Модернизация привода подач станка модели 6Н10 с упрощением конструкции коробки подач (123362)

Посмотреть архив целиком

Кафедра «Металлорежущие станки и инструменты»








Курсовой проект


по дисциплине


«Конструирование и расчёт металлорежущих станков»


по теме:


«Модернизация привода подач станка модели 6Н10 с упрощением конструкции коробки подач»




Содержание


Введение

  1. Описание разрабатываемой конструкции и кинематической схемы

  2. Расчет режимов резания

  3. Кинематический расчет коробки подач

  4. Силовые расчеты и расчеты деталей на прочность

4.1 Определение кутящих моментов на валах

4.2 Проектный расчет зубчатых передач

4.2.1 Выбор материалов и термообработки

4.2.2 Определение допускаемых напряжений

4.2.3 Определение размеров передач зубчатых колес

4.2.4 Расчет валов

5 Проверочный расчет

5.1 Расчет статической прочности вала

5.2 Проверочный расчет на усталостную прочность

5.3 Проверочный расчет жесткости вала

5.4 Проверочный расчет зубьев зубчатых колес на усталость по контактным напряжениям

5.5 Проверочный расчет по напряжениям изгиба

6 Выбор и расчет подшипников

7 Расчет шпоночного соединения

8 Расчет шлицевого соединения

9 Описание системы управления, системы смазки

10 Мероприятия по охране труда и технике безопасности

11 Улучшение технологичности привода

Список использованных источников



Введение


Современные металлорежущие станки это весьма развитые машины, включающие большое число механизмов и использующие механические, электрические, гидравлические и другие методы осуществления движений и управления цикл.

Высокую производительность современные станки обеспечивают за счет быстроходности, мощности и широкой автоматизации. В современных тяжелых станках мощность только главного электродвигателя достигает 150 кВт, а всего на одном станке иногда устанавливают несколько десятков электродвигателей. Вес уникальных станков достигает нескольких тысяч тонн.

При конструктивном оформлении для придания станку требуемых качеств и функций используют разнообразные механизмы с применением гидравлики, электрики, пневматики; применяют также детали сложных конструктивных форм с высокими требованиями к их качественным показателям, внедряют прогрессивные принципы проектирования (агрегатирование, унификация); изыскивают наиболее рациональные компоновки станков, разрабатывают новые системы управления циклом.

Наряду с развитием и совершенствованием существующих методов обработки за последние годы появились станки на базе принципиально новых технологических процессов. К таким процессам относят электроэрозионную обработку, электрохимические методы обработки, обработку сфокусированным лучом высокой энергии, обработку тонкой струей жидкости под высоким давлением, ультразвуковой метод и другие методы.

Таким образом, станки, которые называют металлорежущими, включают более широкую группу машин-орудий, обрабатывающих не только металлы, но и другие материалы различными методами.

Для выполнения таких разнообразных технологических задач с высокими требованиями к качеству продукции и производительности процесса обработки при конструировании станков необходимо использовать новейшие достижения инженерной мысли.



1 Описание разрабатываемой конструкции и кинематической схемы


Станок предназначен для обработки отверстий диаметром до 75 мм, главным образом в крупногабаритных и тяжелых деталях, в условиях индивидуального и серийного производства. Обрабатываемая деталь закрепляется непосредственно на столе, в машинных тисках или специальных приспособлениях, устанавливаемых на столе станка.

Режущий инструмент закрепляется непосредственно в конусе шпинделя или при помощи патронов, оправок и других приспособлений.

Движения в станке. Движение резания – вращение шпинделя с инструментом. Движение подачи – прямолинейное поступательное перемещение шпинделя вдоль оси. Вспомогательные движения: ручное горизонтальное перемещение шпиндельной бабки по траверсе; механическое вертикальное перемещение траверсы по колонне и механический зажим траверсы на колонне; ручное вращение траверсы с колонной и шпиндельной бабкой относительно оси колонны; гидравлический зажим поворотной колонны и шпиндельной бабки на траверсе; гидравлическое управление станком.



2 Расчет режимов резания


На практике Ф75 сверлением сразу не получают. Поэтому сначала сверлим Ф20, а затем рассверливаем Ф40, Ф60, Ф75.

Находим скорость резания при сверлении


V (1)

где C=9,8

  1. диаметр сверления, мм

T- стойкость инструмента, мин

S- подача, мм/об

K=1

Значения коэффициентов и показателей степеней берем из табл. 28 [4]


Vм/мин


Найдем частоту вращения шпинделя


n= (2)

=мин


По станку принимаем n=250мин

Тогда V=15,71м/мин

Определяем осевую силу:

Для сверления:

P (3)


где С=68

D – диаметр сверления, мм.

