Согласно кинематической схеме передаточное число зубчатой передачи привода вальцов автоподатчика Uзп есть произведение передаточных чисел: червячной пары червяк 4 - червячное колесо 5 (Uч.п), пар зубчатых колёс 6 и 7 (Uзп1), 8 и 9 (Uзп2):

Uзп= Uч.п Uзп1 Uзп2 .

Выражая множители уравнения (3.8) через отношения соответствующих чисел зубьев, получим выражение:

Uзп= ,

где z4, z5, z6, z7, z8, z9 - числа зубьев соответственно 4, 5, 6, 7, 8, 9 зубчатого колеса, z4 =2, z5 =32, z6 =30, z7 =35, z8 = 24, z9 =27,

Uзп= .

Определяем наименьшее передаточное число механизма привода подающих вальцов:

Uмин = Uв мин Uзп

Uмин = 0.2870.0476 = 0.0137

Определяем наибольшее передаточное число механизма привода:

Uмах = Uв мах Uзп

Uмах = 1.020.0476 = 0.048

Наименьшая частота вращения подающих вальцов автоподатчика:

nмин=nдв2 Uмин ,

где nдв2 - частота вращения вала электродвигателя автоподатчика, nдв2 = 1500 мин-1,

nмин=15000.0137 = 20.6 мин-1

Наибольшая частота вращения подающих вальцов автоподатчика:

nмах=nдв2 Uмах,

nмах=1500 0.048= 72 мин-1 .

Наименьшая скорость подачи вальцового автоподатчика:

Vsмин=,

где dв - диаметр подающего вальца, dв =125 мм,

Vsмин= м/мин.

Vsмах=,

Vsмах= м/мин.

Как видно, диапазон скоростей подач, обеспечиваемый автоподатчиком 8...25м/мин соответствует интервалу, заявленному в технической характеристике. Некоторая неточность обусловлена погрешностью расчёта при округлении множителей.

3.2 Расчет полезной мощности механизма резания и подачи, исходя из технической характеристики привода станка

Полезная мощность механизма резания:

,

где мощность электродвигателя привода шпинделя 4.7 / 5.5кВт, - КПД привода механизма резания.

кВт

Построим ручьевую диаграмму, характеризующую величину потерь мощности в приводе главного движения (резания) данного станка:

Рис.3.1. Ручьевая диаграмма механизма резания.

Мощность на резание:

P рез =5.50.94 = 5.2 кВт;

P I = P рез=5.2 кВт;

P I = кВт;

P 2= PII - P I = 5.5 - 5.2= 0.3 кВт.

Полезная мощность механизма подачи:

,

где мощность электродвигателя привода механизма подачи 0,55 кВт; ?общ - КПД привода механизма подачи.

=0,55-0,39 = 0,21 кВт

?вар ?пп ?чп ?пп ?зп ?пп ?зп ?пп ?зп ?пп = ?вар ?чп ?3зп ?5пп = 0.7382

P под= 0.55 0.7832 = 0.43 кВт;

Построим ручьевую диаграмму, характеризующую величину потерь мощности в приводе подачи данного станка см.рис.3.2: нумерация КПД по передачам производится от подающего приводного вальца.

Рис.3.2. Ручьевая диаграмма механизма подачи.

Расчет:

P I= P пп=0.43 кВт;

P II= кВт; P2 =PII - PI =0.03 кВт;

P III= кВт; P3 =PIII - PII =0.03 кВт

P IV= кВт; P4 =PIV - PIII =0.02 кВт;

P V= кВт; P5 =PV - PIV =0.02 кВт;

P VI= кВт; P6 =PVI - PV =0.02 кВт;

3.3 Расчет и анализ предельных режимов обработки: использование полной полезной мощности; получения установленного качества обработанной поверхности; производительности инструмента; устойчивости работы инструмента

Определим среднюю высоту снимаемого припуска. Для криволинейных профилей она определяется как отношение площади поперечного сечения срезаемого слоя к ширине профиля.

Площадь поперечного сечения профиля:

S=706.5 мм2,

Средняя высота припуска

h=мм

Определим предельную скорость подачи заготовки из условия допустимой подачи на один резец. Расчет производим по методике А.Л. Бершадского на основании следующих данных: частота вращения шпинделя - n = 4500 мин-1, диаметр D=140 мм, скорость резания

V=м/с,

ширина фрезерования - b=30 мм, глубина фрезерования - h = 23.5 мм , количество зубьев z=4, шаг между резцами t=мм, начальный радиус затупления ?0=5 мкм , порода древесины - ель, влажность W= 30%, полезная мощность механизма резания кВт.

Подачу на резец (на один нож) определяем по формуле:

Uz=, мм;

Определяем величины, которые входят в формулу.

Средняя окружная сила резания:

Fк=;

Fк=Н.

