Розрахунок електроприводу головного руху вертикального сверлійно-фрезерно-росточного напівавтомата 243ВМФ (стр. 2 из 6)

Привід обертання шомполу призначений для розтиснення і затискання байонетного замку шомполу з інструментом в крайньому верхньому положенні гільзи, а також для обертання інструменту у разі неспівпадання провідних шпонок інструменту і шпинделя під час автоматичної зміни інструменту. Привід шомполу здійснюється від асинхронного електродвигуна М3 (Р=0.25 кВт; n=2700

) через черв'ячний редуктор z=1-30 при включеній муфті . Двигун включається по команді мікроперемикача, розташованого на магазині, тільки в положенні автооператора під шпинделем. Муфта - запобіжна .

Привід подач гільзи шпинделя і переміщення головки, шпинделя, здійснюється від електродвигуна постійного струму М4 (Р=0.37 кВт; n=3000

).Гильза одержує переміщення через двоступінчатий редуктор z=20-40,z=16-48-40-48 і гвинт кочення XVIII з кроком Р=6 мм, який сполучений з повзуном переміщення гільзи . Для забезпечення самогальмування пари гвинт-гайка кочення при віджиманні інструменту служить гальмо.

Переміщення головки, шпинделя, здійснюється від шліцьового валу XVI через втулку XIX і при включеній муфті

через черв'ячну пару z=1-34 (муфта запобіжна ) і рейкову передачу. Муфта включається від механізму затиску головки гільза і шпиндель синхронно . При відключенні головка, шпинделя, зупиняється, а шпиндель продовжує перемішатися здійснюючи робочу подачу . На валу XVII встановлений круговий фотоелектричний датчик з дискретністю 0,01мм, який здійснює контроль переміщень гільзи і головки, шпинделя .

Швидкість швидкого переміщення головки, шпинделя, визначиться з виразу

Головка і гільза зрівнянні противагами.

Позиціонування за заданою програмою здійснюється подовжнім переміщенням столу і поперечним переміщенням солазак від електродвигунів постійного струму відповідно М5 і М6 (Р=0,37 кВт; n=3000

). Рух передається через зубчаті ремені z=23-49, дві зубчаті пари на червячно- рейкові передачі з модулем m=10 мм. Подовжня подача столу в загальному вигляді визначається з виразу

Вимірювальні гвинти відліково-вимірювальних систем кінематично зв’язаними з приводними черв'яками через колесо z=22 на приводному волу ХХХ подовжнього переміщення і z=30 на валу ХХIV . Відлікова вимірювальна система верстата замкнута з індуктивними і фотоелектричними датчиками . Розглянемо принцип її дії на прикладі відлікової системи столу. Точний гвинт-якір з прямокутним різьбленням ХХХIII індуктивного датчика ІД пов'язаний з переміщенням робочого органу через черв'ячно-рейкову передачу, вал ХХХ, конічні пари z=22-22, z=22-22, колеса диференціала z=40, z=50,z=108 і колесо z=106. Виникаючий при переміщенні сигнал роз узгодження сприймається блоком управління БУ, що дає команди електродвигуну М7 типу РД-09 (Р=0,01 кВт; n=1200

). Двигун, зменшуючи сигнал розузгодження довертає гвинт-якір ХХХIII через передачу z=34-68, диференціал і колесо z=106 відлікового гвинта. Унаслідок зворотнього зв'язку гвинт-якір обертається синхронно руху робочого органу. Відлік кута повороту кута якоря проводиться круговим фотоелектричним датчиком ФД. Виникаючий у фотодіодах електричний струм перетвориться електронним пристроєм ВУ в імпульси сприймані лічильником імпульсів СІ. Шах імпульсів фотоелектричного датчика відповідає 0,001 мм переміщення робочого органу ( дискретність відліку). Лічильник імпульсів формує в числовому вигляді повну інформацію про величину переміщення робочого органу і управляє відповідно електродвигуном М5 приводу подач столу. Затиск головки, шпинделя, столу, санчат і гільзи здійснюється автоматично за програмою від асинхронних електродвигунів через ряд зубчатих передач (на схемі не показані).

