Федеральное агентство по образованию
Государственное образовательное учреждение
Высшего профессионального образования
"Ижевский государственный технический университет"
Кафедра "ТРП"
Реферат на тему:
"Возможности современных станков для обработки спироидных червяков"
Выполнил:
магистрант гр. М310-1
Корнилов А.А.
Проверил:
д. т. н., профессор
Трубачев Е.С.
2010 г.
1. Описание деталей: червяк спироидного редуктора. Спироидные червяки являются деталями типа вал.
2. Анализ обрабатываемых поверхностей:
Спироидный червяк, как правило, подвергается следующим этапам обработки:
1. Черновая обработка. Обработке подлежат все поверхности. Обработка производится на универсальном оборудовании.
2. Чистовая обработка. За счет чистовой обработки формируются все основные и вспомогательные базирующие поверхности. Как правило обработка производится на станках с ЧПУ.
3. Нарезание витков червяка. Нарезание витков производится на станках с ЧПУ;
4. Термообработка.
5. Шлифование. За счет шлифования (круглое шлифование) окончательно формируются основные и вспомогательные базирующие поверхности на универсальных станках;
6. Шлифование витков. Происходит окончательное формирование витков червяка. Как правило, выполняется на универсальных станках.
Так как спироидные червяки (как и все цилиндрические червяки) имеют свои отличительные особенности, наибольший интерес для нас представляют операции по формированию винтовой поверхности. Соответственно, ниже приводится обзор современных станков, обеспечивающих нарезание витка и его шлифование. Операции нарезания витка могут быть представлены на токарно-винторезных станках с ЧПУ, токарных обрабатывающих центрах и многофункциональных станках с ЧПУ. Операции шлифования витков червяка могут быть представлены на резьбо-шлифовальных станках, некоторых круглохлифовальных станках и т.д. Особый интерес представляют станки, которые позволили бы совместить черновую, чистовую обработку и нарезание витка изменяя режимы резания и инструмент - программно. Так же интересны возможности современного оборудования по совмещению токарных и шлифовальных операций (при формировании витков) и представлению их на одной единице оборудования.
Что бы не рассматривать весь размерный ряд станков, необходимо внести ограничения на размер обрабатываемых деталей, опираясь на размеры продукции ООО "Механик". Наибольший диаметр заготовки - 85 мм (червяк ПС 115).
1. Обзор станков и обрабатывающих центров токарной группы.
Хар-ка Название станка | Рабочий диапазон | Кол-во координат | Емкость инструм. магазина | Шпиндель | Точность позиционирования, мкм | Габ. размеры мм | Масса станка, т | Стоимость, млн. руб. | Особенности (дополнительное оснащение) | |||||
Макс. диам. заготовки над станиной, мм | Макс. обр-мый диам., мм | Макс. длина (Z) обр-ки, мм | Макс. частота вращения, об/мин | Мощность привода, кВт | ||||||||||
Фирма-производитель | Модель | |||||||||||||
LEADWELL | Т-5 (токарный обрабатывающий центр) | 330 | 136 | 210 | 3 | 8 | 4500 | 7,5 | 5/10 | 1993/1198/1538 | 2,5 | Приводная задняя бабка и дисковая револьверная головка (программируемые перемещения), датчики отсчета линейных перемещений по осям. | ||
PINACHO | Smart-turn6 - 165 (электронный токрный станок) | 335 | 335 | 750 | 2 | 4 | 4000 | 5,5 | - | 2100/1325/1575 | 1,6 | 4,1 | Полная автоматизация циклов об-ки, 64 корректора для инструмента, нарезание винт. пов-ти без механических настроек. ЧПУ | |
PINACHO | RAYO | 335 | 335 | 750 | 2 | 8 | 4000 | 5.5 | - | 2300/1720/1575 | 1.6 | 4.4 | ЧПУ FANUC 3D и конт. гр-ка, редактор профиля, постоянная скорость резания, автоматический резцедержатель | |