S – подача, мм/об.

K=1

Значения коэффициентов и показателей степеней берем из табл. 32 [4]


PH


Для рассверливания:


P (4)


Где t- глубина рассверливания, мм


P Н

PН

PН


Дальнейший расчет ведем по наибольшей осевой силе P=9062,97 Н

Найдем вертикальную составляющую силы резания:


Р (5)


где С=204


РН


Найдем силу трения:


F=(PQ)*f (6)


где P- вертикальная составляющая силы резания, Н

Q- вес движущихся частей, Н. Q=300Н

F=0,15 – приведенный коэффициент трения.


F=(26411,19+300)*0,15=4006,79Н


Найдем тяговое усилие с .24


P= K*P+F (7)


где K- коэффициент, учитывающий влияние опрокидывающего момента, из-за несимметричного положения силы подачи табл.8


P= 1,15*9062,97+4006,79=14429,2Н


Работа, выполняемая за один оборот реечной шестерни:


P*H=2* (8)

где H=m*z (9)


Отсюда найдем М


M= (10)


M=кН*мм


Определяем эквивалентную мощность по источнику


N= (11)


где М- крутящий момент, возникающий при сверлении, Н*м

n- частота вращения шпинделя, мин


M (12)

MН*м


Тогда:


N=кВт


По рассчитанной мощности подбираем электродвигатель серии АCL4У3 n=1500мин-1, N=2.4квт, исполнение по степени защиты IP44, способ охлаждения ICA0141.



3 Кинематический расчет коробки подач


Исходные данные:


Z=6; φ=1.41


Определяем формулу структуры привода


Z= 6 =2*3


Строим структурную сетку для принятой структуры


Рисунок 1 – Структурная сетка


Принимаем минимальную подачу S=0,1мм/об

Для φ=1.41 принимаем из стандартного ряда подачи:


S=0,1мм/об

S=0,14мм/об

S=0,2мм/об

S=0,28мм/об

S=0,4мм/об

S=0,56мм/об


Находим частоты, соответствующие подачам S-S по формуле:


n (13)


где i- передаточное отношение червячной пары (i=1/50)

z- число зубьев реечного колеса ( z=10)

m- модуль реечного колеса ( m=3)


nмин

n=0,0742 мин

n=0,106 мин

n=0,1484 мин

n=0,212 мин

n=0,297 мин


Строим график частот вращения шпинделя (рисунок 2), исходя из условия:


i

Рисунок 2 – График частот вращения


По графику частот вращения находим передаточное отношение всех передач в виде:


(14)


где m – число интервалов, на которые поднимается луч передачи (+) или опускается (-):

Для зубчатых передач:


i1=1/1,5; i2=1/2; i3=1/3; i4=1; i5=1/2; i6=1/4


Определение чисел зубьев шестерен коробки подач по таблице Гермара [3] принимаем в зависимости от стандартного знаменателя и суммарного числа зубьев в зубчатой передачи, принимаем число зубьев шестерни.

Результаты выбора занесены в таблицу 1:


Таблица 1 – Подбор чисел зубьев колес

I

i1=1/1,68

i2=1/2

i3=1/2,8

i4=1

i5=1/2,8

i6=1/3,95

Zi

Zi

20

34

27

54

21

60

52

52

36

68

22

82

Z

54

81

81

104

104

104


Составляем уравнение кинематического баланса для всех частот вращения шпинделя и определяем действительные частоты, которые могут отличаться от стандартных не более, чем на , т.е. 10*(1,41 1)=4,1%


=[(nстаид-nфакт)/ncтанд]*100; (15)


Определим фактические частоты вращения.


n1=20/34*21/60*22/82=0,055мин-1;

n2=20/34*27/54*22/82=0,077 мин-1;

n3=20/34*21/60*36/68=0,108мин-1;

n4=20/34*27/54*36/68=0,151мин-1;

n5=20/34*21/60*1=0,206мин-1;

n6=20/34*27/54*1=0,294мин-1;


Результаты расчета погрешности действительных передаточных отношений сводим в таблицу 2.



Таблица 2 – Погрешности действительных передаточных отношений

N

1

2

3

4

5

6

nстанд

0,053

0,0742

0,106

0,1484

0,212

0,297

nфакт

0,055

0,077

0,108

0,151

0,206

0,294

, 

3,7

3,7

1,9

1,7

2,8

1


Случайные файлы

Файл
3607-1.rtf
138596.rtf
56890.rtf
61810.rtf
115606.rtf




Чтобы не видеть здесь видео-рекламу достаточно стать зарегистрированным пользователем.
Чтобы не видеть никакую рекламу на сайте, нужно стать VIP-пользователем.
Это можно сделать совершенно бесплатно. Читайте подробности тут.