Logo GenDocs.ru

Поиск по сайту:  

Загрузка...

Курсовой проект - Конструирование модуля главного движения станка с компьютерным управлением - файл КММ басманов (Basmanov Artem's conflicted copy 2010-11-01).docx


Загрузка...
Курсовой проект - Конструирование модуля главного движения станка с компьютерным управлением
скачать (12358.8 kb.)

Доступные файлы (84):

122.xmcd
123.xmcd
1.jpg51kb.17.12.2010 18:18скачать
2.jpg58kb.17.12.2010 18:18скачать
Untitled-1.psd
Басманов А.С ПЗ.doc1348kb.22.11.2010 12:57скачать
вал.jpg30kb.11.12.2010 13:35скачать
валы1.jpg43kb.17.12.2010 18:40скачать
валы2.frw
валы2.jpg51kb.18.12.2010 17:53скачать
валы.bak
валы.frw
валы.jpg55kb.17.12.2010 18:38скачать
второй вариант.jpg93kb.13.11.2010 16:03скачать
двигатель2.jpg55kb.21.11.2010 19:30скачать
двигатель.jpg45kb.14.11.2010 15:54скачать
КММ басманов22 (Basmanov Artem's conflicted copy 2010-12-13).docx1788kb.14.12.2010 02:15скачать
КММ басманов22.docx1821kb.18.12.2010 17:40скачать
КММ басманов2.docx1124kb.09.11.2010 01:31скачать
КММ басманов (Basmanov Artem's conflicted copy 2010-11-01).docx860kb.25.10.2010 00:17скачать
КММ басманов.docx1231kb.13.11.2010 16:05скачать
МаксимКММ.bak
МаксимКММ.cdw
первый вариант.bak
первый вариант.frw
первый вариант.jpg107kb.13.11.2010 15:34скачать
свертка (2).jpg152kb.17.12.2010 18:52скачать
свертка.frw
свертка.jpg116kb.11.12.2010 13:37скачать
сетка.jpg108kb.14.11.2010 15:35скачать
Спецификация11 (2).bak
Спецификация11.bak
Спецификация11 (Basmanov Artem's conflicted copy 2010-12-05).spw
Спецификация11.spw
Спецификация(1).jpg313kb.05.12.2010 16:45скачать
Спецификация (2).bak
Спецификация(2).jpg347kb.05.12.2010 16:45скачать
Спецификация(3).jpg325kb.05.12.2010 16:45скачать
Спецификация(4).jpg312kb.05.12.2010 16:45скачать
Спецификация(5).jpg229kb.05.12.2010 16:45скачать
Спецификация.bak
Спецификация.spw
схема2.jpg116kb.17.12.2010 18:08скачать
схема.jpg188kb.17.12.2010 17:22скачать
Фрагмент12.bak
Фрагмент12.frw
Фрагмент13.bak
Фрагмент13.frw
Фрагмент13.jpg134kb.22.11.2010 10:58скачать
Фрагмент.jpg18kb.21.11.2010 19:24скачать
Чертеж1.bak
Чертеж1.cdw
Чертеж2.cdw
Чертеж3.bak
Чертеж3.cdw
Чертеж4.bak
Чертеж4.cdw
Чертеж5(11).bak
Чертеж5(11).cdw
Чертеж56.cdw
Чертеж5.bak
Чертеж5.cdw
Чертеж6(1).bak
Чертеж6(1).cdw
Чертеж6.bak
Чертеж6.cdw
Чертеж7(1)11.bak
Чертеж7(1)11.cdw
Чертеж7(1).bak
Чертеж7(1).cdw
Чертеж7(2).bak
Чертеж7.bak
Чертеж7.cdw
Чертеж8.bak
Чертеж.bak
Чертеж.cdw
эпюры.bak
эпюры.frw
КММ басманов 18.docx2415kb.23.12.2010 02:27скачать
Спецификация11.spw
Спецификация.spw
Титульный лист.docx32kb.14.12.2010 02:14скачать
Чертеж11.cdw
Чертеж.cdw

КММ басманов (Basmanov Artem's conflicted copy 2010-11-01).docx

Реклама MarketGid:
Загрузка...


Введение

В последнее время к качеству изготовляемой детали предъявляются всё более жесткие требования, поэтому появилась необходимость в автоматизации производства. С появлением автоматизированного производства резко повысилась также производительность труда, и, следовательно, возросли темпы прироста выпуска продукции.

Основу автоматизации производства составляют станки с числовым программным управлением (ЧПУ), робототехнические комплексы (РТК), автоматизированные транспортно-складские системы (АТСС) и гибкие производственные системы (ГПС).