Урал - инструмент - пумори | ACE (Индия) LT 25 (630) Fanuc 0i TC | 545 | 240 | 665 | 2 | 8 | 50-3000 | 18,5/22 |
| 3475/ 1188/ 1980 | 5,5 | 3,8 | ЧПУ | |
CAK | 16 (Китай) | 160 | 160 | 260 | 2 | 4 | 5000 | 4 | IT6-IT7 | 2100/1640/2145 | 1,45 | ЧПУ | ||
CAK | 50j (Китай) | 500 | 250 | 600 | 2 | 4 | 22-2200 | 7,5 | IT6-IT7 | 2510/1500/1580 | 1,8 | ЧПУ 3D-визуализация. | ||
CHEVALIER | Fcl - 1028MC | 600 | 260 | 762 | 2 | 12 | 4000 | 15/18,5 | 5-10 | 5700/ 3600/ 1800 | 5,7 | 3,8 | ЧПУ, автоматический щуп для обмера инструмента | |
ОАО "Рязанский станко строительный завод" | Мод.1715 (Токарный обрабатывающий центр) | 300 | 210 | 180 | 4 | 12 | 4500 | 5,5/7,5 | 10 | 2550/1650/1700 | 3,5 | ЧПУ Sinumerik, 3D визуализация, система координат детали, разрешение ЧПУ 0,1 мкм, противошпиндель, револьверная головка с дополнительной координатой. | ||
Haas (токарно-револьверный центр с ЧПУ) | SL-30THE | 762 | 370 | 768 | 2 | 12 | 5000 | 22 | 10 | 3810/ 2108/ 1880 | 7,26 | 3,4 | Граф.2D визуализация, макс. мом.407Нм при 700об/мин | |
OKUMA | ES-10II | 520 | 220 | 520 | 2 | 12 | 50-4200 | 11/7,5 | IT6-IT7 | 2280/ 1970/ 2040 | 4,3 | 3,8 | ЧПУ Предварительное затягивание в механизмах осевой подачи с шарнирным соединением | |
OKUMA | MULTUS B300 | 630 | 630 | 900 | 4 | 20 | 20 - 5000 (6000-инст. шп.) | 15/11 | 1 (некруг. - 0,4) | 3750/2050/2600 | - | 6,3 | Исключение столкновений, "онлайн" визуализация. Наличие инструментальной головки с приводом. Возможны изменения основных параметров. | |
MACHTEK UNIX INC. | ТС-210 (Тайвань) | 450 | 210 | 420 | 2 | 12 | 6000 | 11 | 1 | 2420/1550/1675 | 3,0 | 4,7 | ЧПУ, 3D визуализация. | |
Gildemeister | СТХ alpha-300 (Германия) | 500 | 200 | 335 | 4 | 12 | 6000 | 20/15 | 1 | 4160/2500/1810 | 4,35 | - | ЧПУ Siemens 3D-графика, 3D-симуляция, синхронизация точек с обрабткой, память 1ГБ, банк инструментов-999, банк материалов-64. | |
На основании обзора современных станков токарной группы, на которых могут быть представлены операции по формированию витков червяка, можно сделать вывод, что современные модели станков с ЧПУ и обрабатывающих центров обладают всеми необходимыми функциями для осуществления необходимых операций. Выбор станка или центра обуславливается в основном достаточным набором необходимых функций и опций. А поскольку практически все из приведенных станков обладают примерно одинаковыми возможностями, то одним из решающих критериев будет являться цена. Предпочтительные станки выделены. Однако стоит заметить, что некоторые многофункциональные станки и обрабатывающие токарные центры, могут представить в принципе весь набор (кроме шлифования) операций, необходимых для изготовления спироидных червяков. | ||||||||||||||
2. Обзор резьбошлифовальных станков | ||||||||||||||
Фирма-изготовитель | Модель | Макс. диам. заготовки над станиной, мм | Макс. обр-мый диам., мм | Макс. длина (Z) обр-ки, мм | Кол-во координат | Емкость инструм. магазина | Характеристики | Вес станка, т | Стоимость | Особенности (дополнительное оборудование) | ||||
HOLROYD | TG350E | 3 | 1 | Модуль 0.1-90мм Ход винтовой линии 0,1-150мм Угол наклона ±50° Анкерное отверстие 152,4 мм Диаметр круга 400мм | 8 | ЧПУ позволяет реализовать все возможные профили | ||||||||
HOLROYD | GTG2 | 350 | 350 | 750 | 3 | 1 | Модуль 0,1-48мм Ход винтовой линии 0,1-600 мм Угол наклона ±90° Диаметр круга 406 мм Глубина шлифования 30 мм Скорость вр-я круга - 1200.7000 об/мин |
|
| ЧПУ Обеспечивает все профили, позволяет просчитывать контур обработки за каждый цикл, автоматизированы процессы заправки круга. | ||||