Механізм автоматичної зміни інструменту складається з інструментального магазина і автооператора з приводом. Механізм зручно розташований для обслуговування, час зміни інструменту складає близько 5 с. Цикл зміни інструменту. Магазин під час обробки подає інструмент в позицію завантаження-вивантаження. Автооператор повертається, захоплює інструмент, виносить його з магазина і перекидає до положення, коли осі шпинделя і інструменту паралельні. Гільза і головка, шпинделя, переміщаються у верхнє положення контрольоване мікроперемикачами; шомпол віджимає інструмент, але він залишається поки в байонетном замку. Автооператор захоплює відпрацьований інструмент, у цей момент починає обертатися шомпол і інструмент звільняється із замку, автооператор рухом вниз витягує інструмент з шпинделя. Потім автооператор повертається на 180 і вставляє черговий інструмент в шпиндель. Далі автооператор здійснює всі рухи в зворотній послідовності, вставляючи відпрацьований інструмент в своє кубло. Одночасно відбувається затиск нового інструменту в шпинделі. Оскільки шомпол обертається, то зуб інструменту западає в байонет, а що ведуть виступи шпинделя - в пази інструментального облямовування. Інструмент фіксується в шпинделі, а шомпол замикає байонетний замок і зупиняється. Спеціальна схема контролю перевіряє положення інструменту в шпинделі. Магазин виконаний у вигляді барабана з втулками, в які встановлюють інструмент. Втулки оберігають хвостовики облямовувань від пилу і грязі. Облямовування кріпляться в магазині за допомогою пружин. З барабаном кінематично пов'язані три кодові диски, пелюстки яких проходять крізь прорізи безконтактних кінцевих вимикачів, закріплених на корпусі. Вихідні сигнали вимикачів, закодовані двійково-десятковому коді, забезпечують вибір позиції барабана, тобто кодується кубло магазина. Обертання магазина здійснюється від електродвигуна М8 (Р=0,18 кВт; n=2800

) через черв'ячну передачу z=1-24, гвинт-вал XXX VII, зубчату пару z=51-34, передачі z=2-30, z=50-165, і вал XL, на якому розташований магазин. Рівняння кінематичного балансу запишемо з умови, що за один оборот гвинта-валу XXXVII магазин обернеться на 1 крок (1/30 обороту), оскільки в магазині 30 позицій: 51/34 2/30 50/165=1/30

При отриманні команди на пошук інструменту починає обертатися черв'ячне колесо z=24 з внутрішнім різьбленням. При цьому вал XXXVII переміщається уздовж своєї осі вліво або управо залежно від напряму обертання до тих пір, поки фіксатор 1 не вийде з подовжнього паза куркулька К1. При цьому гвинт-вал почне переміщатися в осьовому напрямі до тих пір, поки не спрацює мікроперемикач, що дає команду на зупинку електродвигуна. Автооператор за цикл зміни інструменту повинен виконати наступні рухи: поворот, осьове переміщення і перекидання. Від електродвигуна М9 (Р=0,12 кВт; n=2760

через черв'ячну пару z=-60, зубчаті пари z=20-30-157 одержує обертання вал XLIV з сидячими на ньому куркульками К2, К3, К4. На кожному кулачку дискового типа є замкнуті криві, що визначають переміщення автооператора. Від кулачка К2 за допомогою штовхача через вал-рейку XLV, рейкове колесо z=28 і зубчату пару z=59-36 автооператор повертається навколо центральної осі LII. Про т куркулька К3 через рейку і рейкове колесо z=27, вал XLVII, колеса z=67-67-46 одержує обертання порожнистий вал L, який за допомогою рейкового колеса z=46 переміщає рейку модулем m=1,5 і відповідно автооператор уздовж осі LII. Кулачок К4 через штовхач, рейку і рейкове колесо z=27, вал XLVIII і колеса z=31-43-43-58 здійснює поворот автооператора на 900 (перекидання).

1.2 Вимоги, що призначені до електроприводу механізму головного руху

Вимоги до електроприводів і систем управління верстатами визначаються технологією обробки конструктивними можливостями верстата і ріжучого інструменту. Основними технологічними вимогами є забезпечення: найширшого кола технологічних режимів обробки з використанням сучасного ріжучого інструменту; максимальної продуктивності; найбільшої точності обробки; високої чистоти оброблюваної поверхні; високого ступеня повторюваності розмірів деталей в оброблюваній партії (стабільності). [4]

Задоволення всім цим і іншим вимогам залежать від характеристик верстата і ріжучого інструменту, потужності головного приводу і електромеханічних властивостей приводів подач і систем управління. Потужність що розвивається при різанні, визначається швидкістю різання і зусиллям різання.

Для приводів головного руху найбільш раціональним є спосіб регулювання швидкості з постійною потужністю, оскільки великим швидкостям різання відповідають менші зусилля різання, а меншим швидкостям - великі зусилля.

Діапазон регулювання частоти обертання визначається межами швидкостей різання і діаметрів оброблюваних виробів. Це визначаться тим що на універсальних верстатах можуть оброблятися деталі з різних матеріалів і різних розмірів, зокрема різних діаметрів. Для обробки виробів однакових діаметрів з різних матеріалів необхідно забезпечити визначений діапазон регулювання швидкості різання.