Разработка конструкции специального вертикально-фрезерного обрабатывающего центра С04

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Разработка конструкции специального вертикально-фрезерного обрабатывающего центра С04

Введение

станок прототип сверление

Основой индустриальной экономики страны является машиностроение, создающее орудия производства для всех отраслей промышленности.

Одной из главных задач машиностроения является коренная реконструкция и опережающий рост таких отраслей, как станкостроение, приборостроение, электротехническая и электронная промышленность, производство вычислительной техники, что позволит России набрать темпы для приближения к мировому уровню экономики. Машиностроительная промышленность отличается широким развитием межотраслевых и внутриотраслевых связей, основанных в значительной мере на производственном кооперировании.

На долю машиностроения приходится более 1/3 объемов производства товарной продукции промышленности России, около 2/5 - мышленно - производственного персонала и почти 1/4 основных промышленных производственных фондов.

Ассортимент выпускаемой продукции российского машиностроения отличается большим разнообразием, что обусловливает глубокую дифференциацию его отраслей и существенно влияет на размещение производства отдельных видов продукции.

В России машиностроение принадлежит к числу наиболее распространенных в территориальном отношении отраслей промышленности. Однако в одних районах оно имеет профилирующее значение, а в других его функции ограничены главным образом удовлетворением внутренних потребностей.

По характеру технологического процесса многие отрасли машиностроения тяготеют к районам высокой технической культуры. В то же время эти районы обычно являются довольно емкими потребителями готовой продукции.

Совпадение источников сырья с местами потребления готовой продукции представляет собой оптимальный вариант размещения машиностроительных предприятий. В этом случае значительно сокращаются транспортные расходы по перевозке металла, машин и оборудования, возникают условия для установления связей между машиностроением и черной металлургией. Машиностроительные заводы освобождаются от некоторых операций, в большей мере свойственных металлургии, а металлургические заводы получают возможность использовать отходы машиностроения и специализироваться в соответствии с его потребностями.

При территориальной разобщенности сырьевых баз и основных потребителей машин и оборудования районы потребления имеют преимущества. Дело в том, что в машиностроении расход сырья на 1 т готовой продукции составляет в среднем 1,3 - 1,5 т, между тем как затраты на транспортировку любой машины намного выше, чем затраты на транспортировку металла, который был использован для ее производства. Поэтому даже металлоемкие производства, дающие малотранспортабельную продукцию, часто тяготеют к районам потребления. В данной работе разрабатывается конструкция вертикального фрезерного обрабатывающего центра для операции сверления отверстия в детали, изготавливаемой из материала Ст. 5.

Целью РГР является разработка конструкции специального вертикально-фрезерного обрабатывающего центра.

Задача - чтобы проектируемый станок удовлетворял всем требованиям по технологической, технической части, виброактивности, технике безопасности.

1. Патентно-лицензионный обзор

Производится патентно - лицензионный обзор на усовершенствование существующих станков. Проводится системный анализ выпускаемых станков и выбор прототипа станка. Определяется класс точности станка, и рассчитывается режим сверления отверстия. Порядок проведения исследований ГОСТ 15.011 - 82 (см. табл. 1)

Таблица 1. Патентно - лицензионный обзор

Виды работ по патентным исследованиям

Формирование плана исследования

Н и Р

Разработка объекта

Серийное производства

Прогноз развития техники перспективы планирования

Обоснование заявки на разработку техники планирования

Разработка ТЗ

Выбор направлений НиР

Теор. и эксперимент. НиР

Обобщение и оценка результатов НиР

Разработка ТЗ

Разработка проектной документации

Разработка рабочей документации и испытании опытных образцов

Постановка на производство

Аттестация продукции

Экспорт, продажа лицензий

Снять с производства

1. Исследование технического уровня, обоснование техуровня.

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

2. Анализ научно-технической деятельности ведущих фирм

+

+

+

+

+

+

+

3. Анализ тенденций развития вида техники

+

+

+

+

+

+

4. Анализ патентно-лицензионной деятельности фирм мира на рынке

5. Технико-экономический анализ изобретений

6. Исследование новизны разработанного объекта

+

7. Обоснование правовой защиты, продажи лицензий

+

+

+

Для патентно-лицензионного используем базу Роспатента.

