Проект автоподатчика роликового для фуговального станка марки СФА – 4

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки РФ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

"Братский государственный университет"

Кафедра ВиПЛР

Курсовой проект

Тема: Проект автоподатчика роликового для фуговального станка марки СФА - 4

Выполнил:

Студент гр. ТДОз - 11

Оборудование отрасли

Аксютенков А.Н.

Проверил:

Кузнецов В.С.

Братск 2014



Содержание

Введение

1. Общая часть

1.1 Описание конструкции станка

1.2 Техническая характеристика станка

1.3 Характеристика режущего инструмента

1.4 Технологическая схема станка и ее описание

1.5 Обоснование проектирования

2. Расчетная часть

2.1 Выбор размеров режущего инструмента

2.2 Расчет скорости подачи

2.3 Расчет механизма резания

2.4 Расчет механизма подачи

2.5 Расчет производительности станка

Выводы по курсовому проекту

Список использованных источников



Введение

С древних времён человек пользуется изделиями из древесины, с развитием человечества совершенствуются и его способы изготовления изделий. Производство изделий из древесины развивалось от примитивных подделок, через столярное ремесло до современных автоматизированных производств, Изготовления сложных, высокохудожественных изделий с применением научно-обоснованных прогрессивных способов безотходной технологии комплексной переработки древесины.

Научно-технический прогресс оказал большое влияние на развитие деревообрабатывающей производительности, к которой относится и производство изделий из древесины. Коренным образом изменились объёмы, методы и средства производств. На производство возложена ответственная роль в решение основных задач, поставленных перед деревообрабатывающей промышленности. Важнейшими из них являются: повышение эффективности производства, улучшение качества изделий, экономия материальных и трудовых ресурсов, охрана окружающей среды.

Производственный процесс любой отрасли промышленности совершенствуется в результате активного воздействия на него не прерывного научно-технического прогресса данной отрасли. Это воздействие комплексное: она охватывает материалы, из которых производятся изделия, их конструкцию, технологический прогресс, организацию производства, оборудование. Изыскание новых более прогрессивных материалов, технологических изделий и более рациональных технологических процессов, вызывает необходимость замены в первую очередь действующего технологического оборудования на базе проектирования новых машин.

Проект новой машины должен основываться на перспективных идеях и решениях, обеспечивающих ей лучшие свойства.

Перед нами стоит задача модернизации имеющегося на производстве оборудования и проектирования нового с целью получения новых технологических возможностей станков, повышение производительности и изменениям других показателей.



1. Общая часть

1.1 Описание конструкции станка

Рис. 1. Общий вид станка марки СФ4-1.

1 - станина ; 2,8 - столы ; 3 - ограждение ; 4 - направляющая линейка ;

5 - ножевой вал ; 6 - фиксаторы крепления направляющей линейки ; 7- кронштейн ; 9 - шкала ; 10 - рукоятка настройки стола по высоте .

На станине 1 коробчатой формы смонтированы ножевой вал 5, передний 8 и задний 2 столы и направляющая линейка 4. Ножевой вал установлен на шарикоподшипниках и имеет привод от электродвигателя через клиноременную передачу. Электродвигатель расположен на подмоторной плите внутри станины. Для быстрой остановки ножевого вала имеется тормоз, действующий от электромагнита.

Для изменения толщины снимаемого слоя передний стол 8 можно перемещать по высоте относительно ножевого вала 5. Задний стол 2 предназначен для точного базирования обработанной поверхности детали. Его делают нерегулируемым, т. е. жестко прикрепленным к станине, или регулируемым по высоте. При наличии механизма регулировки облегчается настройка станка. Направляющая линейка 4 предназначена для точного бокового базирования заготовки. Она выполнена в виде узкой плиты и установлена на кронштейне 7. Ее можно наклонять к рабочей поверхности стола и перемещать по ширине станка. Рабочая зона ножевого вала закрыта веерным ограждением 3.

