pronikov_a_s_1994_t_1 (830969), страница 75
Текст из файла (страница 75)
Исходным документом для обоснования выбора технических характеристик проектируемого станка является техническое задание, разработанное проектной организацией на основе исходных данных заказчика или самим предприятием-заказчиком. В него включаются, в частности, следующие данные: номенклатура типовых деталей; чертеж типовой детали с указанием параметров шероховатости, точности формы и размеров обрабатываемых поверхностей, баз для установки и закреиления заготовки в приспособлении, габаритные размеры детали и ее масса; чертеж заготовки с указанием метода ее получения (отливка, прокат, штамповка и т. д.); типы и параметры режущего инструмента. При обосновании основных- технических характеристик станка необходимо также учитывать степень его специализации.
Определим основные параметры технической характеристики на примере проектирования фрезерного станка (см. рис. 10.3). Исходные данные: назначение станка— черновая и чистовая обработка корпусных деталей из конструкционных сталей, титановых, жаропрочных и алюминиевых сплавов; основные параметры режимов резания — 'см. табл.
10.3; диаметр фрезы Вф — — 16...50 мм; параметр , шероховатости обработанных поверхностей заготовки Ра=20 мкм; минимальное значение частоты вращения шпинделя п„„„=45 мин требуемая производительность станка П, = = 20 шт/ч; наибольшая масса детали т = = 1000 кг; тип производства — мелкосерийное. При определении параметров технической характеристики станка необходимо проанализировать материал обрабатываемой заготовки, вид обработки, тип и марку режущей части инструмента.
Анализ заданных параметров режимов резания (табл. 10.3) показывает, что верхнее значение диапазона частот вращения шпинделя определяется параметрами обработки конструкционных сталей, а нижнее — параметрами обработки жаропрочных сплавов, максимальное значение рабочих скоростей подач определяется параметрами обработки алюминиевых сплавов, а минимальное значение— параметрами обработки жаропрочных сплавов. Предварительное значение диапазона регу- лирования частоты вращения шпинделя 0',= = пп~„,/пп~1п — — 2000/100 = 20. Регулирование частоты вращения в заданном диапазоне может быть ступенчатым и бесступенчатым. При ступенчатом регулировании выбирают стандартное значение знаменателя ряда ср. Наиболее распространены ~р = 1,26 и ~= 1,41.
С учетом заданного типа производства по ОСТ 2 Н11-1 — 72 принимаем «р = 1,41 и устанавливаем нормализованные предельные значения частот вращения шпинделя л,п1-„= =180 мин '; п„„„=2000 мин По требованию заказчика диапазон частот вращения шпинделя может быть расширен. В данном случае принимаем и „=45... 2000 мин Окончательное значение диапазона регулирования частоты вращения шпинделя 0 =2000/45 = 44. Предварительное значение диапазона регулирования скоростей рабочих подач 0„= = о,,„/о, -,„= 1200/10 = 120, На основе анализа технических характеристик лучших отечественных и зарубежных станков, аналогичных по функциональному наз- начению, скорость установочных линейных неремещений принимаем равной о,=6000 мм/мин.
Таким образом, общий диапазон регулирования скоростей подач В„ = о /а,,-„ = = 6000/10 = 600. Предварительный расчет мощности электро- двигателя привода главного движения выполняют для двух вариантов: 1) привод с электро- двигателем переменного тока двухскоростным; 2) привод с двигателем постоянного тока при двухзонном регулировании. Требуемую мощность электродвигателя определяют по формулам: для электродвигат..ля переменного тока Р„.„= Р ф/ц, где и — КПД кинематической цепи привода; при оценочных расчетах для станков с главным вращательным движением Ч=0,70...0,85; для станков с главным возврат- 10.3.
Основные параметры режимов резания Подача 5„мм/зуб Вид обра- ботки Материал заготовки ангенциальная со ставляющая силы резания Рь даН Ограничение 0,10 — 0,12 200 — 1250 3,7 — 6,7 570 †14 140 †3 Рг~1000 даН 30 — 40 БР Конструкционные стали Черновая п,„=2000 мин ТС Чистовая и — 2000 мин ТС БР Черновая Титановые сплавы ТС 0,02 — 0,04 125 — 1250 БР 20 — 40 60 — 75 40 — 340 Чистовая 0,03 — 0,04 160 — 2000 0,6 — 1,4 75 — 170 60 — 340 ТС БР Черновая Жаропрочные сплавы ТС 0,02 — 0,06 63 — 400 0,2 — 0,3 10 — 12 8 — 25 80 — 200 БР Чистов ая 0,02 — 0,06 125 — 1000 0,4 — 0,5 ТС 20 — ЗО 15 — 60 80 — 200 п,„=2000 мин 0,03 — 0,05 630 — 5000 200 †4 130 †4 Черновая БР Алгоминиевые сплавы 230 †9 п,„=2000 мин 0,02 — 0,03 200 — 16000 ЗОΠ— 500 120 †2 ТС Чистовая 1250 †80 250 †8 2,4 — 3,8 0,03 — 0;05 60 — 120 БР 0,02 — О,ОЗ 3180 — 19000 380 — 1150 3,4 — 5,7 ТС 36 — 70 П ри меча ни я: 1.
