Расчет и проектирования узлов агрегатного сверлильного станка

МИНИСТЕРСТВО  ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ УКРАИНЫ

ДОНЕЦКИЙ  НАЦИОНАЛЬНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ 
 
 

кафедра Мстанки 
 
 
 
 
 
 
 

КУРСОВОЙ  ПРОЕКТ 

по учебной  дисциплине

«Расчет и конструирование САПР станочных  систем»

на тему:

«Расчет и проектирования узлов агрегатного сверлильного станка» 
 
 
 
 

 Выполнила:                 ст.гр.МС-07бс

                                                                                        Нестерова М. М. 
 

 Принял:                                                                                     Молчанов А.Д. 
 
 

 Нконтролер:                                                                                Гусев В.В. 
 
 
 
 
 
 
 
 

Донецк 2008

 

     РЕФЕРАТ

Курсовая работа содержит: 26 страниц, 11 рисунков, 4 источника, 4 приложения.

Объект  исследования – силовая головка агрегатного станка, схват робота.В курсовом проекте выбран электродвигатель, определены мощности, крутящие моменты, частоты вращения каждого вала. Рассчитаны модули для каждой передачи. Определены основные размеры зубчатых колес. Спроектирована передача и проведен расчет наиболее нагруженного вала. Выбраны подшипники качения, а также выбраны и рассчитаны шпоночные соединения. Выполнены чертежи силовой головки, схвата робота, общего вида станочной системы.

ПРОИЗВОДСТВО, ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬ, АТОМАТИЧЕСКАЯ ЛИНИЯ, СИЛОВАЯ ГОЛОВКА, СХВАТ, АГРЕГАТНЫЙ СТАНОК

 

     ЗАДАНИЕ НА КУРСОВОЙ ПРОЕКТ:

      Спроектировать и расчитать:

• Силовую головку для сверления отверстий в детали водило.
• Схват –для цилиндрической детали.

 

     СОДЕРЖАНИЕ     стр.

    Введение

    1. Расчет силовой головки…………………………………………………………6

1.1 Выбор  прототипа силовой головки……………………………………….6

              1.2 Расчет силовой головки…………………………………………………...10

              1.3 Кинематический расчет силовой  головки……………………………….10

              1.4 Определение параметров зубчатых колес……………………………….12

          1.5  Уточненый расчет вала…………………………………………………...13

          1.6  Выбор элементов передающих  крутящий момент……………………...15

          1.7  Выбор подшипников……………………………………………………....16  

    2. Расчет схвата…………………………………………………………………….18

          2.1 Выбор прототипа  схвата………………………………………………….18

          2.2 Определение усилий  захватывания……………………………………....21

           2.3 Описание выбраного схвата………………………………………………23

    3. Определение компоновки станка………………………………………………24

    Вывод……………………………………………………………………………….25

    Перечень  используемой литературы……………………………………………..26 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

    ВВЕДЕНИЕ

       В настоящее время наблюдается  тенденция на повышение уровня  автоматизации производственных  процессов. В производство все  более внедряется автоматизированное оборудование, работающее без непосредственного участия человека или значительно облегчающее труд рабочего. Это позволяет значительно сократить трудоемкость производственного процесса, снизить себестоимость выпускаемой продукции, увеличить производительность труда. Поэтому главная задача инженеров—разработка автоматизированного оборудования, расчет его основных узлов и агрегатов, выявление наиболее оптимальных технических решений и внедрение их в производство.

       Целью данного курсового проекта является разработка силовой головки агрегатного станка, схвата робота. 

 

1.РАСЧЕТ  СИЛОВОЙ ГОЛОВКИ.

1.1ВЫБОР ПРОТОТИПА СИЛОВОЙ ГОЛОВОКИ.

Силовая головка  является самостоятельным узлом  агрегатного станка и предназначена  для вращения рабочих шпинделей  и осуществления продольной подачи инструмента.

Силовые головки деляться насамодействующие и несамодействующие.

Самодействующие силовые головки имеют встроенный привод для осуществления вращательного  движения и движения подачи инструмента.

У несамодействующих  головок имееться только привод вращения шпинделей, головку устанавливают неподвижно на перемещающемся силовом столе, который имеет привод подачи, находящийся   вне   головки.

             Самодействующие головки могут иметь механический, пневматический, гидравлический и пневмогидравлический приводы подачи. По номинальной мощности на шпинделе они подразделяются на малогабаритные (0,08—0,5 кВт), малые (0,15—2,8 кВт) и нормальные (1,6— 30 кВт).

Для расширения их технологических возможностей силовые  головки можно комплектовать дополнительными унифицированными устройствами и механизмами. Например, расточное приспособление, устанавливаемое отдельно от силовой головки, но приводимое в движение от ее шпинделя и пиноли, обеспечивает большую жесткость при расточных, обточных работах и работах торцовым инструментом. Механизм двусторонней обработки, предназначенный для расширения технологических возможностей силовой головки пинольного типа, позволяет одновременно с осевой подачей реализовать операции сверления, зенкерования, развертывания, нарезание резьбы, растачивание поверхностей, расположенных с противоположных сторон заготовки. Механизм обратного хода обеспечивает сверлильно-расточные операции с противоположной от силовой головки стороны.