1.2 Техническая характеристика станка

Таблица. 1-Техническая характеристика фуговального станка СФ4-1

№ п/п	Наименование показателей	Числовые значения
1	Размеры обрабатываемого материала: Длина наименьшая, мм Ширина наибольшая, мм	400 400
2	Диаметр ножевого вала, мм	128
3	Наибольшая толщина срезаемого слоя, мм	6
4	Число механизмов резания, шт.	1
5	Частота вращения ножевого вала, мин-1	5100
6	Скорость подачи, м/мин.	ручная
7	Система подачи	ручная
8	Мощность электродвигателя, кВт	3
9	Габаритные размеры: Длина, мм Ширина, мм Высота, мм	2556 850 1156
10	Масса, т	0,75

1.3 Характеристика режущего инструмента

Рис. 2 Общий вид режущего инструмента



Таблица 2 - Линейные и угловые параметры режущего инструмента.

Линейные параметры	Угловые параметры
Толщина, мм	Ширина, мм	Длина, мм	Неравномерность ширины ножа,мм	Твердость передней грани HRCэ	Радиус округления лезвия после доводки, мкм	Задний угол	Угол заточки	Передний угол	Угол резания
3	4	400	?0,1	57-64	6-8	20	40	30	60

1.4 Технологическая схема станка СФ4 - 1

Рис. 3. Технологическая схема станка СФ4 - 1.

Вначале (положение 1) заготовка базируется на переднем столе 3, а затем по мере обработки ножевым валом 2 переходит на задний стол 1. Когда длина обработанной части заготовки окажется достаточной, нажимом на передний конец детали базирование полностью переносится на заднюю плиту (положение 2)

1.5 Обоснование проектирования

Станки с ручной подачей малопроизводительны, условия работы неблагоприятные. Поэтому их целесообразно заменять фуговальными станками с механизированной подачей.

На станках с вальцовой подачей в отличие от станков с ручной подачей усилие прижима заготовок вальцами постоянное, поэтому покоробленные и изогнутые заготовки могут быть выпрямлены вальцами. Чтобы предотвратить это, над передним столом монтируется один валец, а остальные над задним. Примером такой подачи служит приставной роликовый автоподатчик (рис. 4).

Рис. 4. Станок с вальцовой подачей

Станок с вальцовой подачей имеет два стола: передний 5 и задний 1, между которыми смонтирован в двух подшипниковых опорах горизонтальный ножевой вал 4 диаметром 128 мм, приводимый во вращение от электродвигателя с частотой вращения 5000 мин-1 через ременную передачу 9. Столы прикреплены с помощью кронштейнов к эксцентриковым валикам. Цилиндрические шейки этих валиков поворачиваются в подшипниках, установленных на станине. Концы шеек связаны системой рычагов и снабжены настроечной рукояткой 7 и винтом 11. При повороте рукоятки или маховичка, связанного с винтом, эксцентриковые валики поворачиваются, вызывая подъем или опускание столов. Плоскость заднего стола 1 располагается строго параллельно плоскости переднего стола 5 по касательной к окружности резания.



2. Расчётная часть

2.1 Выбор размеров режущего инструмента

Размеры режущего инструмента зависят от типа и конструкции станка, а также от параметров обрабатываемых заготовок.

Для фуговальных станков с механической или ручной подачей:

Минимальный диаметр ножевого вала вычисляется по формуле:

(2.1)

Где Dн.в. - диаметр ножевого вала, мм, Rm max - планируемая шероховатость поверхности после обработки, мм, l1 - длина волны на обработанной поверхности, мм (выбирают в зависимости от шероховатости по табл. П.1.19)

Ширина ножа В, мм, зависит от диаметра ножевого вала Dн.в. , мм :

Для 2 - 4 ножей В= 0,3Dн.в.

В=0,3Dн.в. (2.2)

Где В - ширина ножа, мм, - диаметр ножевого вала, мм.

В=0,3*140=42 мм

2.2 Расчет скорости подачи

Расчет скорости подачи необходимо выполнить по условию требуемой шероховатости поверхности обработки.

