Определение технических характеристик станка

Введение

 

Проектирование сложных агрегатов, какими являются современные металлорежущие станки, производится, как правило, на основе имеющихся прототипов или аналогичных конструктивных решений. При создании нового станка используются отработанные и всесторонне испытанные конструкции почти всех его основных узлов.

Задачей курсовой работы является развитие творческой самостоятельности и умения применить теоретические знания и практические навыки в конструкторской работе с целью приобретения опыта комплексного подхода к выполнению расчетов и проектированию основных узлов современных металлорежущих станков.

Заданием на проектирование представляется разработка кинематики привода подач и привода главного движения токарно-винторезного станка. В ходе курсовой работы определяется назначение станка, будут рассчитаны технические характеристики, спроектирован привод главного движения и подач, произведен их кинематический расчет.

 

Определение технических характеристик станка

Согласно техническому заданию:

1. минимальная частота вращения шпинделя n = 45 мин^-1;

2. знаменатель геометрического ряда ;

3. число ступеней ;

4. эффективная мощность резания N_эф=7,8 кВт.

По заданию привод главного движения должен включать в себя 2-х скоростной двигатель.

Найдём необходимую мощность привода [3]:

 

;(1)

 

где  - КПД привода равный 0,6…0,7.

.

Электродвигатель выбираем по справочнику [2], приемлемый по мощности и частоте вращения, на основании расчёта и анализа приводов главного движения станков-прототипов.

Выбираем 2-х скоростной асинхронный электродвигатель 4А160М8/4У3 мощностью 9 кВт и 13 кВт при частотах вращения 750 мин^-1 и 1500 мин^-1.

 

Кинематический расчёт привода главного движения

Определение размерного ряда n

Определяем диапазон регулирования коробки скоростей [4]:

 

 (2)

 

Находим n_max:

 

 (3)

 

Выписываем стандартные значения частот для φ =1,41 [3].

n₁ = n_min =45 мин^-1; n₉ = 710 мин^-1;

n₂ = 63 мин^-1; n₁₀ = 1000 мин^-1;

n₃ = 90 мин^-1; n₁₁ = 1400 мин^-1;

n₄ = 125 мин^-1 n₁₂ = 2000 мин^-1;

n₅ = 180 мин^-1; n₁₃ = 2800 мин^-1;

n₆= 250 мин^-1; n₁₄ = 4000 мин^-1;

n₇ = 355 мин^-1;n₁₅ = 5600 мин^-1;

n₈ = 500 мин^-1;n₁₆ = 8000 мин^-1.

Выбор структуры привода главного движения

 

Для нашего станка фрезерной группы конструктивно выбираем следующую структуру привода главного движения (рисунок 1) [1]:

 

Рисунок 1 - Структура привода главного движения

 

Признаки:

компактные габаритные размеры,

средняя материалоемкость,

довольно высокий КПД

Данная структура привода имеет преимущества по жёсткости, компактности, но присутствует передача теплоты и вибраций от коробки скоростей к шпинделю, что влияет на точность станка. Но так как у нас станок является среднеточным, то данная структура является оптимальной.

Кинематический расчёт привода подач

Определение размерного ряда

Согласно техническому заданию:

1. минимальная частота вращения шпинделя s = 25 мм/мин^-1;

2. знаменатель геометрического ряда ;

3. число ступеней ;

Выписываем значения частот по ряду =1,26 [3].

n₁ = 25 мин^-1;

n₂ = 31,5 мин^-1;

n₃ = 40 мин^-1;

n₄ = 50 мин^-1;

n₅ = 63 мин^-1;

n₆= 80 мин^-1;

n₇ = 100 мин^-1;

n₈ = 125 мин^-1;

n₉ = 160 мин^-1;

n₁₀ = 200 мин^-1;

n₁₁ = 250 мин^-1;

n₁₂ = 315 мин^-1

n₁₃ = 400 мин^-1

n₁₄ = 500 мин^-1

n₁₅ = 630 мин^-1

n₁₆ = 800 мин^-1

n₁₇ = 1000 мин^-1

n₁₈ = 1250 мин^-1

Определяем частотный ряд вращения, соответствующий приводу подач: s_i=n_i/p, учитывая шаг ходового винта р = 6 мм.

