Диагностика, ремонт и наладка токарно-фрезерного станка

ВВЕДЕНИЕ 3
ГЛАВА 1 ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ТОКАРНО-ФРЕЗЕРНОМ СТАНКЕ 5
1.1 Принцип работы токарно-фрезерного станка. 6
1.2 Характеристики объекта автоматизации 7
1.3 Контролируемые, регулируемые и сигнализируемые величины 16
1.4 Описание типовых неисправностей оборудования 18
1.5 Описание процесса и порядок ремонта оборудования 22
1.6 Общие правила техники безопасности при работе с электрооборудованием 30
1.7 Описание мероприятий по технике безопасности и охране окружающей среды 35
ГЛАВА 2 ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ 39
2.1 Выбор главных размеров и расчёт обмотки статора 39
2.2 Расчёт обмотки статора 43
2.3 Расчёт магнитной цепи 49
2.4 Расчёт параметров асинхронной машины для номинального режима 55
2.5 Расчёт потерь и коэффициента полезного действия 63
2.6 Расчёт рабочих характеристик 66
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 69
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 70
ПРИЛОЖЕНИЕ А 72
ПРИЛОЖЕНИЕ Б 73

Весь текст будет доступен после покупки

К ключевым показателям современного производства – уровень рентабельности и конкурентоспособности. Изготовление продукции надлежащего качества напрямую связана с тем, как оснащено производственное подразделение, как широко применяют современное оборудование, технологическую оснастку и инструмент.
Актуальность дипломного проекта заключается в том, что данный вид станков обеспечивает многофункциональный режим работы, расширяет количество специализаций и повышает производительность работы.
Объектом исследования дипломного проекта «Диагностика, ремонт и наладка токарно-фрезерного станка» является токарно-фрезерный станок.
В начале XXI сложилось так, что оборудование с узкой специализацией потеряло свое значение. Во-первых, у них невысокая производительность, во-вторых, они уже не состоянии обеспечить, выросшие требования по точности и шероховатости поверхности. В-третьих, при оснащении подразделения специализированным оборудованием, придется уделять много времени на транспортировку заготовок, с одного участка на другой.
В качестве решения возникших проблем с оснащением производства современным технологическим оборудованием было решено совместить выполнение нескольких разных технологических операций в одном станке. Так или примерно так на свет появились токарно – фрезерные станки. То есть, на таком станке можно обрабатывать детали типа “тела вращения” неподвижным инструментом точение, и обработка плоскостей вращающимся инструментом – фрезерование.

Весь текст будет доступен после покупки

1.1 Принцип работы токарно-фрезерного станка
Токарно-фрезерный станок представляет собой сложное техническое устройство, способное выполнять различные операции обработки деталей и материалов (cм. рисунок 1).

Рисунок 1-Токарно-фрезерный станок WoodTec T1500
Токарный станок уже давно является основным оборудованием на производстве. Статистика показывает, что более 60% всех деталей проходят через станок, и эта доля становится еще больше. Теперь станок может полностью обработать деталь, включая фрезеровку, сверление и многое другое. Из-за этого токарные центры фактически захватывают рынок.
Настольный токарный станок устанавливается на станине. Передняя бабка – это часть станка, держащая и вращающая деталь. В корпусе имеется шпиндель с патроном на одном конце и ступенчатым шкивом на втором. На больших станках, для скорости, шкив заменен коробкой передач. С другой стороны на станине находится задняя бабка, которая помогает держать правый конец детали при работе в центре. В верхней части задней бабки находится пиноль. Заднюю бабку можно двигать по направлению станины, устанавливая на нужном месте, это зависит от обрабатываемой детали.
Между бабками помещается суппорт с резцедержателем. Внизу у суппорта находится каретка или по-другому называется продольные салазки. Она скользит по станине, передвигаясь вдоль детали. Поперечное движение обеспечивается с помощью поперечных салазок. По-разному устроен резцедержатель, это зависит от величины нагрузок. Обычно на станках ставятся резцовые головки, благодаря которым можно закрепить четыре резца. Для поворота нужно отвернуть гайку в верхней части головки. Электромотор является двигателем станка и соединяется он со ступенчатым шкивом при помощи приводного ремня.
Токарные центры созданы для комплексной обработки сложных деталей различного вида современным резцом с высокой скоростью. Также поддерживается токарная, фрезерная, сверлильная обработка в одной операции. Работа токарно-фрезерного станка в автоматическом цикле заключается в обработке наружных и внутренних деталей по типу тел вращения со ступенчатым и криволинейным профилем. Помимо обычной обработки позволяется обрабатывать в не центровые отверстия, фрезеровать канавки, криволинейные поверхности.
1.2 Характеристика объекта автоматизации
Объектом является Токарно-фрезерный станок с ЧПУ WoodTec T 1500 (см. рисунок 2).

