Размещено на http://www.allbest.ru/

СОДЕРЖАНИЕ

Введение

1. Исходные данные

2. Определение основных технических характеристик станка

3. Расчет чисел зубьев колес в коробках передач

4. Силовой расчет привода



ВВЕДЕНИЕ

Металлорежущий станок - машина для размерной обработки заготовок в основном путем снятия стружки. Кроме металлических заготовок на станках обрабатывают также детали из других материалов. К станкам относят и технологическое оборудование, использующее для обработки электрофизические и электрохимические методы, сфокусированный электронный или лазерный луч, поверхностное пластическое деформирование и некоторые другие виды обработки.

Помимо основной рабочей операции, связанной с изменением формы и размеров заготовки, на станке необходимо осуществлять вспомогательные операции для смены заготовок, их зажима, измерения, операции по смене режущего инструмента, контроля его состояния и состояния всего станка. В связи с большим разнообразием функций, выполняемых на станках, их целесообразно рассматривать как систему, состоящую из нескольких функциональных подсистем. Подсистема манипулирования обеспечивает доставку заготовок к месту обработки, их зажим в заданной позиции, перемещение к месту контроля и измерения и, наконец, вывод готовых изделий из рабочей зоны станка. Таким образом, подсистема манипулирования обеспечивает поток материала, проходящего через рабочую зону станка в процессе его обработки. Дополнительные функции подсистемы манипулирования необходимы также для смены режущих инструментов и дополнительных приспособлений. Подсистема управления на основе входной внешней информации и дополнительной внутренней текущей информации от контрольных и измерительных устройств обеспечивает правильное функционирование всех остальных подсистем в соответствии с поставленной задачей. Входная информация поступает в виде чертежа, маршрутной технологии или заранее подготовленной управляющей программы. Текущая информация о правильности состояния и поведения всей технологической системы (станка, инструмента, манипуляторов, вспомогательных устройств) поступает в подсистему управления при ручном управлении от органов чувств оператора, а при автоматизации контрольных функций - от соответствующих преобразователей (датчиков) подсистемы контроля. Выходная информация дает сведения о фактических размерах обработанной на станке детали по результатам ее измерения.

Собственно станок подразделяется на несколько важнейших частей, обычно называемых узлами. Главный привод станка сообщает движение инструменту или заготовке для осуществления процесса резания с соответствующей скоростью. У подавляющего большинства станков главный привод сообщает вращательное движение шпинделю, в котором закреплен режущий инструмент или заготовка.

Привод подачи необходим для перемещения инструмента относительно заготовки для формирования обрабатываемой поверхности. У подавляющего большинства станков привод подачи сообщает узлу станка прямолинейное движение. Сочетанием нескольких прямолинейных, а иногда и вращательных движений можно реализовать любую пространственную траекторию.

Привод позиционирования необходим во многих станках для перемещения того или иного узла станка из некоторой исходной позиции в другую заданную позицию, например, при последовательной обработке нескольких отверстий или нескольких параллельных плоскостей на одной и той же заготовке. Во многих современных станках с числовым программным управлением функции приводов подачи и позиционирования выполняет один общий привод.

Несущая система станка состоит из последовательного набора соединенных между собой базовых деталей. Соединения могут быть неподвижными (стыки) или подвижными (направляющие). Несущая система обеспечивает правильность взаимного расположения режущего инструмента и заготовки под воздействием силовых и температурных факторов.

На станках токарной группы обрабатывают детали типа валов, дисков и втулок, осуществляя обтачивание наружных цилиндрических поверхностей, торцов и уступов, прорезание канавок и отрезку, растачивание отверстий (цилиндрических, конических и фасонных), обтачивание конических и фасонных поверхностей, сверление, зенкерование и развертывание отверстий, нарезание наружной и внутренней резьбы резцом, нарезание резьбы метчиком и плашкой, вихревое нарезание резьбы, накатывание рифленых поверхностей.

Главным движением, определяющим скорость резания, является вращение шпинделя, несущего заготовку. Движением, определяющим величины продольных и поперечных подач, является движение суппорта, в котором закрепляют резцы, а при обработке концевым инструментом движение подачи получает задняя бабка станка.

Традиционная компоновка токарно-винторезного станка общего назначения представлена на рисунке 1. На основании 1 закреплены станина 11 и корыто 12. На станине размещены передняя бабка 3 и коробка передач 2. По направляющим станины перемещаются суппорт 6 с фартуком 9 и задняя бабка 7. Двигатель установлен в основании и закрыт кожухом. Движение от коробки подач передается механизмам фартука или через ходовой вал 8 (при точении), или ходовой винт 10 (при нарезании резьбы резцом). На передних стенках фартука, коробки передач и передней бабки сосредоточены рукоятки управления станком. Экран 4 и щиток 5 обеспечивают безопасность работы на станке. Основное электрооборудование станка сосредоточено в электрошкафу 13.

В легких токарных станках применяют разделенный привод главного движения. В этом случае коробку скоростей устанавливают в основании станка, а в передней бабке (шпиндельной) размещают шпиндель и перебор.

Токарно-винторезный станок 16К20 предназначен для выполнения различных токарных и резьбонарезных работ в условиях единичного и мелкосерийного производства, а также для ремонтных работ.