Fзуб=;

;

- длина дуги контакта;

=;

Fзуб= H;

Фиктивная удельная сила резания по задней поверхности ножа для сосны (взял параметры сосны на основе данных Бершадского, т.к. про ель информации не нашел):

p = 1.6 + 0,036? . Н/мм;

где ? - угол перерезания волокон; ? = 24.2°;

p = 1.6 + 0,03624.2=2,5 Н/мм;

Фиктивное среднее удельное давление резания для сосны:

k = (0.2+0.004?)?+(0.07+0.0015?)V-(5.5+0.17?), Н/мм2,

k= (0.2+0.00424.2)70+(0.07+0.001524.2)(90-33)-(5.5+0.1724.2)=17.5, Н/мм2

Согласно ГОСТ 7016 выбираем наибольший допустимый параметр шероховатости, т.к. в задании шероховатость не указана, взял на свое усмотрение, для класса шероховатости поверхности ?д9 (Rz макс=16-30 мкм=0.016 - 0,03 мм. По приложению 7 и 2 [1]), и выбрал предельный радиус затупления резца при обработке фрезерованием древесины хвойных пород, ? = 10 мкм. Начальный радиус затупления: ?0=5 мкм;

Определяем приращение радиуса затупления по формуле:

Найдем коэффициент затупления ножа:

???=1+,

???=1+;

Определим подачу на резец:

Uz=, мм;

Uz=, мм

По приложению 6 [1] для класса шероховатости поверхности д9 (Rz max =16-30 мкм) и диаметра фрезы 140 мм подача на резец определяется по формуле:

Uz==мм,

Скорость подачи, соответствующая классу шероховатости д9:

U= м/мин.

Режим обработки является скорость подачи равная 18.9 м/мин. Данная скорость подачи удовлетворяет технической характеристике станка и необходимому качеству выполнения операции.

3.4 Расчет фактических сил резания (составление расчетной схемы)

Определим подачу на резец, а также среднюю касательную силу резания при обработке со скоростью подачи U=18.9 м/мин.

Определим подачу на резец:

Uz=,

Uz= мм.

Определим среднюю касательную силу резания из формулы (3.20):

Fзуб=(a?pb+ Uzsin? kb);

Fk=;

Fзуб=(1.22.530+1.050.4117.530) =316 H, Fk= = 164.6 H;

Рис. 3.3. Схема сил при фрезеровании древесины

Сила резания по задней поверхности резца:

Fз=(a? - 0.8)pb = (1.2-0.8) 2.530=15.6 H;

Сила резания по передней поверхности резца:

Fп= Fk- Fз=164.6 - 15.6 = 149 H;

Радиальная сила:

FR= 0.5 Fз - Fп tg(90-?-?тр)=0.51.2215.6 - 149tg(90°-70°-15°)= -2.2 H;

Сопротивление подаче:

FQ= Fkcos? + FR sin?=164.6 cos 24.2°+(-2.2 )sin 24.2°=148.9 H; (3.33)

Сила нормальная к подаче:

Fs= Fkcos? - FR sin?=164.6cos 24.2°-(-2.2 )sin 24.2°=150.7 H. (3.34)

3.5 Построение графика скоростей подач для рассматриваемого оборудования

Расчет, произвожу по задаче из учебника Бершадского А.Л. [1]: стр.180, пример 3. Исходные данные: h=1; 2; 3; 4; 5; 6 мм, ширина обработки b=30 мм, частота вращения шпинделя 4500 мин-1 , угол резания ?=70°, число резцов n=4 шт, начальный радиус затупления ?0=5 мкм; T=120 мин, шероховатость поверхности ??д9 (Rz макс=16-30 мкм=0.016 - 0,03 мм. По приложению 7 и 2 [1]):

Таблица. 3.1.

Расчетные формулы	Размерность	Толщина фрезеруемой полугалтели R, мм
		5	10	15	20	25	30
h.ср.	мм	3.9	7.85	11.7	15.7	19.6	23.55
Fк=;	Н	136.4
;		0.16	0.23	0.29	0.33	0.37	0.41
?=?	град	9.2	13.3	16.8	19.2	21.7	24.2
=;	мм	24.4	34.1	40.34	47.57	53	57.43
p = 1.6 + 0,036?	Н/мм	1.93	2.07	2.20	2.29	2.38	2.47
k = (0.2+0.004?)?+(0.07+ 0.0015?)V-(5.5+0.17?)	Н/мм2	14.3	15.09	15.77	16.24	16.73	17.22
??==0.864	мкм	21.08	29.46	34.85	41.12	45.8	49.61
??=1+;	мм	1.84	2.17	2.39	2.57	2.83	2.98
Fзуб=;	H	615	440	372	315.4	283.1	261.2
UZ =;	мм	52.21	11.4	4.75	2	0.75	0.2

Рис.3.4.График скоростей подач

3.6 Расчет потребного количества дереворежущего и абразивного инструментов на год

Различают три вида исчисления потребности в режущем инструменте: годовую потребность; переходящий запас инструмента на складе предприятия; оперативный фонд инструмента в работе и заточке.