Рисунок 2 - Токарно-фрезерный станок с ЧПУ WoodTec T 1500
Конструктивные особенности данного станка.
1.Высококачественные линейные направляющие повышенной жесткости «HIWIN».
За счет повышенной устойчивости и жесткости обеспечивают высокую точность перемещения портала и высокооборотного шпинделя по осям Х и Z. Достигается высокая точность обработки и долговечность работы станка без потери точностных параметров.
2. Высокопрезационные шарико-винтовые пары
За счет полного исключения люфта обеспечивается высокоточное перемещение портала, суппорта и шпинделя по оси Z при выполнении обработки по программе с использованием ЧПУ сложных изделий с высокой степенью точности.
3. Промышленный электрошпиндель 2,2 КВТ - 18 000 ОБ/МИН «HQD» (КИТАЙ)
Токарно-фрезерные станки Woodtec комплектуются промышленным шпинделем с водяным охлаждением мощностью 2.2 кВт. Система водяного охлаждения оснащена помпой для циркуляции воды. Это лучшее решение для долгих обработок, которые подразумевает производство сложных балясин.
4. Высокоточные шаговые двигатели.
Для перемещения по всем осям в конструкции станка применены промышленные шаговые двигатели, точность и надежность которых обеспечивает бесперебойную работу и стабильно высокое качество выпускаемой продукции.
5. Пульт управления (RICH AUTO A11).
Удобный и эргономичный пульт управления, предназначен для управления станком в ручном режиме. Значительно облегчает работу оператора во время настройки станка, а также снижает риск повреждения оборудования в процессе обработки. Позволяет загружать программы обработки непосредственно с флэш-носителей, не используя специально установленный компьютер.
Таблица 1
Основные технические характеристики станка
Диаметр обработки, мм До 200
Длина обработки, мм До 1500
Система смены инструмента Ручная (цанговый, фиксация гайкой)
Тип передачи по осям X, Y, Z ШВП
Тип электродвигателей перемещения шаговые
Скорость рабочего хода, м/мин 0 – 10
Скорость холостого хода, м/мин 0 – 20
Частота вращения шпинделя, об/мин 0 – 24 000
Мощность шпинделя, кВт 2,2
Тип охлаждения шпинделя водяное
Тип цанги ER20
Посадочный диаметр инструмента, наибольший, мм 13
Напряжение, В 220
Частота тока, Гц 50
Общая установленная мощность, кВт 4,25


