, наприклад, з|із| точкою|точка| 10. Щоб формоутворювальний рух здійснювався з|із| заданими параметрами необхідно встановити органи настройки. Рух Ф_s(П₂) є|з'являтися,являтися| простим рухом з|із| незамкнутою траєкторією, і він повинен налаштовуватися по чотирьом параметрам:

швидкість – орган настройки ;

напрямок|направлення| – реверс забезпечується двигуном;

шлях|колія,дорога| і початкове|вихідний| положення|становище| – на схемі не вказуються.

Таким чином, одержана кінематична група що забезпечує отримання|здобуття| виконавчого руху Ф_s(П₂) і яка має структурні рівняння зв'язків:

внутрішній зв'язок 8→9

зовнішній зв'язок Д→7→→10→t →П₂

В результаті отримана структурна схема фрезерного верстату для обробки шпонкового пазу (рис 2.1). Цей верстат за змістом формотворчої структури відноситься до класу Е22.

3. Розробка кінематичної схеми верстату

Кінематична схема верстата – це сукупність конкретних схематичних зображень механізмів, з’єднаних послідовно між собою та забезпечуючих необхідні рухи виконавчих ланок.

Основою для розробки кінематичної схеми верстата є отримана структурна схема. Умовні кінематичні зв’язки, виконані пунктирними лініями, на схемі необхідно замінити реальними механізмами, послідовно з’єднаними у кінематичні ланцюги, при цьому всі вузлові точки зберігаються.

Розробимо кінематичну схему верстату (рис. 3.1) для обробки шпонкового пазу згідно з структурною схемою верстата.

Рис. 3.1. Кінематична схема верстату

Механізм головного руху згідно виду структурної схеми повинен містити двигун Д₁ (реверс здійснюється двигуном) та орган настроювання i_v. Орган настроювання i_v повинен бути показаний коробкою швидкостей, яка має структурну формулу , тобто яка містить дві групи передач, та забезпечує дві групи швидкостей, та забезпечує отримання дев’яти ступенів частот обертання шпинделя.

Передбачаючи можливість автоматичного керування циклом роботи верстата, розробляємо автоматичну коробку швидкостей обертання шпинделя в якій здійснюється електромагнітними муфтами.

В якості джерела руху приймаємо електродвигун Д₁. Для передання обертання від двигуна до коробки швидкостей використовується постійна передача .

Таким чином, отримана кінематична схема привода головного руху, яка забезпечує отримання дев’яти ступенів частот обертання шпинделя.