maszyny technologiczne cwiczenie 2
Transkrypt
maszyny technologiczne cwiczenie 2
KATEDRA TECHNIK WYTWARZANIA I AUTOMATYZACJI INSTRUKCJA DO ĆWICZEŃ LABORATORYJNYCH Przedmiot: MASZYNY TECHNOLOGICZNE Nr ćwiczenia: 2 Temat: Frezarka wspornikowa UFM 3 Plus Kierunek: Mechanika i budowa maszyn 1. Cel ćwiczenia Celem ćwiczenia jest zapoznanie się z budową frezarki wspornikowej uniwersalnej, jej charakterystyką techniczną i możliwościami technologicznymi oraz poznanie schematu kinematycznego, przebiegu ruchów napędowych, doboru parametrów kinematycznych. 2. Wyposażenie stanowiska - frezarka wspornikowa uniwersalna UFM 3 Plus - wyposażenie frezarki - instrukcja do ćwiczenia 3. Przebieg ćwiczenia - zapoznanie się z budową frezarki wspornikowej - analiza schematu kinematycznego i przebiegu łańcuchów napędowych - przykłady doboru prędkości obrotowej wrzecion i posuwów - praktyczne zapoznanie się z pracą frezarki Literatura: - Burek J. „Maszyny technologiczne” Oficyna Wydawnicza Politechniki Rzeszowskiej, Rzeszów 2000 r. - Instrukcja obsługi frezarki wspornikowej uniwersalnej UFM 3 Plus. 1. Charakterystyka techniczna Frezarka wspornikowa uniwersalna KNUTH UFM 3 Plus posiada dwa wrzeciona: poziome oraz wrzeciono zamontowane na indywidualnie napędzanej, obrotowej, uniwersalnej głowicy frezarskiej w górnej części maszyny. Wrzeciona mogą być wykorzystywane w tym samym czasie do obróbki różnych powierzchni. Wrzeciono uniwersalnej głowicy frezarskiej może być obracane w dowolnym kierunku w przestrzeni, umożliwiając skrawanie powierzchni, które nie są dostępne dla zwykłych wrzecion frezarskich. Frezarka UFM 3 Plus nadaje się do produkcji mało- i średnioseryjnej, do narzędziowni i oddziałów remontowych. Jej możliwości są większe ze względu na zastosowanie różnych przyrządów zwykłych i specjalnych takich, jak skrętny stół, uniwersalna głowica podziałowa, stół uchylno - obrotowy, imadło uchylno - obrotowe, zestaw do bezpośredniego mocowania przedmiotu, elementy do mocowania narzędzi. Może być używana do frezowania płaszczyzn poziomych, pionowych i pochyłych oraz rowków. Ma także szeroki zakres prędkości obrotowych oraz posuwów. 1.1. Wielkości charakterystyczne Powierzchnia robocza stołu ............................................................................... 1500x300 [mm] Liczba stopni prędkości obrotowych wrzeciona poziomego ................................................... 12 Liczba stopni prędkości obrotowych wrzeciona pionowego .................................................... 8 Zakres prędkości obrotowych wrzeciona poziomego .................................. 35÷1600 [obr/min] Zakres prędkości obrotowych wrzeciona pionowego .................................. 67÷1600 [obr/min] Oprawa wrzeciona ........................................................................................................... ISO 40 Przesuw wzdłużny stołu ............................................................................................. 780 [mm] Przesuw poprzeczny stołu .......................................................................................... 235 [mm] Przesuw pionowy stołu ............................................................................................... 400 [mm] Przesuw górnych sań .................................................................................................. 470 [mm] Największy kąt skręcenia stołu ........................................................................................... ±45° Odległość miedzy wrzecionem poziomym i stołem ............................................. 20÷420 [mm] Liczba stopni posuwów stołu .................................................................................................. 14 Zakres posuwów wzdłużnych ........................................................................ 