Рисунок 3 - Схема электрическая токарно-фрезерного станка WoodTec T 1500
Напряжение питающей сети, на которое рассчитан конкретный станок, указывается в технической документации, отправляемой потребителю.
Электрошкаф укреплен на левой стороне станины станков, его корпус соединен с основанием станков заземляющей шиной.
Ввод питающих проводов выполняется через отверстие сзади внизу электрошкафа.
Питающий кабель необходимо присоединить к клеммам А, В, С вводного клеммного набора. При этом следует обеспечить вращение ротора электродвигателя подачи М3 в направлении, указанном стрелкой на его кожухе (по часовой стрелке, если смотреть со стороны крыльчатки).
При несоблюдении этого указания, т. е. при неправильном направлении вращения ротора электродвигателя М3, на станках не будет осуществляться рабочая подача стола, а при включении ускоренного хода возможна поломка зубьев червячного или косозубого бронзовых колес в редукторе.
После подключения питающего кабеля вводный клеммный набор должен быть закрыт изолирующей крышкой.
Дверка электрошкафа закрывается поворотом рукоятки, связанной в цепях блокировки с рычажком вводного автоматического выключателя. При открытии дверки электросхема станков автоматически отключается от питающей электросети. Для осмотра и наладки электроаппаратуры под напряжением электросхема может быть подключена рукояткой при открытой дверке электрошкафа.
Осмотр и наладку электроаппаратуры в электрошкафу должны производить только лица, допущенные к производству подобных работ.
На дверках электрошкафов установлены следующие органы управления:
? кнопка "Толчок шпинделя" КнТ;
? выключатель электронасоса В3;
? переключатель направления вращения шпинделя В4.
На станке WoodTec T1500, кроме перечисленных, имеется еще два аппарата:
? переключатель выбора работающего шпинделя В7;
? переключатель направления вращения поворотного шпинделя В6.
Работа электросхемы:
На станке WoodTec T1500 дополнительно установлены электродвигатель привода поворотного шпинделя и аппаратура для его управления и защиты.
Ниже приводится общее описание электросхемы для всех станков.
Подключение станков к электросети производится вводным автоматическим выключателем В1.
На станке WoodTec T1500 имеется переключатель В7, который устанавливается в три положения, соответствующие работе одного горизонтального шпинделя, одного поворотного шпинделя и обоих шпинделей одновременно. Выбор направления вращения шпинделей осуществляется реверсивными переключателями В4 и В6. В случае использования в работе охлаждающей жидкости электронасос М1 подготавливается выключателем В3, после чего он включается одновременно с электродвигателями шпинделей М2 и М4.
Включение электродвигателей привода шпинделей М2 и М4 в привода подачи М3 производится отдельными кнопками КнП1 и КнП2 при помощи магнитных пускателей P1, Р8 и Р2 в следующей последовательности: сначала электродвигатели М2 и М4, затем электродвигатель М3. При неработающих электродвигателях М2 и М4 электродвигатель М3 не включается.
Кнопка КнТ "Толчок шпинделя" предназначена для кратковременного включения электродвигателей М2 и М4 с целью облегчения переключения скоростей. При нажатии на кнопку КнТ - включаются магнитные пускатели P1 и Р8 (один из них или оба вместе) по цепи: КнТ(8-11) - РВ(11-10) - катушки P1 и Р8. Магнитные пускатели PI и Р8 н.о. контактами (8-9) включат реле РВ, которое отключит своим н.з. контактом (10-11) пускатели P1 и Р8.
Таким образом, длительность работы электродвигателей М2 и М4 не зависит от продолжительности нажатия кнопки КнТ.
Остановка всех двигателей происходит как при нажатии кнопки КнС "Общий стоп", так и при срабатывании кнопочного выключателя В5.
Торможение привода шпинделя после отключения питания электродвигателей М2 и М4 осуществляется тормозными электромагнитными муфтами ЭМ1 и ЭМ2. Питание к катушкам муфт поступает от селенового выпрямителя ВП по цепи: н.з. контакты магнитных пускателей P1(24-25), Р8(25-28) и н.о. контакт реле РВ (23-24). Время нахождения тормозных муфт ЭМ1 и ЭМ2 под напряжением определяется настройкой реле времени РВ.
Защита электрооборудования станков
Нулевая защита электродвигателей станка обеспечивается магнитными пускателями. Защита элементов электрооборудования от повреждений в случае короткого замыкания осуществляется автоматически выключателем B1, а также плавкими предохранителями Пр1 и Пр2.
Защита электродвигателей от перегрева при длительных перегрузках обеспечивается тепловыми реле Р3-Р6.
Указания по эксплуатации электрооборудования
При установке станки должны быть надежно заземлены в соответствии с требованиями ГОСТ 12.2.009–80 "Станки металлообрабатывающие. Общие требования безопасности".
Для этой цели на основании станков слева предусмотрен винт заземления.
При установке станков и в процессе их эксплуатации необходимо:
? строго соблюдать все правила техники безопасности и технической эксплуатации электроустановок потребителем;
? регулярно проводить профилактические осмотры и ремонты электрооборудования. При этом очищать аппараты и двигатели от загрязнения, подтягивать контактные винты и винты заземления;
? заменять смазку подшипников электродвигателей после 4000 часов их работы в нормальных условиях. При работе электродвигателей в пыльной и влажной среде смазку следует менять чаще - по мере необходимости.
Перед набивкой свежей смазкой подшипники должны быть промыты бензином. Полость камеры с подшипниками следует заполнять смазкой на 2/3 ее объема.
Длительные перегрузки электродвигателей станка во время работы вызывают срабатывание тепловых реле и отключение электродвигателей. Для пуска их вновь необходимо вернуть в исходное положение толкатели тепловых реле и нажать соответствующие пусковые кнопки. Возврат толкателей тепловых реле в исходное положение возможен только после остывания тепловых реле примерно через 2 мин после его срабатывания.
При срабатывании конечного выключателя В5 электродвигатели станка отключаются и пуск их станет возможным только после освобождения ролика конечного выключателя ручным перемещением салазок или консоли.
Первоначальный пуск станка.
Перед первоначальным пуском станка необходимо проделать следующее:
? внимательно ознакомьтесь с руководством по эксплуатации станка;
? залейте масло И-30А ГОСТ 20799–75 в полость станины станков
? в резервуар основания станка залейте 30 л охлаждающей жидкости;
? произведите смазку станка;
? усвойте действие органов управления;
? проверьте правильность подключения и надежность заземления станка;
? учтите, что иногда при переключении скоростей и подач зубчатые колеса упираются зубом в зуб. В этих случаях следует не повышать усилие, а провернуть механизмы кратковременным включением соответствующего электродвигателя;
? учтите, что в любой момент движения стола с рабочей подачей можно включить ускоренный ход поднятием рукоятки 111. После освобождения рукоятки 111 стол продолжит движение с рабочей подачей;
Необходимо иметь в виду, что включение рукояток 105 и 109, а также рукоятки 106 и маховичка НО сблокировано. При включенных для работы вручную рукоятке 109 или маховичке 110 механическая подача не включается и наоборот.
В крайних положениях стола при поперечном и вертикальном движениях отключается электродвигатель конечным включателем. Чтобы вновь пустить станок вручную сдвиньте стол с крайнего положения.
Выполнив все вышеуказанное, можно приступить к обкатке станка и проверке всех его механизмов в действии.

