Введение 

     Металлорежущие станки является одним из основных видов технологического оборудования для различной обработки деталей. Он 
представляет собой промышленную установки, обеспечивающую относительные перемещения металлорежущего инструмента и обрабатываемого изделия для придания изделию требуемой формы.

       Металлорежущие станки  представляют собой сложную электромеханическую систему. Современные металлорежущие станки оборудованы системой автоматизированного электропривода, включающего в себя многие электрические машины, всевозможные усилительные и преобразовательные устройства, многочисленную аппаратуру. Между электродвигателями станка существуют электрические блокировочные и функциональные связи с использованием сложной электрической схемы управления.

     Глубокая электрификация металлорежущих станков является одним из путей, ведущим к упрощению конструкций станков, уменьшению их веса; она способствует развитию автоматизации управления, направленной на сокращение времени, затрачиваемого для производства продукции. Автоматизация управления электроприводами весьма эффективно решает задачи комплексной автоматизации в виде автоматических линий станков, отдельных цехов и даже заводов.

     Технический прогресс дает возможность современным  электрическим системам удовлетворять почти любым техническим требованиям. Новые бесконтактные элементы, неуправляемые и управляемые вентили и другие элементы автоматики, позволяют создавать достаточно надежные системы автоматизации. При этом усложняются расчеты систем автоматизированного электропривода. Методика расчетов совершенствуется, используются моделируемые математические установки и вычислительные цифровые машины. Следует помнить о роли экспериментальной проверки того или иного расчета. Эксперимент в технике современного электропривода металлорежущих станков имеет существенное значение вследствие нелинейности большинства протекающих в системе процессов, не всегда поддающихся точному теоретическому расчету. В связи с этим специалист электромеханик в области электропривода станков должен всегда помнить о значении экспериментальных работ при проектировании и расчете систем электропривода.

     Увеличение производительности станков и уменьшение стоимости электрооборудования являются основными требованиями, предъявляемыми к системам автоматизированного электропривода, однако они противоречат друг другу. Усложнение систем влечет за собой удорожание электрической части станков за счет увеличения стоимости элементов электрооборудования. Кроме того, усложняется и удорожается его обслуживание и эксплуатация. Целесообразное решение этих вопросов получается путем использования комплексной автоматизации станков и применения, перспективных по качеству, надежности и уменьшению стоимости элементов электрооборудования.

     Электропривод подачи является одним из основных элементов в конструкции металлорежущих станков. От его характеристик во многом зависят характеристики МРС в целом.  Как правило, станки содержат несколько электроприводов подач в зависимости от числа координатных осей МРС. Конструкция исполнительных механизмов приводов подач во многом определяется требуемым перемещением.

     Для повышения точности металлообработки произведем модернизацию электропривода подачи. 
 
 

Глава 1.Общая часть.

1.1Виды  конфигурации и металлообрабатывающих станков

     Все металлообрабатывающие станки по принципу воздействия на обрабатываемый материал условно можно разделить  на три вида:

     - металлорежущие (резание),

     - кузнечно – прессовые (удар  и давление )

- электротехнологические (Электрическая энергия, преобразования  в другие виды энергии).

     Металлорежущие  станки предназначены для механической обработки металлов режущими инструментами.

     В настоящее время имеют наиболее широкое применение на производстве.

     По  весо- габаритным показателям различают  станки:

     - нормальные, с массой до 10 т;

     - крупные, с массой от 10 до 30 т;

     -тяжелые,  с массой от 30 до 100 т;

     По  точности обработки станки бывают:

     - нормальной точности,

     - повышенной точности,

     - высокой точности,

     - особо высоко  точности (прецизионные)

     По  назначению и характеру выполняемых  работ можно выделить 6 основных групп станков:

     - токарные,

     - сверлильные и расточные, 

     - строгальные,

     - фрезерные,

     - шлифовальные 

     Краткая общая характеристика этих групп  станков представлена в (Приложение 1. таблица 1.1)

1.2 Назначение, технические характеристики станка. 

     Токарно-винторезный  станок ФТ-11 предназначен для выполнения широкого круга токарных работ на чистовых и получистовых режимах.  Станков  обеспечивает  нарезание метрической дюймовой, модульной и питчевой резьбы ,а при сокращённой  кинематической цепи (прямое включение ходового винта без коробки подач) даёт возможность производить нарезание нестандартных резьб при соответствующей настройке гитары. (Приложение 2 таблица 1.2 – 1.3. )

1.3. Требования к электроприводу и системе управления.

 
 

    Пределы подач, мм/об:                                                          0,018 – 22,4

    Скорость  быстрых перемещений суппорта¹, м/мин           4,0

    Диапазон  регулирования скорости подачи²:                       4000:1

     Диапазон  регулирования рабочей  (без учета быстрых перемещений суппорта) скорости подачи:                                                           1000:1

     Относительная погрешность регулирования при  различной нагрузке на минимальной скорости, %, не более                                             5

     Допустимое  перерегулирование скорости при  скачке управляющего воздействия, %, не более                                                                20

     Время регулирования                                                              3Т_м 

            1.4.Описание конструкции токарно-винторезного станка. 

