Методические указания (838829), страница 3
Текст из файла (страница 3)
Эти станки обладают большой жесткостью основныхнесущих частей, а также повышенной мощностью приводов, что позволяет при работе на них применятьповышенные режимы резания. Выбор компоновки зубофрезерных станковКомпоновкаОсобенности компоновки1Ось заготовки вертикальна. Стол станка подвижен вгоризонтальном направлении. Движение осевой подачиосуществляет инструментальный суппорт. Компоновканаиболеехарактернадляуниверсальныхстанков,используемых в общем машиностроении2Ось заготовки вертикальна. Станок имеет подвижную вгоризонтальном направлении инструментальную стойку.Движение осевой подачи осуществляет инструментальныйсуппорт.Компоновканаиболееоптимальнаядляавтоматизации загрузки и выгрузки заготовок.
Используетсяв крупносерийном и массовом производствах3Ось заготовки вертикальна. Стол станка подвижен ввертикальном направлении и осуществляет движение осевойподачи. Движение радиальной подачи осуществляетинструментальная стойка. Компоновка удобна для встройкистанка в автоматическую линиюВ зависимости от расположения оси заготовки, зубофрезерные станки разделяются на вертикальныеи горизонтальные см.
рис.1. Зубофрезерные станки, в общем состоят из станины 1, стойки 2, фрезерногосуппорта 3, контр-поддержки 4 и стола 6 для установки заготовки 5. В некоторых конструкциях станков понаправляющим станины в горизонтальном направлении перемещается стойка 2 (рис.1, а), а в других – стол 6(рис1., б). Имеются конструкции зубофрезерных станков, где стол перемещается в вертикальном положении(рис1., в).Каждая из приведенных компоновок станков эффективна в определенных условиях производства.Например, станки с неподвижным столом удобны для встраивания в автоматические и поточные линии, гдетребуется постоянное положение места загрузки заготовки.Неподвижная в горизонтальном направлении стойка характерна для универсальных станков, вкоторых она насыщена различными механизмами, создающими возможность выполнения разнообразныхработ на станке.Компоновка станков с вертикальным перемещением стола создает благоприятные возможности дляоснащения их индивидуальными загрузочными устройствами ввиду более открытого доступа к заготовке, чему других типов станков.Горизонтальные (рис1., г) станки в основном предназначены для нарезания зубьев на тяжелых валах –шестернях, а также шлицевых валах.Рис.1.
Виды зубофрезерных станков.Проанализировав достоинства и недостатки вышеперечисленных компоновок, а также учитывая условияпроизводства и саму заданную деталь, выбираем: универсальный зубофрезерный станок с подвижнымфрезерным суппортом.Зубофрезерный станок. Станок предназначен для фрезерования цилиндрических зубчатых и червячных колесрадиальным методом в условиях индивидуального, мелко- и среднесерийного производства. Нарезаниезубчатых колес производится по способу обкатки червячной фрезы и обрабатываемой заготовки методамипопутного и встречного зубофрезерования с диагональной и обычной подачами. При зубофрезеровании сдиагональной подачей фреза перемещается вдоль нарезаемого зуба и одновременно вдоль собственной оси, чтозначительно повышает ее стойкость.
Конструкция станка предусматривает возможность радиальноговрезания фрезы в заготовку, что также сокращает машинное время обработки. Станок может работатьпо полуавтоматическому циклу.Рис.2. Зубофрезерный станок.Станок имеет сборную станину, состоящую из основания 1 и вертикальной стойки 13. На горизонтальныхнаправляющих станины размещены салазки 2, несущие на себе круглый вращающийся стол 3 и стойку 5 сопорным кронштейном 8. Заготовку устанавливают на оправке 4, нижний конец которой центрируют изакрепляют в отверстии стола 3, а верхний конец — в опорном кронштейне 8. Кронштейн крепится на стойке5 рукояткой 6. На вертикальных направляющих стойки 13 находится фрезерный суппорт 12 с поворотнойчастью 11, в которой смонтирован шпиндель 9.