Для современного этапа развития машиностроения характерен быстрый рост выпуска новых видов продукции. В условиях жесткой конкуренции это требует значительного сокращения цикла технической подготовки производства. В связи с этим наряду с решением проблем автоматизации определяющее значение приобретают задачи обеспечения гибкости производственных систем, способных оперативно перестраиваться на выпуск новой продукции. Мехатронные станочные системы (МСС), как станки с компьютерным управлением, являются более гибкими по сравнению с обычными станками с ЧПУ и позволяют в более короткие сроки переналадить производство на выпуск новой продукции. Модульное проектирование позволяет повысить технологические возможности станков и снизить себестоимость их изготовления.




1. Анализ конструкции обрабатываемых деталей, уточнение маршрутной и операционной технологии изготовления детали – представителя

В качестве детали-представителя выбрана деталь типа «петля», изготавливаемая на заводе «Стерлитамак М.Т.Е.». Эскиз представлен на рисунке 1.

Материал заготовки Сталь 3 ГОСТ 14637-89 , предел прочности МПа, предел текучести МПа, относительное удлинение %, относительное сужение %, твердость НВ 197-229. Сталь 45 ГОСТ 14637-89 , предел прочности МПа, предел текучести МПа, относительное удлинение %, относительное сужение %, твердость НВ 197-229. В конструкции детали есть элементы с повышенными требованиями к точности:

Плоскости с повышенными требованиями взаимного расположения: радиальное биение 0.002мм; перпендикулярность 0.01мм, параллельность 0.01мм.

Допуски на размеры данного изделия выполняются по среднему классу точности, так же присутствуют точные отверстия с допусками H7, H6.

Показатели базовой поверхности (Ra 0.8мкм плоскостность 0.01мм) детали обеспечивают точность установки и обработки. Максимальная ширина обработки Вmax= 50 мм. Минимальный диаметр dmin=4 мм.


Основные переходы, проектируемые на данном станке: фрезерование, сверление, нарезание резьбы.


Рисунок 1. Эскиз детали-представителя «Петля»


^ 1.2 Уточнение маршрутной и операционной технологии изготовления детали – представителя

Маршрутная технология изготовления детали-представителя на заводе ОАО «Стерлитамак-М.Т.Е.» представлена в таблице 1.1.

Таблица 1.1 – Базовая маршрутная технология изготовления детали-представителя



Операция

Модель станка

055

Фрезерование

2С150ПМФ4

060

Запилить заусенцы




065

Фрезерование

2С150ПМФ4

070

Запилить заусенцы




075

Фрезерование

2С150ПМФ4

080

Сверление

2С150ПМФ4

085

Нарезать резьбу

2H135

095

Моечная




100

Маркирование




105

Контроль





После анализа базового варианта маршрутной технологии, были внесены предложения по ее оптимизации и улучшению (таблица 1.2.) Ставилась задача укрупнить операции сверления, фрезерования и свести обработку к минимальному количеству установов и минимизировать количество задействованных при изготовлении единиц оборудования.


Таблица 1.2 – Модернизированная технология

№ операции

Наименование операции

Оборудование

005

Сверлильно-фрезерная

500V

010

Сверлильно-фрезерная

Проектируемый станок

015

Сверлильно-фрезерная

Проектируемый станок

020

Нарезка резьбы

Проектируемый станок

025

Промывка, сушка

Моющая машина

030

Маркирование

Верстак

035

Контроль





Данным оборудованием может быть программируемый станок на базе станка-аналога завода «Стерлитамак М,Т.Е.» модели 500V/5 с ЧПУ. Технологический процесс механической обработки данной детали может быть сведен к двум установам и применению лишь одного станка – 500V/5.


Рассмотрим переходы, выполняемые на проектируемом станке.


Рисунок 2. Основные переходы обработки.


^ 2. Определение основных технических характеристик модуля.

Исходные данные представлены в таблице 2.1

Таблица 2.1 Исходные данные

Обрабатываемый материал и его характеристики

Основные

переходы

обработки

Наибольший диаметр

обработки

dmax, мм

Наибольшая ширина фрезорования, мм

Наибольшая (расчетная) глубина

резания

tmax, мм

Материал

режущей части инструмента


Сталь 45

в = 600 Мпа


Фрезерование торцевое, сверление, нарезание резьбы


8



50

5



Твердый сплав



Определение основных технологических условий использования модуля станка:

обрабатываемые материалы и их предельные характеристики:

конструкционные стали в = 355700 МПа;

основные переходы обработки:

- фрезерование, сверление, нарезание резьбы;

характер обработки:

- чистовая, с глубиной резания t = 0,5 мм;

вид материала режущей части инструментов – твердый сплав

Определение характерных сочетаний технологических условий:

vmах, Smin и Nэфmax - наиболее тяжелый режим обработки, соответствующей чистовому фрезерованию материала c наибольшей прочностью– конструкционной стали (в = 300 МПа).