Известен патент RU 2209133 С2, Авторы: Черняев В.Н., Головаш А.Н. Патентообладатель: Государственное унитарное предприятие МПС РФ Центр внедрения новой техники и технологий «Транспорт»

Вертикально-фрезерный станок

Изобретение относится к деревообрабатывающей промышленности и может быть использовано для обработки внутренних кромок оконных рам железнодорожных пассажирских вагонов. Станок содержит захваты заготовки, суппорт, установленный на направляющих станины, шпиндельную головку, сочлененную с первым приводом, сменный фасонный копир с эквидистантными направляющими поверхностями, ролики и второй привод. Станок позволяет получить гладкую поверхность обработки, точность и эстетичность переходов от одного к другому сочленяемым брускам рамных изделий, что проявляется при изготовлении фасонных рам окон, витрин или картин.

Рисунок 1.1. - Фрезерный станок

Патент RU 18967 U1. Авторы: Чураков Б.А., Омельянович Р.М.

Патентообладатель: Государственное производственное объединение «Воткинский завод»

Станок фрезерный консольный вертикальный

Станок фрезерный консольный вертикальный, включающий коробку подач, содержащую механизм передачи вращения от привода через зубчатые колеса на ходовые винты исполнительных механизмов, отличающийся тем, что механизм передачи вращения выполнен с возможностью переключения подач «на ходу» и представляет собой две пары зубчатых колес, постоянно находящихся в зацеплении и взаимодействующих с парой выходных зубчатых колес.

Рисунок 1.2 - Фрезерный консольный вертикальный станок

Патент RU 89437 U1. Авторы: Черепанов Герман Константинович (RU), Симоненко Владимир Савельевич (RU), Синяева Людмила Петровна (RU), Феофилактов Петр Прохорович (RU)

Патентообладатель: ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ УНИТАРНОЕ ПРЕДПРИЯТИЕ «ВОТКИНСКИЙ ЗАВОД» (RU)

Станок вертикально-фрезерный консольный

Станок вертикально-фрезерный консольный, содержащий станину, коробку скоростей, поворотную шпиндельную головку, стол-салазки, консоль, коробку подач, электрооборудование, коробку переключений, устройство электромеханического зажима инструмента, органы управления, ограждение зоны резания, отличающийся тем, что ограждение зоны резания выполнено в виде модуля полукабинного типа, состоящего из передней части с дверками и двух боковин - правой и левой, при этом на дверках и боковинах выполнены окна для обзора зоны резания, каждая дверка снабжена ручкой для их перемещения и защелкой для фиксации дверки, при этом ограждение зоны резания установлено непосредственно на столе-салазках с возможностью перемещения дверок по его направляющим посредством роликов, причем станок вертикально-фрезерный консольный снабжен устройством блокировки включения шпинделя и работы станка при открытии дверок ограждения и включает в себя планки, установленные на дверках, взаимодействующие с микровыключателями, установленными на правой и левой боковинах ограждения.

Рисунок 1.3. - вертикально-фрезерный консольный станок

Патент RU 59464 U1. Соколов Сергей Алексеевич (RU)

Патентообладатель Общество с ограниченной ответственностью «Инструментальная компания ЭНКОР» (RU)

Фрезерный металлообрабатывающий станок

Фрезерный металлообрабатывающий станок, содержащий станину, на которой установлен с возможностью перемещения стол, стойку с вертикальными направляющими пазами и шпиндельную бабку со шпинделем для установки режущего инструмента, отличающийся тем, что станок снабжен блоком привода шпинделя, жестко скрепленным со шпиндельной бабкой, на корпусе которого смонтирован электродвигатель, а в вертикальных пазах стойки установлена промежуточная подвижная планка, на которой неподвижно закреплена шпиндельная бабка, причем станок снабжен системой управления режимом вращения шпинделя и защитным экраном.

Рисунок 1.4. - Вертикально-фрезерный станок

Патент RU 27512 U1. Авторы: Горбуленко М.И., Коряк В.В., Кульбацкий Е.Б.

Патентообладатель Кульбацкий Евгений Борисович

Многошпиндельный фрезерный станок

Многошпиндельный фрезерный станок, содержащий основание, портал, жестко закрепленный на основании, координатный стол, установленный на основании, электрошпиндели с рабочим инструментом, установленные на портале, систему числового программного управления перемещением координатного стола по двум взаимно-перпендикулярным координатам в горизонтальной плоскости и вертикальным перемещением электрошпинделей, систему удаления стружки, состоящую из стружкоудаляющего устройства, трубопроводов и коллектора, отличающийся тем, что на рабочей поверхности координатного стола установлен вакуумный стол с двумя независимыми вакуумными полостями, соединенными вакуумными трубопроводами с вакуумным насосом, при этом вакуумные трубопроводы снабжены запорными устройствами, и трубопроводы системы удаления стружки также снабжены запорными устройствами.