Общий вид станка представлен на рис.3

    

    Рис. 3. Общий вид станка. 

     1-Рукоятка  включения нормального и увеличенного  шага левой или правой резьбы.  2-Рукоятка переключения диапазонов.   3,14-Рукоятка для выключения  и реверсирования вращения шпинделя,  4-Рукоятка для поперечной подачи  суппорта.  5-Рукоятка для включения продольной и поперечной подачи.    

     6-Кнопка  включения ускоренных ходов.  7-Рукоятка зажима пиноли.  12-Пульт  управления.   19-Пульт управления на шпиндельной бабке

     8-Рукоятка  быстродействующего зажима задней  бабке.  9-Маховик для перемещения  пиноли

      3.1.1. На станке установлено следующее электрооборудование

               электродвигатель главного привода-М1

               электродвигатель насоса охлаждения-М2

               электродвигатель ускоренного перемещении  суппортной  

     группы-М3

               на задней стороне шпиндельной  бабки установлен электрошкаф  в

               котором размещена аппаратура  управления

               на плите закреплёной на задней  стенке левой тумбы станка

               расположена автоматическая  коробка  скоростей (АКС) осущест-

               вляющая переключение скорости  шпинделя с помощью            электромагнитных муфт Y1-Y7.

      3.1.2. Разводка проводов от электрошкафа осуществляется через

               штепсельные разъемы  расположенные   на  боковой стенке и дне

               электрошкафа .

      3.1.3. Силовые цепи  станка  предназначены для подключения к

               трехфазной сети переменного  тока 380 В частотой тока 50 Гц.

      3.1.4. Электромагнитные  муфты цепи управления и сигнализации

               питаются пониженным напряжением  следующих значении 

                                                                                                                               Таблица 3.1

      

    Основные  элементы станка. 

                                                        СТАНИНА

     Станина станка жесткой конструкции с  диагональными ребрами и с  двумя призматическими и двумя  плоскими  направляющими. Направляющие подвергнуты термообработке с последующей  шлифовкой.  Передняя и задняя направляющие служат для перемещения каретки и  защищены от воздействия внешней среды телескопическими

     щитками. Средние направлющие служат  для  перемещения  задней  бабки. Станина  устанавливается  на тумбах между  которыми расположено корыто для  сбора стружки.

                                                КОРОБКА СКОРОСТЕЙ.

     Коробка скоростей имеет 9 прямых и 3 обратных ступеней чисел оборотов. Переключение скоростей осуществляется с помощью 7 электромагнитных

     муфт. Коробка скоростей крепится на плите  закрепленной на задней стенке левой тумбы. Движение на входной вал коробки скоростей с электродвигателя осуществляется клиноременной передачей а с выходного вала АКС на шпиндельную бабку передается с помощью плоскозубчатого ремня. 

    ШПИНДЕЛЬНАЯ БАБКА.

     Шпиндельная бабка представляет собой редуктор позволяющий  получать три диапазона скоростей шпинделя со следующим кинематическим соотношением входного числа оборотов к выходному 1:1,1:4,1:16.Шпиндель разгружен от действия радиальных сил ременной передачи и смонтирован на высокоточных цилиндрических роликоподшипниках и радиально-упорных шарикоподшипниках. Он получает вращение от автоматической коробки скоростей (АКС) через зубчатую ременную передачу. Кинематическая схема показана на рис.1

     В положении диапазона 1 : 1 (вращение напрямую АКС) шпиндель получает со шкива 2, жестко соединенного с шестерней-муфтой 3 и через включенную в псе шестерню 4.

     Включение диапазона 1 : 4 происходит с помощью: шестерен 3, 5, 6 и, 7; а диапазон I :16 — 3, 5, 6, 8, 10, 9, 11 и 12 . Включение всех трех диапазонов осуществляется рукояткой 13 (рис. 1), ступица 14 которой соединена с валиком 15, на котором закреплен кулачок 16, имеющий два специальных паза 16а и 166. В эти пазы входят ролики рычагов 17 и 18. Рычаг 17 жестко связан с валиком 19, на котором так же жестко закреплен рычаг 20. Получая определенное вращение от паза 16а, через рычаг 17 и валик 19, рычаг 20 с помощью переводки  21 , кулачка 22 и вилок 23 и 24, переключает шестерни 6 и 11. Согласованно с рычагом 17, рычаг 18, свободно сидящий на вилке 19, от паза 166 получает определенное вращение и через тягу 25  поворачивает  рычаг 26, с которым связаны вилка 27 и сухарь 28 переключающие  шестерни 5 и 4.