Годовой расходный фонд (в шт.), можно вычислить из количества и длительности работы основного технологического оборудования по формуле:

;

где Т - время работы инструмента в году, ч;

z=4 - число одинаковых инструментов в комплекте на один станок;

a=15 мм - величина допускаемого стачивания рабочей части режущего инструмента;

b=0.15 мм - величина уменьшения рабочей части инструмента за одну переточку;

а/b= 100 - возможное число переточек за срок службы инструмента;

t=10 ч - продолжительность работы инструмента между двумя переточками;

k=0.05 - коэффициент, учитывающий поломку и непредвиденные расходы инструмента.

Для определения длительности работы инструмента на планируемый период времени необходимо установить календарный фонд времени в соответствии с принятым режимом работы предприятия и учитывать время не только на технологические операции, но и на техническое обслуживание станка:

Т= l • m • Tсм • з ;

l= 258 - число рабочих дней в году,

m= 2 - число смен,

Tсм =12 ч - продолжительность смены,

з= 0.8 - коэффициент загрузки, тогда:

Т=258212 0,8=4953.6 ч;

В итоге получим:

=20.8? 21 шт;

Потребное число абразивных инструментов в год для заточки данного вида дереворежущего инструмента определяется по формуле:

;

где ba=0.015 шт.- расход абразивного инструмента на одну заточку (круги из карбида кремния белого КБ):

=31.286 ? 31 шт.

3.7 Выводы по разделу

В результате выполнения данной части работы были проанализированы и получены оптимальные скорости подачи заготовки, а также рассчитана требуемая мощность двигателей, как механизма резания, так и механизма подачи. В результате было получено: скорость подачи равная 18.9 м/ми, полезная мощность резания 4.5/5.2 кВт, полезная мощность подачи 0,21 кВт. При расчете потребного количества инструмента было установлено, что в год необходимо 21 фреза и 31 заточных кругов, чтобы обслужить один станок, который должен работать в одну смену по 12 часов.

4. ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ

В процессе выполнения курсовой работы был рассмотрен фрезерный инструмент, для которого были подобранны и обоснованы такие режимы фрезерования при эксплуатации фрез цельных, фасонных, которые будут обеспечивать наилучшие технико-экономические показатели. От качества, надёжности и работоспособности дереворежущих инструментов в значительной степени зависят качество и точность получаемых изделий в деревообработке.

В проекте был предложен также комплекс работ, обеспечивающих оптимальную эксплуатацию инструмента, повышение его работоспособности, а также прочностных и технологических параметров. процесс.

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Бершадский А.Л., Цветкова Н.И. «Резание древесины», Минск, 1975г.

2. Коротков В.И. «Деревообрабатывающие станки», Москва, 1991г.

3. Морозов В.Г. Справочник «Дереворежущий инструмент», Москва, 1988г.

4. Амалицкий В.В, Санёв В.И «Оборудование и инструмент деревообрабатывающих предприятий», Москва, 1975г.

5. Грубэ А.Э. «Дереворежущие инструменты». -М.: Лесная промышленость, 1971.

6. Грубе А.Э., Санев В.И. «Основы теории и расчета д/о станков машин и автоматических линий», Лесная промышленность, 1973г.

7. Соловьев А.А., Коротков В.И. «Наладка деревообрабатывающего оборудования», Москва, 1987г.

8. Маковский Н.В., Амалицкий В.В, Комаров Г.А., Кузнецов В.М. «Теория и конструкции деревообрабатывающих машин», Москва, 1990 г.

9. Кутуков Л.Г. «Конструкуции и расчет деревообрабатывающего оборудования», Москва, 1985г.

10. СТП БГТУ 002-2007. ПРОЕКТЫ (РАБОТЫ) КУРСОВЫЕ. Требования и порядок подготовки, представление к защите и защита. - Мн. БГТУ.2007

11. Гришкевич А.А. «Резание древесины и дереворежущий инструмент.Лабораторный практикум», Минск, БГТУ, 2009 г.

12. Глебов И.Т., Неустроев Д.В. , «Справочник по дереворежущему инструменту», Екатеринбург, УГЛТА, 2000 г.

13. Паспорт станка ФСА-1.

ПРИЛОЖЕНИЕ

Перечень графического материала

Функциональная схема станка ФСА-1

Станок фрезерный ФСА-1 Вид общий



Станок фрезерный ФСА-1 Вид общий

Кинематическая схема ФСА-

1

Фреза ДФ-08.00, цельная, затылированная, радиусная, для обработки полугалтелей.

D=140; d=32; B=35; R=30; Z=4; n=9000; сталь Х6ВФ

Размещено на Allbest.ru

...