DRAKE Manufacturing | GS: TE | 150 | 150 | 900 | 2 | 1 | Модуль 0-45мм Ход винтовой линии 0,1-300мм Угол наклона ±25° Подача круга до 125мм/мин Скорость вр-я круга - 0.2000 об/мин | - | - | ЧПУ реализует все профили, заложена база оптимальных режимов и база материалов. | ||||
ZHOUZHOU | SB725G | 100 | 100 | 270 | 2 | 1 | Модуль 0,1-25м Ход винтовой линии 0,1-240 мм Угол наклона ±25° Диаметр круга 400 мм | 4 | - | ЧПУ | ||||
Reishauer | Model US | 250 | 250 | 1080 | 2 | 1 | Модуль 0,3-100мм Ход винтовой линии 0,1-450 мм Угол наклона ±40° Число заходов 1-10 Диаметр круга 350 мм Скорость вр-я круга - 1700.2450 об/мин | 4,6 |
Реализация всех возможных профилей, ЧПУ | |||||
Reishauer | RGM 500 | Модуль 0,25-44мм Ход винтовой линии 0,1-375 мм Угол наклона ±30° Число заходов 1-16 Диаметр круга 400 мм Скорость вр-я круга - 1825.2100 об/мин | 4,6 | ЧПУ, реализация всех возможных профилей. | ||||||||||
Klingelnberg | H 35 | 350 | - | 1415 | 2 | 1 | Модуль 0,5-45мм Ход винтовой линии 0,1-2000 мм Число витков 1-999 Угол наклона ±60° Анкерное отверстие 130 мм Диаметр круга 500 мм | 10,3 |
| В памяти станка может храниться до 960 программ, автозаправка круга. | ||||
Klingelnberg | H 10 | 100 | - | 900 | 2 | 1 | Глубина шлифования 40 мм Ход винтовой линии 0-∞ Число витков 1-999 Угол наклона ±90° Анкерное отверстие 58 мм Диаметр круга 200 мм | 12 |
| Реализация всех возможных профилей | ||||
MITSUI SEIKI | GSE-50A | 200 | 200 | 750 | 7 | 1 | Глубина шлифования 75 мм Ход винтовой линии 0,25-600мм Угол наклона ±45° Диаметр круга 510 мм | 9,5 |
|
Реализация всех возможных профилей, автозаправка круга. | ||||
Самыми современными и самыми функциональными резьбошлифовальными станками являются приведенные и отмеченные выше. Определяющими требованиями к станкам явились: наличие устройств заправки круга, ЧПУ, обеспечивающая получение различных профилей с различными параметрами. В предлагаемых станках заправка круга осуществляется по программе, что позволяет упростить наладку станка (по сравнению с универсальными станками). Например, для станка фирмы MITSUI SEIKI предусмотрены два варианта ЧП управления заправкой круга: в первом случае положения копира задается 2 координатами (координатой в направлении продольной подачи копира и координатой углового положения копира в фронтальной плоскости), а во втором случае положения копира задается 3 координатами (координатой в направлении продольной подачи копира, координатой углового положения копира в фронтальной плоскости и координатой вращения копира вокруг своей оси). К недостаткам этих станков можно отнести массу и высокую цену. |
1. Станки зарубежных производителей превосходят отечественные станки по многим показателям. Они отличаются меньшими габаритами, меньшей массой, но при этом обеспечивают большие скорости вращения (следовательно, более жесткие режимы резания), точность позиционирования и т.д.
2. Другие преимущества (особенности) зарубежных станков:
· Автоматическое и плавное регулирование скорости вращения.
· быстрое перемещение по осям координат;
· 2D и 3D визуализация и симуляция, возможность "онлайн" отображения процесса, автокоррекция;
· увеличение количества осей за счет использования подвижного контр-шпинделя (противошпинделя), подвижной револьверной головки и еще одной режущей головки (ток. центр), позволило существенно расширить ряд операций возможных на данных станках, сократить время на подвод, отвод, смещение и замену инструмента;
3. Стоимость зарубежных станков выше чем стоимость отечественных.
4. Зарубежные станки отличаются также большой стоимостью и трудностями при заказе и доставке запасных деталей.
5. Отсутствуют отечественные резьбошлифовальные станки такого класса, как Klingelnberg H10 и H35, MITSUI SEIKI GSE-50A.