Длина волны при фрезеровании равна величине подачи на зуб l1=Uz, величину подачи на зуб Uz можно определить по формуле (2.1)

(2.3)

(2.4)

Где : D- диаметр ножевого вала, мм.

Находим величину подачи на один оборот, мм

На один оборот ножевого вала по выбранной подаче на зуб в зависимости от исходной шероховатости поверхности обработки Rz c помощью формулы:

(2.5)

Где : Zст - стандартное число ножей ножевого вала, равное 4

U0=4,3*4=17,2 мм

Необходимая скорость подачи в м/мин:

(2.6)

где n-частота вращения инструмента,

Скорость резания определяется по формуле :

(2.7)



2.3 Расчет механизма резания

Расчет механизмов резания выполняется с целью выявления правильности выбора мощности установленного электродвигателя механизма резания по принятым режимам обработки материала и оптимальной скорости подачи.

Для станков проходного типа с непрерывной обработкой материала принимаются следующие соотношения:

(2.8)

(2.9)

(2.10)

(2.11)

Где :- номинальная мощность электродвигателя механизма резания, кВт;

- расчетное значение мощности привода механизма резания, кВт;

- вычисленное значение мощности резания, Вт;

- крутящий момент на рабочем органе,

Н*м, n - частота вращения, ;

- касательная сила резания,

Н; - коэффициент полезного действия механизма резания.

Мощность на резание, Вт определяется:



(2.12)

Где : К - удельная работа резания, ; В - ширина фрезерования, мм; Н - глубина фрезерования, мм.

Удельная работа резания, определяется:

К=Ктапопр, (2.13)

Где : Кт - табличное значение удельной силы резания, (П 1.27), апопр - общий поправочный коэффициент, учитывающий расчетные условия резания, рассчитывается:

(2.14)

Где : ап - поправочный коэффициент на породу древесины (П 1.1), аw - поправочный коэффициент на влажность древесины(П 1.2) , ар - поправочный коэффициент на затупление лезвия(П 1.4) , - поправочный коэффициент на угол резания(П 1.6) , аv - поправочный коэффициент на скорость резания(П 1.7)

Для определения Кт , необходимо определить среднюю толщину стружки (аср.) и угол встречи (цв)

(2.15)

Где : цср - средний угол; Z - стандартное количество зубьев, шт; n - частота вращения инструмента, мин-1



(2.16)

Где : R - радиус инструмента, мм; h - толщина срезаемого слоя, мм.

цср=0,5arccos

цв= цср + цп (2.17)

Где : цп - угол подачи = 0є

цв= 8,4+0=8,4є

Кт=11 Дж/см3

К = 11*1,56 = 17,16 Дж/см3

Для обеспечения нормальной работы механизма резания выбираем двигатель мощностью 15 кВт и синхронной частотой вращения 3000 об/мин, марки АИР160S2 по ГОСТ 19523-74 [6]

2.4 Расчёт механизма подачи

При выполнении расчетов механизма подачи преследуется цель установления необходимой мощности электродвигателя.

Касательная сила резания по мощности электродвигателя рассчитывается:

(2.18)



где Nэл - мощность электродвигателя, кВт, V - скорость резания, м/с,

Нормальная сила резания определяется:

Fz = ± mFx, (2.19)

где m - переходный множитель от касательной силы резания к нормальной (П1.13)

Fz = 0.01*375 = 3,75 Н

Результирующие силы сопротивления подаче механизма резания:

Рис. 5 Схема результирующих сил сопротивления подаче механизма резания при фрезеровании.

(2.20)

(2.21)

где - средний угол резания.

Н



Рис.6 Расчетная схема фуговального станка с автоподатчиком

Составляем уравнение сопротивления сил по направлению подачи:

Наиболее неблагоприятные условия фугования, когда подача осуществляется автоподатчиком с тремя подающими вальцами, из которых один находится над передним столом и непосредственно подает материал на ножевой вал.

Тяговое усилие:

(2.23)

При этом :

Fс.под=qц/б(2.24)

Сумма сил сопротивления заготовки в станке, Н, равна:

(2.25)



Приравниваем два выражения:

(2.26)

Решая уравнение относительно 2q, находим:

(2.27)

Где - коэффициент сцепления гусеницы конвейера с древесиной, - коэффициент трения скольжения конвейера по направляющим (П 1.37), G - масса детали, Н,

G=m*g (2.28)

m=Vд*с

Vд=a*b*h

V=0.15*0.05*1.8=0.01 м3

m=0.01*500=5 кг

G=5*9.8=49 H

Подставляем найденные значения q в формулу:

T=qц (2.29)

T=6107.5*0.48=2931.6 H

Находим мощность на валу по формуле :



(2.30)

Мощность привода механизма подачи:

Для обеспечения нормальной подачи заготовок выбираем электродвигатель марки АИР100L4/2 мощностью 4.75кВт. и частотой вращения 2850 об/мин. по ГОСТ 19523-74 [6]

2.5 Расчёт производительности станка

Производительность выражает количество продукции, вырабатываемой в единицу времени (шт/ч, м2/ч, м3/ч, п.м/ч).

Фактическая производительность рассчитывается в зависимости от типа оборудования. Деревообрабатывающее оборудование может работать в проходном и цикловом режимах. Фактическая производительность деревообрабатывающего оборудования определяется по формуле:

а) погонную производительность, пог.м/см:

(2.31)

модернизация станок вальцевой режущий

б) штучную производительность, шт/см:

(2.32)

Где П - фактическая производительность в смену; Т - продолжительность рабочей смены, мин; US - скорость подачи, м/мин; КП- коэффициент производительности; КИ- коэффициент использования оборудования; iП- число проходов для полной обработки; i0- число одновременно обрабатываемых деталей.



Выводы по курсовому проекту

В ходе выполнения данного курсового проекта были определены основные параметры:

Размер режущего инструмента - нож диаметром 140 мм, шириной 42 мм;

2. Скорость подачи станка - 87,7 м/мин

3. Скорость резания - 38 м/с

Выполнены расчеты:

Расчет механизма резания с целью выявления правильности выбора мощности установленного электродвигателя механизма резания по принятым режимам обработки материала и оптимальной скорости подачи, для обеспечения нормальной работы механизма резания выбран двигатель мощностью 15 кВт и синхронной частотой вращения 3000 об/мин, марки АИР160S2 по ГОСТ 19523-74.

Расчет механизма подачи: в качестве подающего механизма установлен автоподатчик СФА4-1, применение данного механизма снижает трудозатраты, повышает производительность станка, дает возможность обрабатывать покоробленные и изогнутые заготовки. Для нормальной работы механизма подачи выбиран электродвигатель марки АИР100L4/2 мощностью 4.75кВт. и частотой вращения 2850 об/мин. по ГОСТ 19523-74 3.

Расчет производительности станка: погонную производительност составит 31130 пог.м /см, штучная производительность - 8647 шт/см.



Список использованных источников

1. Кутуков Л.Г. Конструкции и расчет деревообрабатывающего оборудования -М.: Лесная школа, 1985. - 263с.

2. Фонкин В.Ф. Справочник мастера-инструментальщика деревообрабатывающего предприятия, - М.: Лесная промышленность, 1984. -176с.

3. Кузнецов В.С Оборудование отрасли: МУ по выполнению курсового проекта. - Братск: БрГТУ; 1999. - 52с

4. Чернавский С.А. Курсовое проектирование деталей машин. - М.: Машиностроение, 1987.-416с.

5. Чернилевский Д.В. Курсовое проектирование деталей машин и механизмов:- Учебное пособие М.: Лесная промышленность, 1980.- 238с.

6. Анурьев В. И. Справочник конструктора-машиностроителя. Т.1,2,3. - М.: Машиностроение, 2001.- 1844с.

Размещено на Allbest.ru

...