Рис. 1.5 - Многошпиндельный фрезерный станок

2. Системный анализ станков и прототипа станка

Для анализа и выбора прототипа берем вертикально - фрезерные обрабатывающие центры. Производим оценку обрабатывающих центров по выбранным параметрам (см. табл. 2).

Таблица 2. Системный анализ аналогов

Параметры	ВМ127М	EMCO Group - серия EMCOMILL	V - 650	Прототип VC450	SV 65	ВМ127М
Размеры рабочей поверхности стола, мм (ширина х длина)	400х1600	700x520	770x450	770x450	800x510	400х1600
Наибольшее перемещение стола, мм: продольное X поперечное Y вертикальное Z	1000 320 400	600 500 500	650 410 500	450 400 400	650 560 560	1010 300 400
Расстояние от поверхности стола до торца шпинделя, мм	420	100 - 600	125 - 625	-	100 - 660	30 - 200
Скорость рабочей подачи, мм/мин	40…2000	10000			10000	25 - 1250
Скорость установочных перемещений по осям Х, Y, Z, м/мин	3/3/3	24	24/24/28	36/36/36	20/20/20	50/50/50
Число скоростей шпинделя						18
Частота вращения шпинделя, об/мин	-	50 - 10000	10000	15000	60 - 8000
Число подач стола
Подача стола, мм/мин
Наибольшая нагрузка на стол, кг	200	500	300	200	600	800
Емкость инструментального магазина, шт.	11	20	16 (24)	24	20/20 (24)
Мощность электродвигателя привода главного движения, кВт		5,5/3,7	7,5/11	5,5/7.5	5,5/7,5	11/2,1
Габаритные размеры, мм: длина х ширина х высота	2680х2260х2500	2040х2445х2320	2850x1900x2610	1800х1700х2317	2600x2200x 2650	2500х2260х2500
Масса (без выносного оборудования),	4250	4000	4200	2950	4500	4200

Станки серии ВМ127М

Это высокое европейское качество и современные технологии.

Оснащенные системой автоматической смены инструмента с магазином барабанного типа на 20 инструментов, главным шпинделем мощностью 13 кВт и максимальной частотой вращения шпинделя 10 000 об/мин*, ЧПУ Siemens или Fanuc с программным обеспечением Job Shop, системой диалогового программирования Shop Mill или Manual Guide станки EMCOMILL E350 - E1200 обеспечивают высокую производительность и точность механической обработки.

Особенности:

Универсальный фрезерный станок с позиционной системой управления Heidenhain TNC124 с управлением по трем осям (X, Y, Z) с серводвигателями и шариковинтовыми парами в механизме подач.

Вертикально-фрезерный станок V - 650

Вертикально-фрезерный станок - фрезерный станок типа V с вертикальным расположением шпинделя.

Для выполнения большей части фрезерных работ используются именно такие станки. С их помощью производятся самые распространенные работы: сверление, зенкерование, вытачивание отверстий на металлических деталях. Подобный станок также позволяет работать с пластмассой и сплавами металлов, как для серийного, так и для единичного производства.

Кроме того, часто они дополняются такими элементами, благодаря которым значительно расширяется область их применения.

Вертикально-фрезерный станок в этом случае приобретает большие технические возможности. Оборудование данного типа также используется для обработки вертикальных и горизонтальных плоскостей, спиральных деталей, пазов, рамок, зубчатых колес, штампов и других деталей. Даже сталь и чугун с легкостью поддаются обработке на вертикально-фрезерном станке.

Вертикально-фрезерный станок имеет ручное, автоматизированное или управление с системой ЧПУ. В таком станке главное движение задает фреза, а заготовка вращается по мере необходимости интенсивности ее обработки. Движение заготовки, закрепленной на столе, может быть криволинейным и прямолинейным, оно и называется фрезерованием. Станок получил свое название из-за вертикально расположенного шпинделя, который в некоторых моделях может смещаться вдоль своей оси и оборачиваться вокруг горизонтальной оси. При этом значительно возрастают его технические характеристики.