Рис. 1. Токарно-винторезный станок

Техническая характеристика

Наибольший диаметр обрабатываемой заготовки, мм:

над станиной .................…………………………400

над поперечным суппортом ...........…………….220

Расстояние между центрами (РМЦ), мм ......….700, 1000, 1400, 2000

Число частот вращения шпинделя ........……24 (22 различных значения)

Частота вращения шпинделя, мин ¹ ........…..….12,5--1600

Подача, мм/об:

продольная ..................…………………………..0,055--2,8

поперечная ...................………………………….0,025--1,4

Шаг нарезаемой резьбы:

метрической, мм ...............……………………….0,5--112

дюймовой, число ниток на 1". .........…………….56--0,5

модульной, мм, .................……………………….0,5--112

питчевой, питч ................…………………………56--0,5

Мощность электродвигателя главного привода, кВт...7,5; 10

Габаритные размеры станка, мм:

длина ....................………………………………...2470. 2760, 3160, 3760

высота ....................……………………………….1470

ширина. ....................……………………………..1195

Масса станка (РМЦ 1000 мм), кг ..........………3000

Кинематическая схема станка приведена на рис. 2.

Рис. 2. Кинематическая схема токарно-винторезного станка 16К20

токарный металлорежущий зубчатый привод



1. Исходные данные

Токарно-винторезный станок на базе модели 16К20;

Проводится обработка сплавов алюминия твердосплавным инструментом;

Число ступеней скорости Z = 14;

Наибольший наружный диаметр обрабатываемого изделия: D_{н (max)} = 400 мм;

Глубина резания: t _max = 6 мм;

Максимальная подача: S _max = 1,2 мм/об;

Минимальная подача: S _min = 0,1 мм/об;

Максимальная скорость резания: V _max = 400 м/мин.;

Минимальная скорость резания: V _min = 40 м/мин.;

Частота вращения шпинделя: n _{max (паспорт.)} = 1600 об/мин.

2. Определение основных технических характеристик станка

2.1 Наибольший и наименьший наружный диаметр изделия, обрабатываемый над суппортом

D _max = 0.52 - 0.55 D_{н (max)} D _max = 208 - 220 = 215 мм;

D _(min) = 0.25 D _max D _(min) = = 53.75 мм

2.2 Выбор глубины резания:

t _max = 6 мм;

2.3 Выбор пределов подач: S _max = 1,2 мм/об; S _min = 0,1 мм/об;

2.4 Выбор пределов скоростей резания:

V _max = 400 м/мин.; V _min = 40 м/мин.

2.5 Определение пределов частоты вращения:

n _max = об/мин., т. е. n _max = 1600 об/мин.

n _min = об/мин.

2.6 Определение диапазона регулирования частот вращения:

2.7 Определение знаменателя геометрического ряда:

2.8 Определение мощности электродвигателя станка:

Полезная мощность:

Квт



Общая мощность:

Квт.

3. Расчет чисел зубьев колес в коробках передач

; ; ;

; ;

; ; ; ;

; ; ;

; ; ; ;

; ; ;

; ; ; .

4. Силовой расчет привода

4.1 Расчет крутящего момента вала:

; ; ;

4.2 Расчет диаметров валов:

Так как диаметры поршней кратны 5, то

; ; ; ;

4.3 Расчет делительных диаметров зубчатых колес:



4.4 Расчет межосевого расстояния:

4.5 Расчет ширины венца В зубчатого колеса:

4.6 Определение длины валов:

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Металлорежущие станки являются основной составной частью технической базы машиностроения. Знание металлорежущих станков, основ их расчета и конструирования - необходимое условие подготовки инженера-технолога по механической обработке деталей, выполняемой на этих станках, инженера-конструктора, работающего в области проектирования или модернизации станков, инженера-механика, занятого вопросами эксплуатации и ремонта станков. Эти знания необходимы также инженерам, занимающимся внедрением комплексной механизации и автоматизации на машиностроительных предприятиях, так как для них основным объектом механизации и автоматизации являются металлорежущие станки.

Целью проектирования является закрепление и углубление теоретических знаний, полученных из учебной и специальной литературы, а также приобретение и развитие практических навыков по разработке отдельных узлов металлорежущих станков.

Чертежи и другая конструкторская документация являются результатом проектирования станка. В процессе конструирования разрабатывают собственно конструкцию изделия, то есть совокупность деталей, необходимую для выполнения изделием его функций. Результат конструирования отражается в чертежах в виде формы, размеров, расположения деталей, технических требований и тому подобное. Проектирование дополнительно включает проведение расчетов, контроль правильности чертежей, составление спецификаций и описаний.

Коробки передач современных, особенно универсальных станков имеют большое число ступеней и большой диапазон регулирования скоростей. Они должны быть простыми и компактными, иметь малый вес, минимальное количество валов, передач, высокий к.п.д., низкий уровень шума. Конструкция коробок должна быть технологичной, надежной в эксплуатации, удобной в ремонте и обслуживании. Наиболее простыми по конструкции обычно бывают коробки передач с так называемой множительной структурой. Они состоят из элементарных двухваловых механизмов, последовательно соединенных между собой.

Предложенные методики расчета не являются исчерпывающими, в них излагаются лишь вопросы выбора и обоснования технической характеристики станка, кинематического и силового расчетов привода главного движения.

Кинематическая схема станка разрабатывается подробно, с учетом параметров движений и размеров.



СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Швецов И.В. Оборудование машиностроительного производства (металлорежущие станки): Учебное пособие / НовГУ. - Великий Новгород. 2002. - 85 с.

Тарзиманов Г.А. Проектирование металлорежущих станков. М.: Машиностроение, 1972.

Воронов А.Л. и Гребенкин И.А. Коробки передач металлорежущих станков. М.: Машиностроение, 1964.

Андреева Р.А. Методические разработки по обоснованию технических характеристик металлорежущих станков. Куйбышев, 1969.

Размещено на Allbest.ru

...