Рисунок 4 - Схема электрическая фрезерной части станка WoodTec T 1500
Станок подключается к розетке сети 220В, 50Гц с помощью вилки с заземляющим контактом. Перед подключением необходимо проверить надежность соединения станка с заземляющим контактом вилки (VDE).
Для включения станка необходимо:
? вставить электрическую вилку (VDE) шнура питания станка в розетку с напряжением 220 В
? установить регулятор скорости W4.7K в крайнее положение, поворачивая его ручку против часовой стрелки до щелчка
? освободить крышку аварийного отключения магнитного пускателя (KJD-12)
? нажать зелёную кнопку (I) магнитного пускателя (KJD-12)
? повернуть по часовой стрелке до щелчка ручку регулятор скорости W4.7K
Изменение частоты вращения регулируется потенциометром W4.7K.
Частота вращения прямо пропорциональна напряжению, поступающему от преобразователя KBLC-240D.
Выключить станок можно четырьмя способами:
? нажать красную кнопку (О) магнитного пускателя (KJD-12)
? нажать крышку аварийного выключателя (KJD -12)
? повернуть против часовой стрелки до щелчка ручку регулятор скорости W4.7K
? отсоединить подключающую вилку из розетки
В любом случае, для возобновления работы включить вращение шпинделя можно только так, как было описано выше. Поэтому для временного отключения вращения шпинделя пользуйтесь ручкой регулятора скорости W4.7K или красной кнопкой (О) магнитного пускателя (KJD -12).
Крышку аварийного выключателя (KJD-12) используйте по назначению.
От перегрузок и короткого замыкания электрооборудование станка защищено предохранителем FUSE. В случае его перегорания установите аналогичный предохранитель или обратитесь в центр сервисного обслуживания.
1.3 Контролируемые, регулируемые и сигнализируемые величины
Контролируемые величины:
? Скорость шпинделя: указывает на скорость вращения фрезы и измеряется в оборотах в минуту (об/мин).
? Размер детали: указывает на размеры детали и измеряется в мм.
Регулируемые величины:
? Скорость подачи, заданная в ЧПУ: указывает на скорость движения режущего инструмента вдоль детали и измеряется в мм/мин.
? Глубина резания, заданная в ЧПУ: определяет глубину, на которую режущий инструмент входит в материал детали и измеряется в мм.
? Координаты обработки, заданные в ЧПУ: определяют положение режущего инструмента относительно детали и измеряются в мм.
Сигнализируемые величины:
? Давление охлаждающей жидкости: указывает на давление охлаждающей жидкости и измеряется в барах (бар).
? Температура охлаждающей жидкости: указывает на температуру охлаждающей жидкости и измеряется в градусах Цельсия (°C).
? Уровень смазочного масла: указывает на уровень смазочного масла и измеряется в процентах (%).
? Состояние системы безопасности: указывает на состояние системы безопасности и сигнализирует о любых неисправностях или аварийных ситуациях.
? Ошибки в программе обработки.
? Превышение заданных параметров обработки, таких как скорости вращения и подачи.
? Конец операции обработки или необходимость замены инструмента.

Весь текст будет доступен после покупки

1. ГОСТ 7.32-2001.Требования к оформлению курсового проекта
2. ГОСТ 2.701-2008, 2.702-2011, 2.708-81, 21.404-85. Автоматизация производственных процессов. Обозначения условные приборов и средств автоматизации
3. ГОСТ 2.721-74, 2.723-74, 2.727-68, 2.729-68, 2.730-73, 2.743-91, 2.745-68, 2.747-68, 2.721-74, 2.755-87 Графические изображения в схемах
4. ГОСТ2.710-81. Буквенные обозначения в схемах
1. Андреев С.М. Разработка и моделирование несложных систем автоматизации с учетом специфики технологических процессов (1-е изд.) учеб. Пособие М.: Издательский центр «Академия», 2016
2. Бесекерский В. А., Попов Е. П. Теория систем автоматического регулирования. Издание третье, исправленное. Москва, издательство «Наука», Главная редакция физико-математической литературы, издание 5, 2015.

Весь текст будет доступен после покупки