Для обработки особо крупных деталей предназначен вертикально-фрезерный станок без консолей. Также они незаменимы для обработки вертикальных и наклонных поверхностей. Ввиду отсутствия консоли, вертикально-фрезерный станок перемещается при помощи салазок и станины, которая установлена на фундамент. Такая конструкция обеспечивает ему особую прочность и надежность с более точной обработкой любых деталей.

Вертикальный обрабатывающий центр SV65

Основные компоненты станины изготавливаются из высококачественного чугуна - механита (FC-30), проходят термическую обработку и искусственное старение (снятие внутренних напряжений).

Направляющие скольжения по 3-м осям, коробчатого типа. Поверхность направляющих упрочняется по HRC55 на глубину 2 мм.

Диаметр ШВП 36 мм на станках SV65

Установка шпинделя на высокоточных подшипниках класса P4 обеспечивает высокую частоту вращения.

Все шпинделя картриджного типа «Плавающая» система крепления инструмента предотвращает нагрузку на подшипники шпинделя, что обеспечивает стабильный зажим / разжим инструмента и долгий срок службы шпинделя.

Встроенная система масляного охлаждения шпинделя предотвращает тепловые расширения шпинделя что так же гарантирует точность обработки.

Автоматическая смена инструмента манипуляторного типа

24-х позиционная система ATC управляется посредством электромотора, отличается скоростной сменой инструмента в произвольном порядке.

Прокачка СОЖ через шпиндель с использованием специального инструмента позволяет лучше отводить тепло при обработке глухих отверстий и избежать перегрева инструмента и заготовки. Поставляется в комплекте с системой фильтрации.

Вертикально фрезерный станок ВМ127М

Станок является аналогом станков 6Р13, 6Т13, FSS450R и предназначен для фрезерования всевозможных деталей из стали, чугуна и цветных металлов и сплавов торцевыми, концевыми, цилиндрическими, радиусными и другими фрезами.

На станке ВМ127М можно обрабатывать вертикальные, горизонтальные и наклонные плоскости, пазы, углы, рамки и т.д.

Мощный привод главного движения и тщательно подобранные передаточные отношения обеспечивают оптимальные режимы обработки при различных условиях резания и полное использование возможностей режущего инструмента.

Техническая характеристика и жесткость станка позволяет полностью использовать возможности быстрорежущего и твердосплавного инструмента.

Простота обслуживания и быстрая переналадка приспособлений и инструмента представляют значительные удобства при использовании станка в мелкосерийном производстве.

Прямоугольные направляющие консоли, пришедшие на смену направляющим типа «ласточкин хвост», увеличили жесткость конструкции станка и позволили увеличить масса обрабатываемых деталей до 800 кг.

Автоматическая система смазки узлов обеспечивает неприхотливость и надежность станка в самых жестких условиях эксплуатации.

Станок ВМ127М комплектуется устройством цифровой индикации перемещения стола.

Станок ВМ127М сертифицирован на соответствие требованиям ГОСТ 12.2.009, ГОСТ Р МЭК 60204-1-99. ТУ3-178М-89

Климатические условия УХЛ4 ГОСТ 15150-69.

3. Описание станка прототипа

За прототип станка принимаем VC450 потому, что его значения рабочей поверхности стола более близкое к разрабатываемому станку.

Рис. 2 Вертикальный обрабатывающий центр VC450

Высокоскоростной вертикальный обрабатывающий центр SPINNER VC450 предназначен для обработки заготовок с массой до 200 кг. В производственном помещении занимает площадь чудь более 3 м². Шпинделя с оборотами 15 000 об/мин или 40 000 об/мин (опция) позволяют производить высокоскоростную обработку заготовок из цветных металлов и чугуна, изготовления прессформ. Серводвигатель шпинделя соединен со шпинделем без использования зубчатого ремня, что позволяет достигать высоких оборотов вращения и снизить уровень шума. Увеличенный диаметр ШВП, подшипники в опорах по схеме 3+2 и жесткие направляющие качения позволяют выполнять высокоскоростную обработку с различной величиной съема обрабатываемого материала. Магазин инструментов с манипулятором обладает большей емкостью инструмента (24 в стандартной комплектации) позволяет быстро сменить инструмент с минимальным временем «от стружки до стружки». Система охлаждения шпинделя - позволяет эффективно отводить тепло, образующееся при вращении на высоких оборотах. Существенно продлевает ресурс работы шпинделя.

