Консольно-фрезерный станок модели 6С12

5

Дано:  Станок консольно-фрезерный 6С12.

Обрабатываемые материалы: сталь, чугун, цветные металлы.

Инструментальный материал: твердый сплав, быстрорежущая сталь.

Фреза: Концевая мм., мм.

            Торцевая  мм., мм.

1. Расчёт коробки скоростей

1. Расчет режимов резания.

Скорость резания равна окружной скорости фрезы:

где t-глубина резания,

B-ширина резания,

D-диаметр фрезы,

z-количество зубьев фрезы,

T-период стойкости

SZ -подача на зуб,

CV – коэффициент,

q, m, x, y, u, p – показатели  степени,

KV – поправочный коэффициент,

KМV – коэффициент, учитывающий качество обрабатываемого материала,

KПV – коэффициент, учитывающий состояние поверхности заготовки,

KИV – коэффициент, учитывающий износ инструментального материала.

Для концевой фрезы при D=16 z=4, при D=63 z=8;

Для торцевой фрезы при D=100 z=10, при D=280 z=28.

Обработка сталей

КР.МКС.00.01.00.02.ПЗ

Изм

Лист

№ докум.

Подп.

Дата

Разраб.

Баранов

Расчет коробки

скоростей

Лит.

Лист

Листов

Пров.

Ставыщенко

1

17

ТИ ТюмГНГУ

 Н. контр.

 Утв.

6

КР.МКС.00.01.00.02.ПЗ

Лист

2

Изм

Лист

№ докум

Подп.

Дата

7

КР.МКС.00.01.00.02.ПЗ

Лист

3

Изм

Лист

№ докум

Подп.

Дата

8

КР.МКС.00.01.00.02.ПЗ

Лист

4

Изм

Лист

№ докум

Подп.

Дата

9

Обработка чугунов

КР.МКС.00.01.00.02.ПЗ

Лист

5

Изм

Лист

№ докум

Подп.

Дата

10

КР.МКС.00.01.00.02.ПЗ

Лист

6

Изм

Лист

№ докум

Подп.

Дата

11

КР.МКС.00.01.00.02.ПЗ

Лист

7

Изм

Лист

№ докум

Подп.

Дата

12

Обработка медных сплавов

КР.МКС.00.01.00.02.ПЗ

Лист

8

Изм

Лист

№ докум

Подп.

Дата

13

Ряд чисел оборотов n об/мин

1.2 Выбор типа электродвигателя.

- самая большая мощность требуемая при обработке.

 Н.

 кВт.

hСТ = h1m1×h2m2×h3m3× ... ×hnmn×K =hрем1×hзуб5×hподш5×K =0,98×0,985×0,985×0,85 =0,7;

где hСТ – КПД станка; h1m1×h2m2×h3m3× ... ×hnmn – КПД различных звеньев;

m – количество звеньев передач данного вида;

K – коэффициент учитывающий расход мощности на подачу;

Что бы обеспечить необходимый запас прочности умножим NД×1,15 N* = 7.064кВт;

КР.МКС.00.01.00.02.ПЗ

Лист

9

Изм

Лист

№ докум

Подп.

Дата

14

Назначаем электродвигатель 132S4 мощностью  NД = 7.5 кВт  и  n = 1460 об/мин;

nmin  - принимаем равное 30 об/мин.

3. Кинематический синтез коробки скоростей.

;

где   - диапазон регулирования частоты оборотов выходного вала

где - число ступеней коробки скоростей;

- знаменатель геометрического  ряда ступеней частоты оборотов выходного вала.

Принимаем = 1,26; т.к. станок средних размеров;

РО - число передач в основной группе;

Р1,Р2 и Р3 - число передач в 1-ой, 2-ой и З-ей переборных группах;

24 = 3*2*2*2; т.к. нам нужно  всего 19 скоростей и [х] = 9 для = 1,26 =>

 х  = 1  3  6  12;

 х’ = 1  3  6  7; (убираем 5 скорости из последней переборной  группы) 

что удовлетворяет условию конструируимости коробки скоростей;

КР.МКС.00.01.00.02.ПЗ

Лист

10

Изм

Лист

№ докум

Подп.