Фрезу 10 устанавливают на двухопорной оправке,закрепляемой в отверстии шпинделя и на подшипниковой опоре поворотной части 11. На передней стенкестойки 13 расположены пульты управления станком 14 и 17. Стойки 5 и 13 соединены сверху балкой 7,обеспечивающей станку повышенную жесткость. На внешних поверхностях станины установленыустройства, называемые гитарами сменных зубчатых колес и служащие для наладки часто ты вращенияфрезы (гитара главного движения резания 19), скоростей вертикального перемещения суппорта и радиальногоперемещения салазок с заготовкой (гитара подач 16), частот вращения стола с заготовкой (гитара обкатки15) и дополнительного вращения заготовки (гитара дифференциала 18).Основные технические данные проектируемого станка.Наибольший диаметр обрабатываемых колес, мм 500Наибольший модуль нарезаемых колес, мм8Наибольшее вертикальное перемещение суппорта, мм400Наибольший угол поворота суппорта, град.± 60Наибольшая длина зуба нарезаемых колес, мм:- прямозубых350- при угле наклона зуба 30°230- при угле наклона зуба 45°180- при угле наклона зуба 60°130Наименьшее число нарезаемых зубьев12Размеры устанавливаемых червячных фрез, мм:- диаметр180- длина200Наибольшее осевое перемещение фрезы, мм200Частота вращения фрезы, об/мин40 - 405Пределы подач, мм/об- вертикальной0,75 - 7,5- радиальной0,2 - 2,25- тангенсальной0,13-2,6Мощность главного привода, кВт8/10/12,5Масса станка, т10Основные узлы выбранного станка.Станина: на станине имеется направляющие для перемещения стола с задней стойкой.Суппортная стойка: крепится на станине и служит для крепления на ней фрезерного суппорта.Фрезерный суппорт: используется для крепления на нем режущего инструмента.
Он можетперемещаться в вертикальном направлении по направляющим суппортной стойки. Кроме того, фрезерныйсуппорт может поворачиваться на требуемый угол для установки червячной фрезы.Фрезерный шпиндель: служит для закрепления фрезы и передачи на нее крутящего момента.
Онможет перемещаться в осевом направлении.Стол станка: служит для закрепления на нем заготовки нарезаемого колеса. К столу прикрепленочервячное колесо, приводящее стол во вращение от червяка.Задняя стойка с кронштейном: она имеет направляющие, по которым перемещается кронштейн,поддерживающий верхний конец оправки с заготовкой, и тем самым предохраняет ее от колебаний,вызываемых усилием резания.13.Кинематика станка, кинематические расчеты, уравнения кинематическогобаланса. Выбор эл/двигателей.Например: Расчёт кинематических цепей.1. Главное движение: вращение фрезы.11629 29 29 17об1460 ∙ ∙∙∙∙= фр23429 29 29 68минДля требуемой скорости резания принимаем:фр =180Гитара обеспечивает получение девяти ступеней частот вращения фрезы в пределах от 50 до 310об/мин.2. Движение обкатки:68 29 29 27 5433 35 111 об.
фр ∙∙∙∙∙∙ ∙×∙=17 29 29 27 5433 35 96 124 =13. Движение продольной подачи:М2 включена, а М1 выключена.96 35 33 2 4439 50 45 1мм∙∙∙∙∙ ∙∙×∙= прод п1 35 33 26 4465 45 45 24об заг = 0,5 ∙ прод п4. Движение радиальной подачи:М1 включена, а М2 выключена.96 35 33 2 4439 45 34 1мм1 об. заг ∙∙∙∙∙∙ ∙∙×∙∙ 10 = рад1 35 33 26 4465 50 61 36об заг = 1,6 ∙ рад5. Доворот:При нарезании косозубых колес к формообразующим движениям добавляется движение для образованиявинтовой линии. Это движение состоит из вращения заготовки и поступательного перемещения фрезы.Следовательно, одно исполнительное звено — стол станка — должно иметь два вращения.прод п ∙ ∙ 1’1 = 1 ∙ (1 +) , где в =в1Расчет мощности и выбор электродвигателя станка1.В качестве расчетной схемы используем кинематическую схему станка.2.В результате расчета определяем минимальную мощность электродвигателя станка,обеспечивающего обработку детали с заданными режимами резания.3.Момент на шпинделе – 540 Н*м (рекомендуемое ЭНИМС значение для станков с наибольшимдиаметром обработки до 400 мм).Расчетная частота вращения шпинделя – 125 об/мин.Диаметры шкивов – 1 = 116мм; 2 = 234 мм.Коэффициенты полезного действия элементов передач:- клиноременной передачи – кп = 0,96- цилиндрической зубчатой передачи - цзп = 0,99- подшипников качения (на одном валу) - пк = 0,995- фрикционной дисковой муфты - фм = 0,98Диаметры валов коробки скоростей станка:1 = 35 мм;2 = 40 мм;3 = 38 мм;4 = 40 мм;5 = 35 мм;6 = 32мм;шп = 80 мм.4.Расчет мощности электродвигателя выполним из условий работы цепи привода главного движения,обеспечивающих частоту вращения шпинделя 8 об/мин.5.Расчет потребляемой мощности электродвигателя станка (привод подач):эд = эф + хх + доп + где:эф - эффективная мощность (мощность на шпинделе станка);хх - мощность холостого хода станка, не зависит от нагрузки;доп - мощность, теряемая в приводе станка при передаче эффективной мощности (дополнительныепотери мощности); −мощность, расходуемая в приводе подач станка.Расчет эффективной мощностиМкр ∙шп[кВт]; (Мкр = 540Н ∙ м; шп = 125 об/мин)эф =1 об.