У головки с  механической подачей (рис. 1.1) продольная подача осуществляется цилиндрическим кулачком 7 с винтовым пазом, который вращается от электродвигателя 5 через червячную передачу 3—2, сменные зубчатые колеса 4 и червячную пару 1 и 9. Ролик 8 жестко связан с салазками 10 головки и при ее движении остается неподвижным. Положение ролика вместе с ползушкой, к которой он прикреплен, регулируют винтом 6. Головка имеет предохранительную фрикционную муфту 11. Шпиндель 12 вращается через две пары зубчатых колес от электродвигателя 5.

      При механическом приводе, чтобы изменить величину подачи, необходимо переставить  пару зубчатых колес. Величина подачи, каковы бы ни были температурные условия, постоянна, что в ряде случаев  имеет важное значение для качества обработки и стойкости инструмента. Такой привод обладает большими преимуществами и при нарезании резьбы, когда требуется согласовать подачу с числами оборотов шпинделя. 

 

Рисунок - 1.1.  Схема   самодействующей   головки   с   механической   подачей 

Электромеханическая самодействующая головка с подачей ходовым винтом показана на рисунке 1.2 
 

 
 

Рисунок - 1.2 Электромеханическая    самодействующая   силовая   головка:

а — кинематическая схема; б — общий вид 

Гамма нормализованых агрегатных самодействующих силовых  головок показана на рисунке 1.3.

      Пневмогидравлический  привод несложен по конструкции: в нем  отсутствует насосная станция и  часть гидроаппаратуры, применяемой  в гидравлических подачах.

Питание сжатым воздухом производится от цеховой  сети. Так как имеющееся масло  не проходит через переливные клапаны, как это имеет место в головке во время работы при наличии насоса, температура масла в головке всегда остается постоянной, и поэтому сохраняется стабильность подачи.

Отрицательные стороны пневмогидравлической подачи - ограниченная величина развиваемого осевого усилия (практически не более 800 кг, поскольку давление в воздушной сети не превышает 4-5 ат); увеличение диаметра воздушного цилиндра с целью дальнейшего повышения усилия подачи, что влечет за собой увеличение габаритов головки. 
 
 
 

 
 

Рисунок - 1.3.   Агрегатные  самодействующие силовые головки:

а - с гидравлической подачей; б — с  плоскокулачковой  подачей

В качестве прототипа  выбрана гидравлическая силовая головка модели 5У4022 ( рис.1.4).

Большое распространение в агрегатных станках получили силовые головки с гидравлическим приводом. Корпус головки служит резервуаром для масла, которое гидронасосом подаеться в панель управления. Оттуда поступает в наружные трубопроводы для подвода к передней и задней полостям цилиндра.  

 

        

      Рисунок 1.4- Силовая головка 5У4022

 

Перемещение корпуса 3 (рис. 1.4) головки по направляющей плите 19 осуществляется гидроцилиндром 20. Гильза цилиндра крепится к головке, а шток — к направляющей плите. Масло в гилроцилиндр поступает через гидропанель Ю типа 5У4222 от малогабаритного сдвоенного пластинчатого насоса 6 типа Г12-4, вращение которому передается от электродвигателя 9 через зубчатый редуктор и упругую муфту 7. Насос 6 расположен в полости 5 корпуса 3, которая заполняется маслом. Чтобы масло из полости 5 не вытекало через подшипники приводного вала 2, последний защищен трубой 4 с уплотннтельнымп резиновыми кольцами.

Залив масла  осуществляется через отверстие, закрытое пробкой 12, через сетчатый фильтр 11. Переключение головки на различные переходы цикла осуществляется перемещением распределительного золотника гидропанелн подач 10. Распредели-тельный золотник может перемещаться с помощью кулачков 18, непосредственно воздействующих на рычаг переключения панели (гидравлические упоры управления), либо посредством электромагнитов, включаемых конечными выключателями 16, на которые воздействуют кулачки 15 (электрические упоры управления). Кулачки 15 и 18 соответственно расположены в Т-образных пазах планок 14 и 17.

Команда на быстрый подвод головки дается включением электромагнита «подвод» гидропанели.

Переключение  на рабоччю подачу осуществляется гидравлическими упорами управления. Команда на быстрый отвод головки может быть подана как гидравлическими упорами управления. так и включением электромагнита «отвод» гидропанели.

Останов головки  в исходном положении осуществляется гидравлическими упорами управления.

Количество и  расположения упоров управления зависят от требуемого цикла работы голови.

Многошпиндельная коробка 1 крепится к фланцу корпуса головки. Шпиндели приводятся во вращение приводным валом 2 через систему  зубчатых  колес.

Смазка направляющих силовых головок осуществляется автоматически от клапана смазки в шести точках. Клапан обеспечивает подачу дозированного количества масла к каждой смазываемой точке один раз за 20 ходов головки. Импульс давления на срабатывание клапана смазки поступает от гидропанелн во время быстрого подвода головки.

Масло для смазки направляющих подается из бачка 13. Масло для смазки   зубчатых колес и подшипников редуктора головки подается через отверстие в корпусе привода из резервуара многошпиндельной коробки, Во время работы головки масло возвращается а шпиндельную коробку по центральной  трубе  головки.