Параметры режимов резания приведены для концевых фрез. 2. Обозначения: БР,— материал режущей части— сталь Р18; ТС вЂ” материал режущей части — твердый сплав. Материал режущей части фрезы Скорость резания гг, м(мин 80 — 100 40 — 60 120 †1 15 — 30 20 — 50 7 — 8 16 — 20 200 — 250 500 — 600 Частота вращения шпин еля и ., мин 0,05 — 0,08 500 — 3175 0,06 — 0,10 250 — 2000 0,04 — 0,06 800 — 5000 0,02 — 0,08 100 — 1000 0,03 — 0,06 125 — 1600 0,02 — 0,06 40 — 250 0,02 — 0,06 100 — 630 Скорость подачи о„ мм/мин 245 †4 150 †3 275 †5 45 — 60 60 — 145 5 — 15 10 — 40 Эффективная мощность реза- ния Р,ф, кВт 4,7 — 11,4 0,7 — 1,5 1,1 — 2,7 1,0 — 4,1 2,6 — 5,5 0,5 — 0,9 1,3 — 2,1 280 †9 70 — 230 300 †3 210 †17 315 †17 80 — 400 400 — 800 Рг с 1000 даН Рг с 1000 даН и,„= 2000 мин п,„=2000 мин 10.4.
Расчетные формулы для определения тяговой силы Я Тнп направляюшнх Тнп станков Расчетная формула Я=ИГ +Кт+Г,) Я=ИГ,+~(т+Г,+Г~) Треугольные и комбинированные Прямоугольные Токарные Токарные, револьверные, фре- зерные Фрезерные Ч-образные и типа ~ласточкин хвост» Сверлильные (~) Г~+~ 2М р/д Круглые Примечания: à — составляющая силы резании по направлению подачи, даН; Г,— составляющая силы резания, направленная перпендикулярно к направлению подачи, даН; Г~ — составляющая силы резания, направленная вдоль оси шпинделя, даН; т — масса перемещаемого узла, кг; д — диаметр пиноли шпинделя, мм; Й вЂ” коэффициент, учитывающий влияние опрокидывающего момента; ~ — коэффициент трения в направляющих; 1' — коэффициент трения между пинолью и корпусом шпинделя.
Для токарных станков с призматическими или комбинированными направляющими 1=1,15 и 1=0,15...0,18; для токарных и револьверных станков с прямоугольными направляющими 1=1,1 и 1"=0,1...0,2; для пинолей сверлильных станков ~'=0,15; для' направляющих качения 1=0,005...0,1. но-поступательным движением Ч =0,60...0,70; для электродвигателя постоянного тока при двухзонном регулировании 1 Рдв.тр Рэф Оу ~(Оз2Ч) Здесь О,— требуемый диапазон регулирования частоты вращения шпинделя при постоянной мощности электродвигателя; г — число ступеней механического регулирования (обычно я = 2...4); я= 1п(0 „гр)/1п(0,~р), где 0,=0,~0,г — полный диапазон регулирования частоты вращения электродвигателя; 0,1 — диапазон регулирования частоты вращения электродвигателя с постоянным крутящим моментом; 0,~ — диапазон регулирования частоты вращения электродвигателя с постоянной мощностью.
В расчете приняты следующие значения параметров: т~ =0,8; О, =22; 0,1 =5; 0,~=2,5. В результате расчета получено: для варианта 1 Р„,р — — 14,3 кВт; я=6; для варианта 2 Рд,,р —— 15,0 кВт; ~=2* Таким образом, при практически одной и той же требуемой мощности привода главного движения 2-й вариант предпочтительнее, так как в этом случае значительно упрощается коробка скоростей. Проектный расчет привода главного движения целесообразно проводить с использованием ЭВМ. Для этих целей в ЭНИМСе разработан пакет прикладных программ 12~. Предварительная оценка величины требуемой тяговой силы Я для различных типов направ- ляющих линейно перемещающихся узлов станка может быть проведена по формулам табл.
10.4. В качестве примера определим требуемую тяговую силу привода перемещения стола в режиме рабочей подачи. Исходные данные: масса стола т =5000 даН; составляющие силы резания; Г~=1000 даН; Г,= 0,4Г,= 0,4*1000=400 даН; Г,= 0,5Г,= = 0„5- 1000= 500 даН; направляющие скольжения (пара чугун — чугун); коэффициент трения скольжения 1"= 0,15; й = 1,3. Максимальное значение требуемой тяговой силы Я,„= 1,3 ' ° 400 + 0,15 (5000 + 500 + + 1000) — 15000 Н. Для узлов с вращательным движением (например, поворотных столов) крутящий момент на выходном валу привода может быть определен по формуле М„,= й„~ту, где ߄— средний радиус направляющих стола; 1' — коэффициент трения; т — масса стола; д = 9,81 м/с ' — ускорение свободного падения. В качестве примера определим требуемый крутящий момент на выходном валу привода поворотного стола на направляющих скольжения.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