заг ∙9550125∙540эф = 9550 = 7,068 кВт.Расчет мощности холостого хода станка ∙ сршпхх =( +∙ ∙ )39550 ∙ 10ср шп шпгде: - коэффициент, характеризующий конструкцию элементовпривода и качество изготовления,принимается равным 3:6 (меньшее значение соответствует более простым, а большее – более сложнымсхемам);ср- средний диаметр в мм всех промежуточных валов привода; - частота вращения (об/мин) промежуточных валов привода, которая соответствует даннойчастоте вращения шпинделя;шп - диаметр шпинделя в передней опоре;шп - коэффициент, учитывающий дополнительные потери в шпиндельном узле (при подшипникахскольжения принимается равным 2, при подшипниках качения – 1,5).Принимаем значения: = 5;35 + 40 + 38 + 40 + 35 + 32ср == 37 мм61161 = 1460 ∙= 724 об/мин234116 362 = 1460 ∙∙= 510 об/мин234 51116 36 293 = 1460 ∙ 234 ∙ 51 ∙ 29 =510 об/мин116 36 29 294 = 1460 ∙ 234 ∙ 51 ∙ 29 ∙ 29 =510 об/мин116 36 29 29 295 = 1460 ∙ 234 ∙ 51 ∙ 29 ∙ 29 ∙ 29 = 510 об/мин116 36 29 29 29 175 = 1460 ∙∙∙∙∙∙= 125 об/мин234 51 29 29 29 68об = 724 + 510 + 510 + 510 + 510 + 125 = 2889 мин.шп = 1,5 , т.к.
шпиндельные опоры – подшипники качения.Диаметр шпинделя в передней опоре шп = 90 мм. Подставляя принятые и полученные значения в формулу5∙3790мощности холостого хода, получим: хх = 9550∙103 (2889 + 37 ∙ 1,5 ∙ 125) = 0,0648 кВт.Расчет дополнительной мощности.доп =эф ∙(1− ), кВт.где 1 , 2 , 3 , … - коэффициенты полезного действия элементов передач рассматриваемой цепи.Значение для передач, кроме червячной, в механизмах привода:- в цепи имеется клиноременная передача - кп = 0,96;- 6 валов с подшипниками качения пк 6 = 0,9956 = 0,97;- 6 пар цилиндрических зубчатых колес цзп 6 = 0,996 = 0,941 = 0,96 ∙ 0,97 ∙ 0,941 = 0,8767,068 ∙ (1 − 0,876)доп == 1 кВт.0,876Расчёт мощности, расходуемой в приводе подач.Мощность, расходуемая в приводе подач станка, составляет в среднем 4...5%От эффективной мощности. Принимаем, что = 0,05 ∙ эф = 0,05 ∙ 7,068 = 0,353кВт.эд = эф + хх + доп + = 7,068 + 0,0648 + 1 + 0,353 = 8,48 кВт.Выбор электродвигателяПо каталогу выбираем электродвигатель, наиболее подходящий по исполнению с условием, > эдВывод: По таблице 3 приложения выбираем двигательоб4А132М4У3 ( = 1460 мин , = 11 кВт).14.Эскизная проработка узла станка, спецификация, необходимые расчеты по узлустанка.Например: Узел - зубодолбежная головкаЗубодолбежная головка устроена следующим образом.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
