Logo GenDocs.ru

Поиск по сайту:  

Загрузка...

Министерство науки и высшего образования Российской Федерации - файл


скачать (386.7 kb.)


Министерство науки и высшего образования Российской Федерации

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение

высшего образования

«Южно-Уральский государственный университет

(национальный исследовательский университет)»

Филиал ФГАОУ ВО «ЮУрГУ (НИУ)» в г.Златоусте


Факультет «Техники и технологии»

Кафедра «Технология машиностроения, станки и инструменты»


Проектирование станочного модуля на базе токарного станка


ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА К КУРСОВОЙ РАБОТЕ

по дисциплине «Оборудование автоматизированных производств»

ЮУрГУ – 15.03.05.2021.561.ПЗ КП

Р
Нормоконтролер

_________________________

__________________ 2021 г.
уководитель,

к.т.н., доцент

_________­____Сергеев С.В.

«___» ____________ 2021 г.

Автор работы

Студент группы ФТТ - 401

__________ Федоров А.А. «___» ____________ 2021 г.

Работа защищена

с оценкой

________________________

«___» ____________ 2021 г.

Златоуст 2021 г.

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Южно-Уральский государственный университет»

(национальный исследовательский университет)

Филиал ФГБОУ ВПО «ЮУрГУ» (НИУ) в г. Златоусте


Факультет Техники и технологии

Кафедра Технологии машиностроения, станков и инструментов

Специальность 151900 Конструкторско – технологическое обеспечение

машиностроительных производств



УТВЕРЖДАЮ

Заведующий кафедрой

______________А.В. Козлов

___________________2016 г.





ЗАДАНИЕ

на курсовую работу студента

Корниенко Максима Вячеславовича

Группа ФТиТ-331


1 Дисциплина (специализация) «Процессы формообразования и инструмент»

2 Тема проекта Расчет режимов резания на ПК

3 Срок сдачи студентом законченной работы ____________ 2016 г.

4 Перечень вопросов, подлежащих разработке



  1. Общие сведения о режимах резания

  2. Табличный метод определения режимов резания

  3. Аналитический метод расчетов режимов резания

  4. Построение номограмм

  5. Чертеж режущего инструмента

Календарный план:



Наименование раздела

курсового проекта



Срок выполнения

разделов проекта



Отметка о выполнении

руководителя























































































































Руководитель /Сергеев Сергей Васильевич/

(подпись)

Студент /Федоров Андрей Алексеевич/

(подпись)

АННОТАЦИЯ

Федоров Андрей Алексеевич

ЮУрГУ, группа ФТТ – 401, 2021 г.

Пояснительная записка – 45 стр.

Графическая часть – 6 листов.

Литература – 6 наименований
В курсовом проекте произведен расчет привода главного движения токарного станка, на котором производят точение и другие операции производимые на токарных станках. Основные габаритные размеры обрабатываемой детали: dmax = 150 мм и dmin = 50 мм, lз = 250 мм, заготовка из материала БрАЖ9-4. Материал режущей части инструмента – Быстрорежущая сталь (БР) и твердый сплав (ТС).

В проекте производится выбор структуры привода, его кинематический и прочностной расчет, а также расчет и выбор подшипников, расчет шпиндельного узла, выбор системы смазки коробки скоростей токарного станка и производятся мероприятия по безопасности работы.

