В этой и последующих статьях описана модернизация токарного станка с ЧПУ ТПК 125, а точнее по созданию конструкции его фрезерной части. В начале процесса был проведен аналитический обзор существующих токарно-фрезерных станков с ЧПУ, рассмотрены элементы конструкции повышающие технологические возможности станков. Модернизация токарного станка ЧПУ даст неоспоримое преимущество - обработка заготовки будет происходить за один установ, что в свою очередь повысит ее качество и сократит время обработки. Фрезерная часть будет состоять из двух кареток - продольного и поперечного перемещения. Конструкция верхней каретки будет содержать в себе исполнительный орган - шпиндель, который поворачивается вокруг своей поперечной оси посредством червячного редуктора. Задачей этой статьи является описание процесса создания конструкции фрезерной части токарного станка с ЧПУ ТПК-125. Перед модернизацией токарного станка следует выяснить его исходные возможности и общие конструктивные признаки.
Производитель токарного станка модели ТПК-125 (рис. 1) Савеловский машиностроительный завод СМЗ, основанный в 1915 году. Станок предназначен для патронной и центровой обработки с высокой точностью малогабаритных деталей с большим количеством проходов и сложного профиля из различных материалов. На станке можно производить все виды токарной обработки, в том числе нарезание резьбы резцом. В режиме автоматического управления станок может работать одновременно по двум координатам и с автоматической сменой инструмента. Конструкция станка позволяет производить обработку деталей с микронной точностью, что делает его практически незаменимым при изготовлении малогабаритных деталей.
Программное управление станком позволяет обрабатывать детали сложного профиля с большим количеством переходов в автоматическом режиме, что является экономически выгодным для многономенклатурного серийного и мелкосерийного производства.
Рис. 1. Модернизируемый токарный станок ТПК 125
Технические характеристики станка ТПК-125
| Наибольший диаметр устанавливаемой заготовки | 125 мм |
| Рекомендуемый диаметр обработки | 100 мм |
| Наибольшая длина обрабатываемой поверхности | 180 мм |
| Наибольшее продольное перемещение суппорта | 190 мм |
| Наибольшее поперечное перемещение суппорта | 110 мм |
| Пределы частот вращения шпинделя, об/мин | 50 - 4000 |
| Диапазон продольной рабочей подачи суппорта | 1 - 6000 мм/мин |
| Диапазон поперечной рабочей подачи суппорта | 1 - 6000 мм/мин |
| Скорость быстрых перемещений суппорта, м/мин: | |
| продольных перемещений суппорта | 8 м/мин |
| поперечных перемещений суппорта | 8 м/мин |
| Шероховатость поверхности стальных обрабатываемых образцов Ra | 1,25 мкм |
| Шероховатость поверхности цветных сплавов обрабатываемых алмазным резцом Ra | 0,32 мкм |
| Диапазон шагов резьб, нарезамых резцом | 0,25 - 30 мм |
| Количество позиций инструмента в револьверной головке | 6 шт |
| Время смены позиций револьверной головкой | 1,5 сек |
| Мощность главного привода | 4 кВт |
| Суммарная мощность | 8,51 кВт |
| Устройство ЧПУ | SINUMERIK 802S |
| Габаритные размеры станка | 1680 х 1040 х 1630 мм |
| Масса станка | 1850 кг |
Рассмотрим трехмерную модель токарного станка ТПК-125, созданную в среде САПР «Solidworks». В его конструкции предусмотрены опоры, для установки заднего центра на направляющие. Опоры располагаются за шпинделем станка и имеют 6 отверстий с резьбой для винтовых соединений (рис. 2). Используем данную конструкцию для выполнения модернизации токарного станка и установки фрезерной части.
Рис. 2. Токарный станок ТПК-125, вид сверху
Конструкция фрезерной части будет состоять из несущего элемента, на котором должны быть установлены стандартные направляющие качения нижней каретки. Она будет перемещаться вдоль всей рабочей зоны станка с помощью винтовых передач и электроприводов с редукторами. Нижняя каретка является основой для поперечной направляющей, по которой будет перемещаться верхняя каретка перпендикулярно оси заготовки. Привод ее движения осуществляется по такому же принципу. На верхней каретке также должен располагаться шпиндель, движение «вверх-вниз» которого обеспечивается посредством червячного редуктора.
Конструкция фрезерной части обладает тремя степенями свободы. Исходя из этого условия и компоновки, составим кинематическую схему (рис. 3).
Рис. 3. Кинематическая схема фрезерной части
В следующих статьях мы рассмотрим проектирование элементов конструкции фрезерной части токарного станка в рамках модернизации токарного станка.
