Возможности современных станков для обработки спироидных червяков

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.

Возможности современных станков для обработки спироидных червяков

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).

Обзор современного оборудования

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 FANUC3Dи 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	50 j ( 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, 3Dвизуализация, 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.2 Dвизуализация, 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, 3 Dвизуализация.
Gildemeister	СТХ alpha-300 (Германия)	500	200	335	4	12	6000	20/15	1	4160/2500/1810	4,35	-	ЧПУ Siemens3D-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- 600мм 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 400мм				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	H35	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 MITSUISEIKIпредусмотрены 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.

Общие выводы по работе

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;

· 2Dи 3Dвизуализация 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 KlingelnbergH10 и H35, MITSUISEIKIGSE-50A.