17÷720 [mm/min] Zakres posuwów poprzecznych ..................................................................... 17÷720 [mm/min] Zakres posuwów pionowych ........................................................................... 4÷240 [mm/min] Posuw przyspieszony wzdłużny ........................................................................ 2100 [mm/min] Posuw przyspieszony poprzeczny ..................................................................... 2100 [mm/min] Posuw przyspieszony pionowy ............................................................................ 700 [mm/min] Silnik napędu wrzeciona poziomego ...................................................... 4 [kW]/1440 [obr/min] Silnik napędu wrzeciona pionowego ................................................... 2.2 [kW]/1420 [obr/min] Silnik napędu posuwów ..................................................................... 0.75 [kW]/1380 [obr/min] 1.2. Widok ogólny frezarki Widok ogólny frezarki przedstawiono na rys. 1 oraz na rys. 2. Wrzeciono poziome 15 jest ułożyskowane w korpusie głównym stojaka 11. Frez osadza się na trzpieniu frezarskim, którego koniec usztywnia się podparciem w łożysku podtrzymki 29, złączonej przesuwnie z belka wspornikową 13. W belce wspornikowej jest zamontowane wrzeciono pionowe 18, obracane w dwóch płaszczyznach za pomocą uniwersalnej głowicy frezarskiej 17. Na wsporniku 25 umieszczony jest suport poprzeczny 21, na którym znajduje się obrotnica umożliwiająca skręcenie stołu 19 (suportu wzdłużnego) w zakresie ±45°. 1.3. Schemat kinematyczny i przebieg ruchów napędowych Schemat kinematyczny frezarki przedstawiono na rys. 3, natomiast przebieg ruchów napędowych na rys. 4. Wrzeciono poziome jest napędzane przez silnik o mocy 4 [kW] poprzez pasy klinowe, oraz przekładnie zębate. Przełożenia są zmieniane za pomocą trójki przesuwnej oraz dwóch dwójek przesuwnych. W ten sposób uzyskuje się 12 stopni prędkości obrotowych wrzeciona poziomego w zakresie 35÷1600 [obr/min]. Wrzeciono pionowe jest napędzane przez silnik o mocy 2.2 [kW] poprzez sprzęgło S7, sprzęgło S6, przekładnie zębate oraz sprzęgło S1. Przełożenia są zmieniane za pomocą dwóch dwójek przesuwnych oraz sprzęgła S1. W ten sposób uzyskuje się 8 stopni prędkości obrotowych wrzeciona poziomego w zakresie 67 ÷1600 [obr/min]. W układzie napędowym wykorzystywane są dwie pary kół zębatych stożkowych o zębach śrubowych, które umożliwiają obracanie wrzeciona frezarskiego w dowolnych kierunkach. Skrzynka posuwów jest napędzana przez silnik o mocy 0.75 [kW]. Przełożenia są zmieniane za pomocą dwóch trójek przesuwnych oraz sprzęgła S8. W ten sposób uzyskuje się 18 prędkości posuwów w tym 14 różnych. Zakres prędkości posuwu w kierunku wzdłużnym i poprzecznym wynosi 17÷720 [mm/min], natomiast w kierunku pionowym 4÷240 [mm/min]. Zmianę posuwu roboczego na posuw szybki realizuje sprzęgło S2. Prędkość posuwu szybkiego w kierunku wzdłużnym i poprzecznym wynosi 2100 [mm/min], a w kierunku pionowym 700 [mm/min]. Posuw roboczy i posuw szybki we wszystkich trzech kierunkach są blokowane elektrycznie niezależnie od siebie. Rys. 1. Widok ogólny frezarki KNUTH UFM 3 Plus: 1 – belka wspornikowa, 2 – uniwersalna głowica frezarska z wrzecionem WR2 (pionowym), 3 – korpus, 4 – wrzeciono WR1 (poziome), 5 – wyświetlacz pozycji, 6 – stół, 7 – pulpit sterujący, 8 – suport poprzeczny, 9 – wspornik, 10 - łoże Rys. 2. Widok ogólny frezarki KNUTH UFM 3 Plus: 1 – zacisk śrubowy stołu, 2 – pokrętło ręcznego przesuwu wzdłużnego, 3 – pompka ręczna, 4 – dźwignia sterowania posuwem poprzecznym i pionowym, 5 – przycisk impulsowy, 6 – śruba posuwu pionowego stołu, 7 – zacisk obrotnicy stołu, 8 – pulpit sterujący, 9 – wyświetlacz pozycji, 10 – doprowadzenie chłodziwa, 11 – korpus, 12 – dźwignia wyboru prędkości WR1, 13 – belka wspornikowa, 14 - dźwignie wyboru prędkości WR2, 15 – wrzeciono WR1, 16 – lampa, 17 – uniwersalna głowica frezarska, 18 – wrzeciono WR2, 19 – stół, 20 – dźwignia sterowania posuwem stołu, 21 – suport poprzeczny, 22 – pokrętło ręcznego posuwu poprzecznego stołu, 23 - pokrętło ręcznego posuwu pionowego stołu, 24 – dźwignia wyboru prędkości, 25 – wspornik, 26 – zderzak ruchu poprzecznego stołu, 27 – zderzak ruchu pionowego stołu, 28 – zderzak ruchu wzdłużnego stołu, 29 – podtrzymka, 30 – wyprowadzenie do napędu podzielnicy uniwersalnej nego stołu, 27 – zderzak ruchu pionowego stołu, 28 – zderzak ruchu wzdłużnego stołu, 29 – podtrzymka, 30 – wyprowadzenie do napędu podzielnicy uniwersalnej Rys. 3. Schemat kinematyczny frezarki KNUTH UFM 3 Plus R w napędowych frezarki KNUTH UFM 3 Plus Rys. 4. Przebieg ruchów napędowych frezarki KNUTH UFM 3 Plus 2. Dobór parametrów kinematycznych 2.1. Dobór prędkości obrotowej wrzeciona WR1 (poziomego) Wyboru prędkości obrotowych wrzeciona WR1 dokonuje się korzystając z rys. 5. Przebieg napędu ruchu głównego można zapisać równaniem E1 → WR1 obr 112 1440 ⋅ ⋅ i = nWR1 min 249 v1 stąd i v1 =C 1 obr 1000v ⋅ = min π d N v , C ≈ 0.49 1 d N gdzie: v - prędkość skrawania, [m/min], d - średnica narzędzia, [mm]. N Rys. 5. Tabela doboru prędkości obrotowych wrzeciona WR1 2.2. Dobór prędkości obrotowej wrzeciona WR2 (pionowego) Wyboru prędkości obrotowych wrzeciona WR2 dokonuje się korzystając z rys. 6. Przebieg napędu ruchu głównego można zapisać równaniem E2 → WR2 30 28 obr obr 1000v 1420 ⋅ iv 2 ⋅ ⋅ = nWR 2 = 30 28 min min π d N stąd i = C v , C ≈ 0 . 22 v2 2 d 2 N gdzie: v - prędkość skrawania, [m/min], d - średnica narzędzia, [mm]. N Rys. 6. Tabela doboru prędkości obrotowych wrzeciona WR2 2.3. Dobór posuwów roboczych Wyboru prędkości posuwu dokonuje się korzystając z rys. 7. Przebieg napędu posuwów można zapisać równaniem E3 → ST, SUP. P, WS ⋅ 36 45 24 mm mm ⋅ ⋅ ⋅5 = f t3 p. pionowy 45 45 48 obr min 45 32 24 53 24 18 obr 14 13 1380 ⋅ ⋅ ⋅ i ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅6 p 45 53 53 47 22 22 min 28 53 ⋅ 47 ⋅6 53 mm mm = f t 1 obr min p. wzdłużny mm mm = f p. poprzeczny obr t 2 min stąd i = C ⋅ f , (C = C , C , C ), ( f = f , f , f ) p gdzie: t 1 2 3 t t1 t2 t3 ft - prędkość posuwu, [m/min], . Rys. 7. Tabela doboru prędkości posuwów 3. Przykłady nastawiania parametrów kinematycznych Przykład: dobrać prędkość obrotową wrzeciona nWR1 = 1600 [obr/min]. Na podstawie rys. 5 dla tej prędkości dobiera się odpowiednie ustawienie tarczy obrotów, przez co uzyskuje się następujący przebieg napędu: E1 → WR1 obr 112 31 48 68 obr 1440 ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ≈ 1600 min 249 42 34 30 min Przykład: dobrać prędkość obrotową wrzeciona nWR2 = 405 [obr/min]. Na podstawie rys. 6 dla tej prędkości dobiera się odpowiednie ustawienie tarczy obrotów, przez co uzyskuje się następujący przebieg napędu: E2 → WR2 obr 21 23 28 30 28 obr 1420 ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ≈ 405 min 44 36 30 30 28 min Przykład: dobrać prędkość posuwu wzdłużnego stołu ft = 12 [mm/min]. Na podstawie rys. 7 dla tej wartości prędkości posuwu dobiera się odpowiednie ustawienie tarczy posuwów i uzyskuje się następujący przebieg napędu: E3 → ST obr 14 13 22 27 14 19 45 32 24 53 24 18 mm mm 1380 ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅6 ≈ 12 min 28 53 41 37 51 45 45 53 53 47 22 22 obr min Przykład: obliczyć prędkość posuwu szybkiego wspornika Napęd przy posuwie szybkim omija skrzynkę posuwów uzyskuje się następujący przebieg napędów: E3 → WS obr 14 41 46 32 24 36 45 24 mm mm 1380 ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅5 ≈ 678 min 28 25 42 53 53 45 45 48 obr min Przykład: obliczyć rozpiętość posuwu roboczego poprzecznego R f = f f t max t min , f t max mm = 720 , min R f = 720 = 60 12 f t min mm = 12 , min