СОДЕРЖАНИЕ


ВВЕДЕНИЕ 7

1.СРАВНЕНИЕ ОТЕЧЕСТВЕННЫХ И ПЕРЕДОВЫХ ЗАРУБЕЖНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ И ОБОРУДОВАНИЯ 10

2.РАЗРАБОТКА СТРУКТУРНОЙ СХЕМЫ СТАНКА 13

3.РАСЧЕТ ТЕХНИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК СТАНКА 14

4.ВЫБОР СТРУКТУРЫ ПРИВОДА. ВЫБОР ДВИГАТЕЛЯ 15

5.КИНЕМАТИЧЕСКИЙ РАСЧЁТ ПРИВОДА ГЛАВНОГО ДВИЖЕНИЯ 17

6.ОПРЕДЕЛЕНИЕ КРУТЯЩЕГО МОМЕНТА НА ВАЛАХ 22

7.ОРИЕНТИРОВОЧНЫЙ РАСЧЕТ ВАЛОВ 24

8.ПРОЧНОСТНОЙ РАСЧЁТ ВАЛОВ 25

8.1. Расчёт шпинделя 30

8.2.Расчет механизмов переключения 38

8.3. Расчет муфт и тормозов 43

8.4. Расчет станин и корпусных деталей 45

8.5. Конструирование и расчет направляющих 47

9.СИСТЕМА СМАЗКИ 50

10.УКАЗАНИЯ ПО ЭКСПЛУАТАЦИИ СТАНКА 51

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 53

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 54



ВВЕДЕНИЕ

Металлорежущие станки являются распространенными производственными машинами, предназначенными для механической обработки заготовок из металла режущими инструментами. Путём снятия стружки заготовке предается требуемая форма, размеры и чистота поверхности.

Расточные станки – группа металлорежущих станков, предназначена для обработки заготовок крупных размеров в условиях индивидуального и серийного производства. На этих станках можно производить растачивание, сверление, зенкерование, нарезание внутренней и наружной резьбы, обтачивание цилиндрических поверхностей, подрезку торцов, цилиндрическое и торцовое фрезерование. Иногда на расточных станках можно произвести окончательную обработку заготовки корпусной детали без перестановки ее на другие станки.

Отличительной особенностью расточных станков является наличие горизонтального (или вертикального) шпинделя, совершающего движение осевой подачи. В отверстии шпинделя закрепляется режущий инструмент – борштанга с резцами, сверло, зенкер, развертка, фреза и др.

Координатно-расточные станки предназначены для обработки отверстий с высокой точностью взаимного расположения относительно базовых поверхностей в корпусных деталях, кондукторных плитах, штампах в единичном и мелкосерийном производстве. На станках этого типа выполняют практически все операции, характерные для расточных станков. Ко всему прочему, на координатно-расточных станках можно еще и производить разметочные операции.

Для точного измерения координатных перемещений станки снабжены различными индуктивными, механическими, оптико-механическими и электронными устройствами отсчета, которые позволяют измерять перемещения подвижных узлов с высокой точностью. Станок снабжен универсальным поворотным столом, который дает возможность производить: обработку отверстий, оси которых заданы в полярной системе координат, с отсчетом углов по лимбам; деление при помощи делительных дисков.

Станок имеет ряд принадлежностей, облегчающих работу (центроискатели, резцедержатели и др.).

При создании нового станка следует учитывать всемерное сокращение сроков его проектирования и освоения его производства.

Основная цель и задача проектных работ – это создание станков, которые в момент их поставки потребителю находились бы на уровне лучших мировых образцов или даже превосходили бы его. По конструкции и назначению трудно найти более разнообразные машины, чем металлорежущие станки. Высокую производительность современные станки обеспечивают за счет быстроходности, мощности, и широкой автоматизации.

Вновь создаваемые станки должны быть общественно – целесообразными, технически и эстетически совершенными, экономичными.

Только оптимальное сочетание удачного конструктивного решения, современных конструктивных техпроцессов, совершенных форм организаций производства, обеспечивающих повышение производительности, снижение себестоимости, трудоёмкости, максимальный экономический эффект и высокое качество изготовления может обеспечить создания станка, отвечающего требованиям эксплуатации, экономического и обладающего высоким эстетическим качеством.

Эти задачи могут быть решены только при учете в процессе проектирования современных требований, предъявляемых станкам.