Дата

15

4. Построение структурной сетки.

5.  Построение графика чисел оборотов.

КР.МКС.00.01.00.02.ПЗ

Лист

11

Изм

Лист

№ докум

Подп.

Дата

16

6. Подбор чисел зубьев.

 принимаем 

 т.к.

Расчет числа зубьев шестерен 1-ой переборной группы:

 принимаем 

Расчет числа зубьев шестерен 2-ой переборной группы:

 принимаем 

 т.к. Z11+ Z12 = Z13+ Z14=120; => Z13=74; Z14=46

Расчет числа зубьев шестерен 3-ой переборной группы:

 принимаем Z15 = 32 => Z16 = 128;

КР.МКС.00.01.00.02.ПЗ

Лист

12

Изм

Лист

№ докум

Подп.

Дата

17

 т.к Z15+ Z16 = Z17+ Z18 = 160; => Z17 = 89; Z18 = 71;

7. Определение моментов на валах.

7,5 кВт

 Вт

 Вт

 Вт

 Вт

 Вт

8. Определение модуля зубчатых колёс.

КР.МКС.00.01.00.02.ПЗ

Лист

13

Изм

Лист

№ докум

Подп.

Дата

18

мм

мм

 мм

 мм

Примем стандартный модуль для всех передач коробки скоростей мм.

9. Расчет диаметров валов.

 МПа – допускаемые напряжения  при кручении, для стали 40Х (ТО – закалка ТВЧ)

 мм

 мм

 мм

 мм

10. Расчет диаметров колес.

КР.МКС.00.01.00.02.ПЗ

Лист

14

Изм

Лист

№ докум

Подп.

Дата

19

1.11 Расчет межосевых расстояний.

 мм

 мм

 мм

 мм

1.12 Расчет ширины венца колес.

- для коробок скоростей.

 мм принимаем  мм

 мм принимаем  мм

 мм принимаем  мм

 мм принимаем  мм

1.13 Проверка шпоночных соединений на прочность.

Проверяем на смятие шпоночное соединение ступицы колеса на пятом валу.

Исходные данные:

 – диаметр вала

b ´ h = 6 ´ 6 – сечение шпонки

l = 16 рабочая длина шпонки

t1 = 3,5 – глубина паза по ГОСТ 23360 – 78

количество шпонок-1шт

Момент на валу: М = 2093 Н×мм

Материал шпонки: сталь 40ХНГ нормализованная.

Напряжение смятия и условие прочности определяется по формуле:

Допускаемое напряжение смятия:

КР.МКС.00.01.00.02.ПЗ

Лист

15

Изм

Лист

№ докум

Подп.

Дата

20

Условие выполнено:

Напряжение среза

Допускаемое напряжение среза [τ] = 50МПа

Условие выполнено:

τ < [τ]

1.14 Проверка шлицевых соединений на прочность

0,75 – введен для учета  неравномерности расположения давления

1.15 Расчет долговечности подшипников.

Проверяем роликовый конический подшипник  на шпинделе.

Номинальная долговечность подшипника в миллионах оборотов:

р = 3 – степенной показатель для роликовых подшипников.

С – динамическая грузоподъемность, кГс.

Р – эквивалентная динамическая нагрузка.

Долговечность в часах:

n – частота вращения подшипника, об/мин.

P = (XVPr + YPa)·Ks·KT ,где

X = 1; Y = 0; V = 1; Ks = 1; KT = 1;

КР.МКС.00.01.00.02.ПЗ

Лист

16

Изм

Лист

№ докум

Подп.

Дата

21

 кН; Pa =0 кН

Для 5 вала

C = 28,1 кН;

Co = 14,6 кН;

 d = 30 мм;

D = 72 мм;

B =19 мм;

кН

ч

КР.МКС.00.01.00.02.ПЗ

Лист

17

Изм

Лист

№ докум

Подп.

Дата

22

2. Описание системы  смазки.

Система смазки коробки скоростей в вертикально-фрезерном станке представлена следующим образом:

Резервуар со смазывающей жидкостью (маслом) находится в основание станка там же находится дополнительный двигатель IM2081. Под действием электродвигателя и пластинчатого насоса модели Г12-2М, масло  подается в систему. Смазка колес и подшипников происходит поливом.

Масло – «индустриальное 20», ГОСТ 1707 – 51.

Определение производительности насоса:

, где

tм = 450 – температура

Nном =7,5 кВт – мощность привода.

= 0,8 – КПД привода.

QН = 3 л./мин. Выбираем пластинчатый насос.

Диаметр трубок:

Определяем объём бака:

КР.МКС.00.01.00.02.ПЗ

Изм

Лист

№ докум.

Подп.

Дата

Разраб.

Баранов

Описание системы

смазки

Лит.

Лист

Листов

Пров.

Ставыщенко

1

1

ТИ ТюмГНГУ

 Н. контр.

 Утв.

30

3.Система управления

Система управления вертикально-фрезерного станка  в данном варианте реализована как однодисковая. Преимущества этой схемы очевидны: простота исполнения, удобство использования, надежность. Данная схема широко применяется.

Для проектирования дисковой системы управления необходимо:

1)составить структурную  формулу коробки;

2)составить структурную таблицу коробки;

3)построить структурную  сетку коробки

После выбора кинематической схемы механизма управления, положение каждого блока связывается с положением соответствующих реечных толкателей. Угол φс поворота диска, соответствующий переключению между соседними ступенями чисел оборотов, в упрощенном варианте определяется зависимостью:

Для перемещения переводных вилок используются пары толкателей. В то время как один из толкателей идет вправо, входя в отверстие перфорированного диска, другой перемещается влево под действием зубчатой передачи. На каждую пару толкателей приходится одна переводная вилка переключающая свой блок. Толкатели для переключения тройного блока имеют три ступени, двойного – две. И на перфорированном диске  для этих толкателей имеются соответственно по два и одному типу отверстий.

Механизм поворота диска представлен в виде  конической  передачи   соединенной  с  рукояткой  переключения скоростей  на которой выставляется определенное количество оборотов шпинделя. Механизм отвода и подвода перфорированного диска имеет вид реечной передачи, соединенной ниже с длинной изогнутой рукояткой.

КР.МКС.00.01.00.02.ПЗ

Изм

Лист

№ докум.

Подп.

Дата

Разраб.

Баранов

Описание системы

управления

Лит.

Лист

Листов

Пров.

Ставыщенко

1

1

ТИ ТюмГНГУ

 Н. контр.

 Утв.

24

Литература.

1. О. П. Мамет Краткий справочник Конструктора-станкостроителя М.: Машиностроение, 1968.
2. «Справочник технолога – машиностроителя», под. ред. Косиловой. М.: Машиностроение, 1978.
3. В. И. Анурьев «Справочник конструктора – машиностроителя» в 3 – х томах. М.: Машиностроение, 1982.
4. П. Ф. Дунаев, О. П. Леликов «Конструирование узлов и деталей машин». М.: Высшая школа, 1985.
5. Н. С. Ачеркан Металлорежущие станки. 2 тома. М.: Машиностроение, 1965.

6.  В. В. Бушуев Станочное  оборудование автоматического производства. 2 тома. М.: Станки, 1993

7. А. С. Проников Расчет  и конструирование металлорежущих  станков М.: Высшая школа, 1967.

КР.МКС.00.01.00.02.ПЗ

Изм

Лист

№ докум.

Подп.

Дата

Разраб.

Баранов

Литература

Лит.

Лист

Листов

Пров.

Ставыщенко

1

1

ТИ ТюмГНГУ

 Н. контр.

 Утв.