Дипломная работа: Станок для сверления отверстий

При выборе типа привода для перемещения механизма фиксации книжного блока необходимо учесть свойства применяемых полиграфических сверл (рис. 1.4.1). Рабочая поверхность сверла имеет тонкую стенку. Несмотря на специальные свойства материалов, из которых изготовляются сверла и их специальную обработку, резкие ударные осевые нагрузки на него, а также изгибы могут привести к поломке сверла и ускоряют износ.

рис. 1.4.1

Эти требования можно выполнить в случае плавного нарастания скорости перемещения книжного блока с жестким допуском на осевые отклонения в процессе сверления. Так же желательно плавное торможение книжного блока при возвратном движении.

Выполнить эти требования с использованием электропривода сложно. Инерционность электропривода снижает его быстродействие. Для достижения плавности перемещения потребуются специальные электродвигатели и электронные схемы управления движением. Для выполнения поставленной задачи перемещения книжного блока предлагается использовать энергию сжатого воздуха.

Пневматические устройства начали применять еще в глубокой древности (ветряные двигатели, музыкальные инструменты, кузнечные меха и пр.). Широкое распространение они получили вследствие создания надежных источников пневматической энергии - нагнетателей, способных придавать газам необходимый запас потенциальной и (или) кинетической энергии. В нашем случае использование сжатого воздуха позволит сконструировать пневматический привод. Основные достоинства пневматического привода в сравнении с электроприводом следующие:

- простота конструкции и технического обслуживания;

- пожаро- и взрывобезопасность;

- надежность работы в широком диапазоне температур;

- значительно больший срок службы, чем электропривода;

- высокое быстродействие;

- наличие демпфирующего эффекта, которым обладает воздух.

Благодаря перечисленным достоинствам пневмоприводы нашли широкое применение в современном производстве. Более 70% всех общемировых автоматизированных систем по сборке и упаковке продукции реализованы на базе пневматических устройств таких, как, распределители, позиционеры и пневмоцилиндры. Многие фирмы-производители, такие как FESTO (международный концерн со штабом в Германии), SMC Corporation (Япония), CAMOZZI (Италия), разработали и выпускают типовые элементы для конструирования пневмоприводов различного применения. К таким элементам относятся пневмоцилиндры разных конструкций, демпфирующие дроссели, бесконтактные магнитные датчики перемещения, системы подготовки воздуха, клапаны и др.

Правильный выбор пневмоцилиндров, наличие регулируемых демпфирующих дросселей, возможность установки датчиков перемещений в пазах пневмоцелиндров позволит так настроить систему подачи книжного блока, чтобы соблюсти необходимые скоростные и временные параметры перемещения. С помощью пнемвоцилиндра организуется не только перемещение книжного блока, но и зажим его корешковой части в фиксирующем блоке.

Таким образом, использование стандартных комплектующих позволит ускорить проектирование бумагосверлильного станка, упростить его производство и повысить ремонтопригодность.

1.5 Устройство и принцип работы станка

При разработке устройства и конструкции станка используем блочный принцип построения. Разобьем с этой целью станок на следующие части:

- привод сверлильной головки;

- сверлильная головка;

- каретка для перемещения книжного блока;

- устройство фиксации книжного блока;

- привод каретки;

- устройство управления.

Воспользуемся введенными наименованиями блоков для построения кинематической схемы станка (рис. 1.5.1). Сверлильная головка включает в себя компоненты 1-5. Они неподвижно закреплены на общем основании. С помощью зажимных патронов 4 монтируется необходимое количество специальных полиграфических сверл 5 (всего до четырех). Вращение вала электродвигателя 1 через муфту 2 передается на входной вал привода 3 сверлильной головки. Привод сверлильной головки осуществляет вращение выходных валов с зажимными патронами 4 с постоянной скоростью в 1350 оборотов в минуту.

Рис. 1.5.1

где: 1 – электродвигатель, 2 – муфта, 3 - привод сверлильной головки, 4 – зажимные патроны, 5 – полиграфические сверла, 6 – книжный блок, 7 - устройство фиксации книжного блока, 8 – прижим книжного блок, 9 – пневмоцилиндр перемещения прижима книжного блока, 10 – каретка,, 11 – пневмоцилиндр привода каретки, 12 – устройство управления.

Величина нагрузки на выходных валах привода определяется усилиями, возникающими в процессе сверления книжного блока. Благодаря специальной конструкции полиграфического сверла (рис. 1.4.1) эти усилия малы. На рис. 1.4.1 видно, что благодаря конструкции сверла отверстия в книжном блоке получаются путем вырезания острой кромкой сверла в процессе его вращения и вследствие поступательного движения самого книжного блока. Показанная на рисунке толщина стенок преувеличена, чтобы отразить конструкцию рабочей части сверла. В реальности стенки значительно тоньше. Необходимо отметить, что силы трения возникают и внутри конусного канала для отвода бумажной стружки. Величина этих сил трения также незначительна, так как поверхность внутреннего канала специально обработана.