  1. СРАВНЕНИЕ ОТЕЧЕСТВЕННЫХ И ПЕРЕДОВЫХ ЗАРУБЕЖНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ И ОБОРУДОВАНИЯ

В настоящее время металлообрабатывающая промышленность в России достаточно активно развивается. Особенно ценны в этом сегменте различные марки токарных станков, которые производятся, как у нас, так и за рубежом. Бесспорно, отечественный станочный парк сегодня претерпевает не лучшие времена, так как «на пятки» регулярно наступают иностранные производители, способные зачастую предложить достойный аналог. Наиболее популярными сегодня являются токарные станки из Германии, Японии, Италии, Швеции, но и другие страны стремительно развиваются в этом направлении. Если взглянуть на отечественное производство, то можно увидеть, что токарные станки были выпущены около десяти лет назад, а на дальнейшее развитие конструкторской мысли нет средств, что противоречит концепции иностранных производителей. Их маркетинговая политика нацелена на производство одной качественной модели станка, которая потом представляется на какой-нибудь мировой выставке и без доли сомнения заинтересовывает определенный круг лиц, который зазывает партию, финансируя предприятие производящее станки.

«Слабости» отечественных токарных станков.

Именно из-за такой плачевной ситуации отечественные марки токарных станков имеют свои «ахиллесовы пяты», которые в той или иной мере снижают их рейтинг в глазах потребителей.

Наиболее значимым фактором, оказывающим негативное влияние на конструкцию станка, является износ основных деталей и узлов. Именно в этой ситуации теряется первоначальная геометрия рабочих элементов, что приводит к возникновению биения различного рода, вибрации и потере жесткости, а следом идет и выход станка из строя.

Больше всего в токарных станках отечественного производства подвергается износу:

1. Движущие элементы, именно они подвергаются в первую очередь физическому воздействию – это гидравлические и электрические привода. Как не парадоксально, гидравлика всегда хромала в отечественном станкостроении, поэтому была быстро заменена на пневмосистему, которая показала себя более надежной. Самыми слабыми в гидравлической системе любой марки токарных станков являются различного рода прокладки, уплотнители и сальники, дающие достаточно быстро протечки и соответственно требующие замены. Утечки масла из гидросистемы создают опасность не только для узлов самого станка, но и оператора, так как поскользнувшись, можно получить серьезные травмы.

2. Также из-за износа, так как в отечественных станках используются устаревшие технологические решения, достаточно часто возникают различные вибрационные колебания и люфты, что ведет к неминуемой потере качества обрабатываемой поверхности.

3. Любые марки токарных станков, произведенных в России около 10 лет назад, могут подвергаться внезапным нагрузкам на электродвигателе, которые в результате воплощаются в повреждении токоведущих элементов и самих электрощитов.

4. Еще одной не менее важной проблемой, с которой приходится сталкиваться отечественным токарным станкам является падение давления в гидросистеме, что ведет к ослабеванию зажима и повышению риска при работе вылета обрабатываемой детали из патрона. Данная проблема контролируется специальными датчиками, которые зачастую дают сбой. Если деталь будет выбита из патрона, то она может упасть на подающие ролики, что приведет к повреждению подшипников.

5. Наличие инородных элементов в масле, его нехватка (особенно при утечках) могут вызвать перегрев маслостанции.

Все эти факторы могут привести к поломке помпы или самого гидронасоса в системе охлаждения, а это чревато возникновением высоких температур в хоне резания, а значит и никому ненужном закаливании обрабатываемой стали и повреждению режущего инструмента.

Кроме электродвигателей и гидравлики определенной зоной риска можно считать и «движущую» механику станка. Любые марки токарных станков из-за возникших вибраций могут выйти из строя, а именно при повреждении зубчатых колес в коробке передач. Как правило, основными дефектами в данной ситуации являются заклинивание рабочей пары.

Бесспорно, все перечисленные выше минусы заслуживают определенного внимания, но стоит заметить, что цена на отечественные марки токарных станков в разы может быть ниже зарубежных аналогов. Все ремонтные работы по устранению последствий из-за повреждения движущих элементов и механики зачастую относятся к легкому, поэтому не требуют внушительных финансовых влияний. Несколько другая ситуация наблюдается у станков с ЧПУ, так как они более капризны в обслуживании.


  1. РАЗРАБОТКА СТРУКТУРНОЙ СХЕМЫ СТАНКА

Рисунок 1 – Структурная схема проектируемого токарного станка

Главным движение в станке является вращение шпинделя, которое он получает от электродвигателя через плоскоременную передачу со шкивами и коробку скоростей. Вертикальная подача шпинделя, перемещение шпиндельной бабки, перемещение стола и салазок.