Vmin, Smax - наиболее легкий режим обработки, соответствующий фрезерованию материала с наименьшей прочностью - конструкционной стали (в = 150 МПа);

^ 2.1 Определение характерных сочетаний технологических условий.

Наименьшая подача Smin при фрезеровании конструкционных сталей (в=700 МПа), определяется по таблицам из базы «Rezim», с использованием твердосплавных пластин и наибольшей глубине резания t = 0,5 мм примем подачу на зуб равной S=0,08 мм/зуб, скорость резания V=150 м/мин.

Наибольшая подача Smax при фрезеровании конструкционных сталей (в=700 МПа), определяется по таблицам из базы «Rezim», с использованием твердосплавных пластин и наибольшей глубине резания t = 1 мм примем подачу на оборот равной S=0,16 мм/об, скорость резания V=41 м/мин

Наибольшее (расчетное) значение эффективной мощности резания определяется при помощи программы «Rezim» для условий обработки, соответствующих vmax. - при чистовом торцевом фрезеровании конструкционной стали (в = 700 МПа) заготовки c шириной В = 50 мм в несколько проходов каждый шириной по 5 мм, фрезой с пластинами из твердого сплава с t = 0,5 мм, S = 0,08 мм/зуб, v = 150м/мин, эффективная мощность резания Nэф = 1,722 кВт, крутящий момент М=0,735 Н м.
^

2.2 Определение предельных частот вращения шпинделя.


Минимальные обороты шпинделя необходимо обеспечивать при черновой обработке детали инструментом наибольшего диаметра:

(1)

Vmin – минимальная скорость резания,

dmax – максимальный диаметр обработки

.

Максимальные обороты шпинделя необходимо обеспечивать при чистовой обработке детали инструментом наименьшего диаметра:

, (2)

где vmax – максимальная скорость резания,

dmin – минимальный диаметр обработки.

.


^ 2.3 Расчёт максимальной эффективной мощности резания.

Максимальная мощность резания находится из условий наиболее тяжелого режима обработки(Smax, tmax, dmax, Vmin, HBmax).

Расчёт проведём с помощью специализированной программы “Stankin”подставив необходимые значения соответствующих параметров.

Следовательно, эффективная мощность резания составляет Nэф =1,722 кВт.

Мощность приводного электродвигателя:

кВт, (3)

где - к.п.д. привода, ориентировочно = 0,8;

kп – допускаемый коэффициент перегрузки двигателя, kп = 1,08;

кВт

По мощности электродвигателя выбрали двигатель марки «INDRAMAT» MAC112A-1-VD постоянного тока со следующими характеристиками:

nmax=4500 об/мин; nном=1750 об/мин; T=585 Нм, Nэл =2,2 кВт.

^ 2.4 Анализ технических характеристик модуля станка-аналога.

В качестве аналога примем станок: 500V/5. Он характеризуется следующими параметрами:

Максимальные диаметры обработки:

сверление диаметр 8 мм;

нарезаемой резьбы М8;

максимальный диаметр концевой фрезы диаметр 24 мм;

Мощность электродвигателя привода главного движения 6 (9) КВт;

Предельные частоты вращения шпинделя 0…8000 об/мин;

Сравнивая предельные значения, параметров станка-аналога и проектируемого модуля имеем следующие значения:

nmin=522 об/мин
^

nmax=2388 об/мин

Nэл =2,2 кВт.




3. Определение компоновок станка и модуля.

3.1. Определение компоновки станка.

^

Выбрав за аналог станок 500V/5, с учетом задачи оставим принципиальную компоновку без изменений.


Рисунок 3. Компоновка проектируемого станка.


1 Основание

2 Ограждение

3 Защита направляющих по оси х

4 Защита поперечных направляющих

6 Магазин инструментальный

9 Разводка по станку

10 Привод поперечного перемещения (ось y)

11 Привод продольного перемещения (ось х)

12 Уборка стружки

15 Электрооборудование

17 Защита рулонная

18 Шпиндель

19 Головка сверлильная

20 Привод вертикального перемещения (ось z)


Для станка наиболее выгодно применение консольной компоновки. В этом случае станок занимает на 35 – 40 % меньшую площадь, чем при портальной компоновке. Кроме того, стол является неподвижным, что обеспечивает высокую точность позиционирования. В качестве компоновки привода шпинделя принимаем раздельную компоновку (указано в задании на проектирование). Раздельная компоновка отличается выполнением коробки передач раздельно со шпиндельным узлом.


Рис 4. Компоновка станка

Подобная компоновка привода применяется в станке 2Р135Ф2.