Стружкосборник пластинчатого типа позволяет выводить стружку из зоны резания. Система централизованной импульсной смазки направляющих и гаек ШВП с индикацией уровня масла позволяет настраивать цикл смазки в зависимости от конкретной технологии обработки. Возможность установки нужной пользователю системы ЧПУ, сервомодулей и сервоприводов уменьшает разнообразие систем управления на производстве и облегчает наладку, диагностику и обслуживание.

Системы измерения заготовки и привязки инструмента от лидеров рынка Renishaw или Blum-novotest помогут автоматизировать процесс измерения длины и диаметра инструмента, контролировать износ инструмента и качество обработанной детали.

Жесткая литая станина из серого чугуна с неподвижной вертикальной колонной

Высокоточные Х-образные направляющие качения с оптимизацией нагрузок для высоких скоростей перемещений и ускорений

Высокооборотный шпиндель с «прямым приводом» - 15 000 об/мин

Мотор-шпиндель с конусом HSK40 и скоростью вращения 40 000 об/мин - опция. Идеально реализует возможности высокоскоростного фрезерования при изготовлении пресс-форм

Технические характеристики высокоскоростного вертикального обрабатывающего центра Spinner VC450

Характеристика	VC450
Размер стола (Д х Ш), мм	770 x 450
Ширина и количество Т-образных пазов, мм х шт.	16х4x100
Наибольшая нагрузка на стол, кг	200
Расстояние от оси шпинделя до направляющих колонны, мм
Расстояние от торца шпинделя до поверхности рабочего стола, мм
Оси
X/Y/Z Перемещение, мм	450/ 400/ 400
X/Y/Z тип направляющих	качения
X/Y/Z Скорость быстрых перемещений, м/мин	36/ 36/ 36
Скорость рабочей подачи, мм/мин
X/Y/Z Наибольший момент на электродвигателях приводов, Нм
Точность позиционирования, мкм	8
Повторяемость позиционирования, мкм	4
ШВП диаметр/шаг, мм
Шпиндельная бабка
Мощность электродвигателя главного привода, кВт	С - 3,7/6, Ф - 5,5/7.5, H-5/7,5 (15 - опция)
Вращающий момент на шпинделе, Нм	С-24/34, Ф-35/47, H-29/43,5
Диапазон частот вращения шпинделя, об/мин	15.000 (40.000 - опция)
Хвостовик инструмента	SK40
Конус шпинделя (7:24)	SK40 (BT40, HSK40, HSK63 - опция)
Емкость магазина инструмента, шт.	24
Максимальная диаметр / длина сменного инструмента, мм	75 (80)/ 300
Макс. масса инструмента, кг	8
Время смены инструмента, сек	4
Система ЧПУ	Siemens / Fanuc / Heidenhain
Система измерения вылета инструмента (опция)
Система привязки заготовки, измерения детали (опция)
Требуемое давление воздуха, МПа	0.6
Емкость бака СОЖ, л
Потребляемая мощность станка, кВА	40
Габаритные размеры (Д х Ш х В), мм	1800х1700х2750
Масса нетто, кг	2.950
Примечание	С - Сименс, Ф - фанук, H - Heidenhain

Варианты комплектации вертикально обрабатывающего центра VC450

Базовая комплектация	Опции
- высокоскоростная двурычажная система смены инструмента на 24 позиции	- система отсоса графитовой пыли
- стружечный конвейер	- устройство для измерения инструмента вне станка
- абсолютные энкодеры	- датчики для измерения инструмента и детали
- бак с насосом для подачи СОЖ в рабочую зону	- подача СОЖ через шпиндель
- болты с шайбами для выравнивания станка и гашения вибраций	- оптические линейки по осям X/Y/Z
- ограждение рабочей зоны и рабочая лампа	- скорость шпинделя 40.000 об/мин с конусом HSK40
- самые современные приводы от лидеров рынка - Siemens, Heidenhain или Fanuc	- конус шпинделя BT40, HSK63 вместо SK40
- система ЧПУ - Siemens 840D SolutionLine, Heidenhain TNC 620 + HSCI или Fanuc 0iMD	- опции системы ЧПУ (русский язык, контроль износа инструмента, 5-ти осевая обработка и т.д.)

4. Компоновка, конструктивные проработки

Все главные компоненты (база, колонна, седло и шпиндельная бабка) изготовлены из мелкозернистого серого чугуна, усилены ребрами жесткости для обеспечения антивибрационной устойчивости и предотвращения деформирования во время жестких режимов резания (рис. 3).

Рис. 3 - вертикально-фрезерный станок VC450

Конструкция интегрированных направляющих коробчатого типа: Широкие закаленные и шлифованные коробчатые направляющие с турситовыми поверхностями, снабженные системой автоматической смазки (посредством дозированного впрыска), обеспечивают жесткое и низкофрикционное сопряжение поверхностей.

Компоновкой является составление целого механизма из множества узлов для координации движений, формообразования и контроля. Компоновки МРС бывают: горизонтальная, вертикальная, комбинированная.

Существует единая система координат по ISO 841 - 74, в которой ось Z - ось вращения инструмента, ось Х - всегда горизонтальная, ось Y - взаимосвязана с X и Z.

Базовая компоновка выбрана на основе конструкторского опыта как наиболее рациональная для данного типа МРС, и определяется в основном компоновкой прототипа.

Координатную компоновку разрабатываемого станка можно записать следующей структурной формулой: YXOZB. Т.е. стол, несущий заготовку перемещается в двух взаимно перпендикулярных горизонтальных плоскостях (X и Y); шпиндельный узел с приводом перемещается в вертикальной плоскости (Z); также имеет место вращательное движение инструмента (главное движение резания) вокруг оси Z - (B).

Конструкционная компоновка выполнена с учетом обеспечения легкости доступа к органам управления станка. Компоновка шпиндельного узла - вертикальная, поскольку выполняется вертикальное сверление отверстий. Размеры рабочей поверхности стола обусловлены габаритами целевых деталей.

5. Определение класса точности станка

Требуемый класс точности МРC для обработки детали заданной точности принимаем на основании расчета

На рис. 4 показываем эскиз обработки отверстия в детали.

Принимаем посадку отверстия - Н12 (^+0,210), обработку (Ra 12,5), длина детали l = 10 мм

Рис. 4 Схема обработки

Рассчитываем параметр R по данным чертежа детали (рис. 4)

где Rа - шероховатость обрабатываемой детали, Rа = 6,3;

Т_D - допуск на размер Ш16Н12

Т_D = ES - EI = 0,210 - 0 = 0,210 мм = 210 мкм

По таблице матрицы транзитивности сравниваем R_расч. с табличным значением R (R = 0,025)

Принимаем точность станка - П

Определяем значение радиального биения для шпинделя



где А = 0,36 - принимаем по матрицы транзитивности

6. Расчет режима сверления

Дано:

отверстие - Ш16 Н12 (^+0,210),

материал - Ст. 5, предел прочности у_В = 420МПа; Твердость по Брюнелю НВ = 163Мпа принимаем - глубина сверления l = 10 мм

Ст. 5 - сталь конструкционная углеродистая качественная

Химический состав в% материала Ст. 5

C	Si	Mn	Fe	S	P
0.28 - 0.37	0.05 - 0.15	0.5 - 0.8	98	до 0.05	до 0.04

Применение Ст5 - применяют в изготовлении болтов, гайки, тяги, трубные решетки, клинья, рычаги, упоры, штыри, стержни, пальцы и т.д.

Выбираем сверло и устанавливаем значение его геометрических параметров

Принимаем сверло спиральное диаметром В = 16 мм с режущей частью из быстрорежущей стали марки Р18 для обработки конструкционной стали по ГОСТ 10903 - 77.

Геометрические параметры [1, табл. 43]:

Форма заточки - нормальная с подточкой поперечной кромки НП

2ц = 118⁰,

ш = 40 ч60⁰, принимаем ш = 55⁰;

б = 11⁰;

щ = 24 ч 32⁰, для конструкционных сталей принимаем щ = 30⁰

Назначаем режим резания

Глубина резания, по [1, стр. 276]:

Подача для сверления стали с НВ 160 - 240МПа и диаметр сверла D = 16 мм - 0,38 - 0,43 мм/об, принимаем s₀ = 0,4 мм/об, вводим поправочный коэффициент на глубину отверстия К_ls = 0,9 при l ? 5D

s = 0,4·0,9 = 0,36 мм/об

Назначаем период стойкости сверла.

Для сверла диаметром D = 16 мм при обработке конструкционной стали сверлом из быстрорежущей стали принимаем период стойкости по [1, табл. 30] Т = 50 мин

Допустимый износ сверла h₃ = 0,4 ч 0,8

Определяем скорость резания

где значения коэффициентов и показателей степени выбираем по [1, табл. 28]

C_v = 9,8, q = 0,4, m = 0,2, y = 0,5

К_v - коэффициент на обрабатываемый материал

где К_мv - коэффициент на обрабатываемый материал, по [1, табл. 1, стр. 261]



K_г = 1,0, n_v = 0,9 [1, табл. 2, стр. 262];

К_иv = 1,0 [1, табл. 6, стр. 263];

К_lv = 0,85 [1, табл. 31, стр. 280]

Частота вращения шпинделя, соответствующая найденной скорости

Крутящий момент от сил сопротивления резанию при сверлении

где значения коэффициентов и показателей степени выбираем по [1, табл. 32]

C_M = 0,0345, q = 2,0, y = 0,8;

K_p = K_МР [1, табл. 9, стр. 264]

Мощность, затрачиваемая на сверление

7. Выбор электродвигателя

Рассчитываем приведенную мощность сверления и выбираем марку двигателя переменного тока с синхронной частотой п_синхр. = 1500 об/мин

где з = 0,8 - КПД двигателя (принимаем по [6]

Выбираем Общепромышленный асинхронный электродвигатель АИР 100S4, мощность 3,0 кВт, асинхронная частота п_{асинхр.} = 1410 об/мин

- на одинарное напряжение 380В (три клеммы в коробке выводов) или двойное напряжение 220/380В (шесть клемм).

- климатическое исполнение и категория размещения У3 или У2. (Подробнее о климатическом исполнении и категории размещения смотрите ГОСТ15150)

Изготовление электродвигателей с повышенным скольжением, двумя концами вала и другие спец. исполнения, производится под заказ.

Монтажное исполнение двигателей:

- на лапах (IM 1081, 1011, 1001)

- фланцевый (IM 3081, 3011, 3001) или фланцевый недоступный с обратной стороны, так называемый малый фланец (IM 3681)

- комбинированный, лапы+фланец (IM 2081, 2011, 2001).

Подробнее о способах монтажа и конструктивных обозначениях электродвигателей смотрите ГОСТ2479.

Класс нагревостойкости F (160⁰) ГОСТ 8865 - 98

Коэффициент скольжения S = 0,05

КПД - 87%

Степень защиты - IP 54 ГОСТ 14254 - 99

ПВ25% - продолжительность включения

Технические характеристики электродвигателя АИР 100S4

Электродвигатель	Мощность	Об/мин.	Ток при 380В, А	KПД, %	Kоэф. мощн.	Iп/ Iн	Мп / Мн	Мmax/Мн	Момент инерции, кгм2	Масса, кг
АИР100S4	3 кВт	1410	7,3	82	0,82	7	2,0	2,2	0,0100	34

Габаритно-присоединительные размеры электродвигателей исполнения IM 3681

Эл-двигатель

Фланец

l30

d24

l1

d1

d20

d22

d25

l21

l20

h5

b1

d30

ГОСТ

DIN

АИР 100 S2, S4

FT130

C160

376

160

60

28

130

M8

110

14

3,5

31

8

175

FT165

C200

200

165

M10

130

3,5

Библиографический список

1. Справочник технолога - машиностроителя. Том 2 Под редакцией А.Г. Косиловой, Р.К. Мещерякова Москва «Машиностроение» 1986

2. Н.А. Нефедов, К.А. Осипов Сборник задач и примеров по резанию металлов и режущему инструменту. Москва «Машиностроение» 1984

3. Общемашиностроительные нормативы режимов резания для технического нормирования работ на металлорежущих станках. Часть. 1. Приложения «Машиностроение

4. Общемашиностроительные нормативы режимов резания. Справочник Том 2 / А.Д. Локтев, И.Ф. Гущев и др. М.: Машиностроение, 1991

5. Аршинов В.А., Алексеев, Г.А. Резание металлов и режущий инструмент М.: Машиностроение, 1976

6. Филиппов Ю.А., Раменская Е.В., Ручкин Л.В., Скрипка А.В. Металлорежущие станки. Технология оценки качества проектируемых станков. Красноярск 2009

Размещено на Allbest.ru

...