При образовании поверхностей используем метод следа, требует создать два исполнительных движения формообразования.

1. Движение скорости резания Фv1) простое, с замкнутой траекторией и оно должно настраиваться по двум параметрам: скорость, направление.

2. Движение подачи Фs2) простое, с незамкнутой траекторией настраивается по четырем параметрам: скорость, путь, направление и исходное положение.




  1. РАСЧЕТ ТЕХНИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК СТАНКА

На проектируемом станке предполагается выполнять сверление и развертывание в заготовках из стали 45.

Материал режущей части инструмента – ТС и БР.

Режущий инструмент, принимаемый при обработке: сверло и развертка.

dmax=200 мм и dmin=50 мм

Скорости резания при различных видах обработки и инструмента.

Величины скоростей резания применяем по «Общестроительным нормативам режимов резания».

При подаче S = 0,2 мм/об - скорость резания

V = 23 м/мин.

Скорость резания при обработке сверлом диаметром 50 мм при подаче

S = 0,05 мм/об,

V = 24 м/мин.

Скорость резания при развертывании отверстий диаметром 50 мм при подаче S = 0,7 мм/об,

V = 18 м/мин.

Скорость резания при развертывании отверстий диаметром 200 мм при подаче S = 0,7 мм/об,

V = 15 м/мин.

Из определенных значений скорости имеем:

Vmin = 15 м/мин, Vmax = 24 м/мин.

Отсюда определяем предельные частоты вращения шпинделя:

nmax = 1000 Vmax/Пdmin = 1000 ∙ 24 / 3,14 ∙ 4 = 2526 об/мин,

nmin = 1000 Vmin/Пdmax = 1000 ∙ 15 / 3,14 ∙ 30 = 195 об/мин.



  1. ВЫБОР СТРУКТУРЫ ПРИВОДА. ВЫБОР ДВИГАТЕЛЯ

Диапазон регулирования частот вращения

где К = 1,2…1,25 — коэффициент, учитывающий перспективы развития конструкций режущего инструмента, улучшение обрабатываемости материала и т. п.

Rn = (nmax / nmin) K = (2526 / 195) ∙ 1,2 = 15,5

где К = 1,2 - коэффициент, учитывающий перспективы развития режущего инструмента.

Принимаем знаменатель геометрического ряда φ = 1,26

Число ступеней скоростей:

Z = (lg Rn / lg φ) + 1 = (1.1903 / 0,1004) + 1 = 11,8

Принимаем число ступеней Z = 12.

Мощность электродвигателя главного движения.

Nгл = Nэ /1,25 ηгл , где Nэ = Pz V / 60 ∙ 102

Эффективную мощность определим по нормативам при сверлении отверстия диаметром 25 мм при подаче S = 0,2 мм/об

Nэ = 2,5 кВт.

ηгл = 0,8 - к.п.д. цепи главного движения.

Принимаем электродвигатель 4А90L2У3 мощностью Nдв = 3 кВт с синхронной частотой вращения n = 2000 об/мин и скольжением S = 4%.



  1. КИНЕМАТИЧЕСКИЙ РАСЧЁТ ПРИВОДА ГЛАВНОГО ДВИЖЕНИЯ

Расчет проводим в следующей последовательности.

Записываем возможные варианты простых структурных формул.

Для этого число ступеней скорости Z=12 разобьём на простые множители 2 и 3. Примем вариант Z=12=3∙ 2∙ 2. Для этого варианта возможны шесть структурных сеток:

Z = 31∙ 23 ∙ 26

Z = 32 ∙ 21 ∙ 26

Z = 34 ∙ 21 ∙ 22

Z = 31 ∙ 26 ∙ 23

Z = 32 ∙ 26 ∙ 21

Z = 34 ∙ 22 ∙ 21

Строим структурные схемы для этих кинематических вариантов






Скачать файл (386.7 kb.)

Поиск по сайту:  

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