^ 4. Определение функциональных подсистем проектируемого модуля и разработка его структуры.

4.1 Основные переходы и схемы обработки.

Основные переходы, проектируемые на данном станке: фрезерование, сверление, нарезание резьбы.

Таблица 1. Основные переходы и схемы обработки.

Основные переходы

Схема обработки

Метод формообразования

Состав исполнительных движений

1

2

3

4

Фрезерование торцевое






следа-следа

Фv1)

Фs1)

Фs2)

Н11)

Н22)

Н33)

Фрезерование концевое




копирова-

ние- касания

Фv1)

Фs1)

Фs2)

Н11)

Н22)

Н33

Нарезание резьбы






копирова-ние- следа

Фvs1П3)

Н11)

Н22)

Н33)

Сверление






следа-следа

Фvs1П3)

Н11)

Н22)

Н33)



^ 4.2. Определение функциональных подсистем.

Проанализировав состав исполнительных подсистем проектируемого станка, несколько изменим его, обеспечивая необходимую точность расположения инструмента и наименьшую себестоимость детали.

Таблица 3. Функциональные подсистемы станка-аналога и проектируемого модуля.

Станок - аналог

Проектируемый станок.

ПО111, УБ11, ТБ11, О11]

ПО111,, УБ22, ТБ22, О11]

РД1 [(ПО1), ВН11, РБ11]

РД1 [(ПО1), ВН11, РБ22]

СД1 [НБ11, СТ13]

СД1 [НБ11, СТ13, ИС22]

ПМ1 [(ПО1), (РД1), (СД1), ВП12]

ПМ1 [(ПО1), (РД1), (СД1), ВП22]



Функциональные подсистемы 2-го уровня служат для обеспечения параметров исполнительных движений.

Подсистемы 3-го уровня служат для обеспечения особенностей параметров движения при изготовлении детали.

ПО - обеспечение пуска и останова

РД - обеспечение реверсирования движения

СД - обеспечение скорости движения

ПМ - обеспечение перемещения

П - пуск, УБ - ускорение бесступенчатое, ТБ - торможение бесступенчатое, О - остановка;

ВН - выбор направления,

РБ - бесступенчатое изменение разгона и торможения;

НБ - настройка скорости бесступенчатое,

СТ - стабилизация скорости бесступенчатое,

ИС - изменение скорости в процессе обработки бесступенчатое;

ВП - величина перемещения.

Первое число индекса подсистемы 4-го уровня определяет вид управления:

1 - программное управление

2 - программно-адаптивное управление

Существуют следующие варианты обозначений:

11 - требуемый цикл, 12 - параметр, определяющий величину перемещения, 13 - параметр, определяющий скорость движения;

21 - требуемые параметры движений и обеспечения наименьшей себестоимости обработки,

Состав функциональных подсистем проектируемого станка является наиболее оптимальным с точки зрения достижения необходимых параметров.4.3. Разработка структуры проектируемого модуля.


Рисунок 5. Блок – схема проектируемого модуля.


Рисунок 6. Структура модуля главного движения.

На Рис.6. показана структура модуля главного движения с учетом наименьшей себестоимости обработки деталей. Структура данного модуля отличается от модуля станка – аналога введением дополнительных датчиков скорости и температуры резания и введением подсистемы обеспечения перемещения ПМ. Также введен дополнительный датчик углового положения.

^ 5. Разработка кинематической схемы модуля

5.1 Определение кинематики проектируемого модуля.

Диапазон регулирования привода:

,

где nmax=2388 об/мин - максимальная частота вращения на шпинделе

nmin=522 об/мин - минимальная частота вращения на шпинделе

Диапазон регулирования с постоянной мощностью:

,

где b=4 - для многоцелевых станков



Диапазон регулирования с постоянным моментом:

,

Диапазон регулирования двигателя по полю с постоянной мощностью:

Тогда для выбранного электродвигателя:

Определение знаменателя ряда регулирования.

Первоначально знаменатель ряда принимается равным диапазону регулирования двигателя по полю с постоянной мощностью:

,

.

Расчетное число ступеней коробки:

,

Учитывая, что число диапазонов регулирования должно быть целым, расчетное число ступеней округляется в большую сторону и принимается равным 3.

При округлении числа ступеней коробки в большую сторону фактический знаменатель ряда уменьшается. Его значение уточняется:

,


Диапазоны регулирования привода уточняются по принятому окончательно значению знаменателя:

,

Уточнение частот электродвигателя:

,

об/мин

,

об/мин

Определение характерных частот вращения шпинделя.

,

где nр - расчетная частота

,

об/мин

об/мин


Скачать файл (12358.8 kb.)

Поиск по сайту:  

© gendocs.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации