Введение

Металлорежущие станки являются основной составной частью технической базы машиностроения. Знание металлорежущих станков, основ их расчета и конструирования - необходимое условие подготовки инженера-технолога по механической обработке деталей, инженера-конструктора, работающего в области проектирования и модернизации станков, инженера-механика, занятого вопросами эксплуатации и ремонта станков, инженерам, занимающимся внедрением комплексной механизации и автоматизации на машиностроительных предприятиях.

Целью проектирования является углубление и закрепление теоретических знаний, полученных из учебной и специальной литературы, а также приобретение и развитие практических навыков по разработке отдельных узлов металлорежущих станков.

Наиболее полно перечисленным задачам отвечают темы проектов, связанные с проектированием цепей главного привода металлорежущих станков.

Курсовой проект состоит из графической и расчетной частей. Примерное содержание графической части:

Результат конструирования отражается в чертежах в виде формы, размеров, расположения деталей, технических требований и т. п. Проектирование дополнительно включает проведение расчетов, которые излагаются в пояснительной записке, составление спецификаций, контроль правильности чертежей и др. конструкторской документации.

Основные этапы проектирования:

1) разработка технического предложения, в котором обосновываются главные особенности проектируемого изделия (базовая модель или прототип, кинематическая структура, компоновка, системs управления, основные технические характеристики, в том числе предполагаемые габаритные размеры, масса и т.д.);

2) разработка эскизного проекта, который включает чертежи узлов с принципиальными новыми конструктивными решениями, раскрывает в общих чертах устройство изделия и принцип его действия;

3) разработка технического проекта содержит окончательные технические решения; общие виды узлов должны быть готовы для деталирования, чертежи и другая документация должны давать полное представление об изделии;

4) разработка рабочего проекта, который должен содержать всю документацию, необходимую для изготовления изделия (рабочие чертежи всех деталей и узлов, кинематическую, электрическую и другие схемы, спецификации и ведомости, руководство по обслуживанию станка и др.).

Коробки передач современных, особенно универсальных станков имеют большое число ступеней и большой диапазон регулирования скоростей. Они должны быть простыми и компактными, иметь малый вес, минимальное количество валов, передач, высокий к.п.д., низкий уровень шума. Конструкция коробок должна быть технологичной, надежной в эксплуатации, удобной в ремонте и обслуживании. Наиболее простыми по конструкции обычно бывают коробки передач с так называемой множительной структурой. Они состоят из элементарных двухваловых механизмов, последовательно соединенных между собой. Число ступеней скорости шпинделя Z при настройке последовательно включенными групповыми передачами (в многоваловых коробках) равно произведению чисел передач в каждой группе.

При заданном числе ступеней скорости шпинделя количество групп передач, количество передач в каждой группе и порядок положения групп может выбираться различным. Этот выбор в основном и определяет кинематику и конструкцию коробки скоростей. Правила, порядок разработки и оформление документов устанавливается комплексом стандартов - единой системой конструкторской документации (ЕСКД и ЕСКД СЭВ). При разработке конструкции студенты должны по возможности использовать стандартные детали и узлы, обеспечивающие требования взаимозаменяемости (единой системы допусков и посадок - ЕСДП СЭВ).

Предлагаемые методики расчета не являются исчерпывающими, в которых излагаются лишь вопросы выбора и обоснования технической характеристики станка, кинематического и силового расчетов привода главного движения.

Подготовительная работа начинается с анализа задания. При этом недостаточно понять назначение проектируемого узла станка и обратить внимание на его указанные характеристики. Необходимо подойти к заданию критически, оценив предварительно целесообразность каждой характеристики, полноту сведений в задании. Для проектирования необходимо знание таких исходных данных и основных требований к станку, как определяющие размеры, силовая характеристика, скорости, точность, объем выпуска (серийность), предполагаемые условия эксплуатации и др. Часть этих сведений может содержаться в задании, часть будет найдена при проектировании или при знакомстве с аналогичными существующими образцами.

Знакомство с прототипом или аналогами возможно по их чертежам, описанию в технической литературе, по патентным материалам, а также в натуральном виде. Конструктор должен проанализировать и сравнить существующие конструкции. Для этого необходимо выявить особенности станков (узлов) и оценить эти особенности, т. е. ответить на вопрос, каковы их достоинства и недостатки. Следует иметь в виду, что в различных условиях одна и та же конструкция может обладать различными свойствами.

В узлах следует обращать внимание на типы подвижных соединений (со скольжением или с качением, гидродинамические или гидростатические), на способы регулирования зазоров или создания предварительного натяга, на тип источника движения (электро- или гидродвигатель), на систему смазывания и т. д.

В результате подготовительной работы выявляют существующие конструктивные решения, которые целесообразно применить полностью или частично. Кроме того, намечают направления совершенствования существующих конструкций, во избежание их недостатков.

В процессе подготовительной работы и при последующих расчетах возникает основной замысел и определяются главные параметры конструкции, ее технические характеристики. Под основным замыслом подразумевается структурная схема (исполнительные звенья и их движения), выбор прототипа, ориентировочные наметки в самом общем виде кинематической схемы и компоновки или их важнейших частей.

В дальнейшем подробно, с учетом параметров движений и размеров разрабатывают кинематическую схему и компоновку станка. Схема и компоновка частично независимы, частично взаимосвязаны. Изменение компоновки, например замена вертикальной оси револьверной головки горизонтальной, может потребовать изменений в зубчатых передачах привода поворота головки (введение конической передачи). От двигателя, вынесенного со станка, движение передается чаще всего через ременную передачу, а от фланцевого двигателя - через муфту или зубчатую передачу. Но и проработка кинематической схемы может повлиять на компоновку. Так, при большом числе передач в коробке скоростей может оказаться целесообразным разделенный привод, а введение гитары сменных колес связано с расположением ее в зоне, удобной для обслуживания. Учитывая сказанное, кинематическую схему и компоновку разрабатывают иногда последовательно, а иногда параллельно, по частям.