 

Таблица 1 - Частоты привода подач

№	s, мм/мин-1
1	4,17
2	5,25
3	6,67
4	8,33
5	10,50
6	13,33
7	16,67
8	20,83
9	26,67
10	33,33
11	41,67
12	52,50
13	66,67
14	83,33
15	105,00
16	133,33
17	166,67
18	208,33

Построение графика подач

Рисунок 6 - График подач

 

Таблица 2 - Передаточные отношения

№	Передаточные отношения i	∑Z	Числа зубьев				Фактическое передаточное отношение iф
1	2		Z1	36	Z3	18	2
2	1		Z2	27	Z4	27	1
3	0,5		Z5	18	Z6	36	0,5
4	0,45	104	Z7	18	Z8	40	0,45
5	0,7		Z9	24	Z10	34	0,71
6	0,56		Z11	21	Z12	37	0,57
7	3,5		Z13	45	Z14	13	3,46
8	0,45		Z15	18	Z16	40	0,45
9	1		Z17	40	Z18	40	1

 

Определяем фактические подачи и их отклонения от стандартных значений (таблица 3).

 

Таблица 3 - Подачи и их отклонения от стандартных значений

№	S, мин-1	Sф,мин-1	б,%
1	25	25	0
2	31,5	31,6	0,32
3	40	40,1	0,25
4	50	50,5	1
5	63	62,6	0,63
6	80	80,2	0,25
7	100	99,7	0,3
8	125	123,9	0,88
9	160	161,2	0,75
10	200	204	2
11	250	253	1,2
12	315	317,4	0,76
13	400	402,5	0,63
14	500	505,2	1,04
15	630	632	0,32
16	800	808,5	1,1
17	1000	1020	0,2
18	1250	1248	0,16

 

Допускаемое отклонение фактических частот от стандартных по формуле (7):

Относительные отклонения фактических частот находятся в пределах допускаемых, поэтому принятые нами числа зубьев зубчатых колёс оставляем без изменений.

Заключение

 

В данном курсовом проекте на основе исходного вертикального фрезерного станка ВМ127М мы модернизировали привод главного движения и привод подач. Рассчитали пары зубчатых колёс. Разработали кинематику коробки подач, редуктора и шпиндельного узла. Таким образом, в ходе выполнения курсового проекта закрепили теоретические знания, ознакомились со специальной технической литературой, научились самостоятельно рассчитывать и проектировать узлы станков.

 

Введение

 

Проектирование сложных агрегатов, какими являются современные металлорежущие станки, производится, как правило, на основе имеющихся прототипов или аналогичных конструктивных решений. При создании нового станка используются отработанные и всесторонне испытанные конструкции почти всех его основных узлов.

Задачей курсовой работы является развитие творческой самостоятельности и умения применить теоретические знания и практические навыки в конструкторской работе с целью приобретения опыта комплексного подхода к выполнению расчетов и проектированию основных узлов современных металлорежущих станков.

Заданием на проектирование представляется разработка кинематики привода подач и привода главного движения токарно-винторезного станка. В ходе курсовой работы определяется назначение станка, будут рассчитаны технические характеристики, спроектирован привод главного движения и подач, произведен их кинематический расчет.

 

Определение технических характеристик станка

Согласно техническому заданию:

1. минимальная частота вращения шпинделя n = 45 мин^-1;

2. знаменатель геометрического ряда ;

3. число ступеней ;

4. эффективная мощность резания N_эф=7,8 кВт.

По заданию привод главного движения должен включать в себя 2-х скоростной двигатель.

Найдём необходимую мощность привода [3]:

 

;(1)

 

где  - КПД привода равный 0,6…0,7.

.

Электродвигатель выбираем по справочнику [2], приемлемый по мощности и частоте вращения, на основании расчёта и анализа приводов главного движения станков-прототипов.

Выбираем 2-х скоростной асинхронный электродвигатель 4А160М8/4У3 мощностью 9 кВт и 13 кВт при частотах вращения 750 мин^-1 и 1500 мин^-1.