3.Методические указания

Общие сведения. Конструкция, кинематика. Расчёт основных технических характеристик станка. Выбор оптимальных режимов резания.

1. Общие сведения. Конструкция, кинематика. Расчёт основных технических характеристик.

   1. Основные сведения о станке. Студент дает краткую характеристику станка: его назначение, расшифровку входящих в обозначение цифр и букв, назначение станка, вид производства (единичное, серийное, массовое), где он применяется; основные параметры станка; основные узлы и их назначение; название и размеры обрабатываемых деталей; применяемый режущий инструмент и материал, из которого он изготовлен; затем производится вычерчивание кинематической цепей; главного движения – синим цветом, движение подач – коричневым, вспомогательных движений – красным.

   2. Расчёт основных технических характеристик станка.

После выполнения пункта 1.1 рассчитываются основные технические характеристики станка:

1.Пределы чисел оборотов шпинделя n_min и n_max , диапозон регулирования R и теоретическое значение ф.

Эти характеристики определяются в следующей последовательности:

а) составляется уравнение кинематической цепи главного движения (см. кинематическую схему) по формуле :

n_шп=n_эд∙(d₁/d₂)∙Ψ∙i_кс

где n_шп – число оборотов шпинделя в минуту;

n_эд– число оборотов электродвигателя в минуту;

d₁,d₂ – диаметры шкивов соответственно ведущего и ведомого, мм;

Ψ – кэффициент, учитывающий проскальзывание ремня;

Ψ = (0.98-0.985). В случае, если от эл. двигателя передача идёт с помощью зубчатых колёс, то в формуле чисел оборотов шпинделя вводится передаточное отношение зубьев колёс; тогда (d₁/d₂)∙Ψ∙ исключается и формула принемает вид:

n_шп=n_эд(z₁/z₂)∙i_n

i_кс-передаточное число коробки скоростей

i_кс=i­₁∙i₂∙i_n.

где i₁- передаточное отношение между первым и вторым валами коробки скоростей;

i₂- передаточное отношение между вторым и третим валами коробки скоростей;

i_n- передаточное отношение между n-I валов и шпинделем.

Подсчитав численные значения в уравнении кинематического баланса определяется n_max и n_min числа оборота шпинделя.

б) определяется диапазон регулирования

R=n_max/n_min,

где n_max и n_min наибольшее и наименьшее числа оборотов шпинделя в минуту;

в)определяетс ятеоретическое значение знаменателя прогрессии φ

φ=

где k – количество различных чисел оборотов шпинделя. Полученное теоретическое значение ф корректируется по стандартному значению: 1,06; 1,12; 1,26; 1,41; 1,58; 1,78; 2.

Зная n₁ и ф определяются все промежуточные числа оборотов шпинделя,

т. е. n₂ =n₁ф; n₃=n₁ф и т. д.

2.КПД привода станка определяется по формуле

где ŋ_{р п} – КПД ременной передачи, равный 0,98;

ŋ_{з к} – КПД зубчатых колёс, равный 0,97;

ŋ_{п к} – КПД подшипников качения, равный 0,99;

ŋ_{п с} – КПД подшипников скольжения, равный 0,97;

ŋ_под – доля подачи, затрачиваемая на коробку подач , равная 0,75;

α – число последовательно расположенных ременных передач в приводе;

β – число зубчатых пар, учавствующих в работе;

γ,δ– число пар подшипников качения и скольжения соответственно.

3. Эффективная мощность на шпинделе

N_эф=N_эд∙ŋ

где N_эф- мощность на шпинделе,квт;

N_эд - мощьность электродвигателя, квт;

3. Предельные (наименьший и наибольший) крутящие моменты на шпинделе определяются по формуле

M_1;к=(9740∙N_эф)/n_1;к Н∙м,

где n_1;к – минимальное и максимальное число о оборотов шпинделя в минуту.

3. Максимально допустимый крутящий момент на шпинделе по слабейшему элементу привода определяется по формуле

М_д= Р_зmz/100∙2 Н∙м,

где М_д – максимально допустимый крутящий момент;

Р_з – допустивое усилие изгиба, действующее на зуб шестерни, Н;

m– можуль шестерни, мм;

z – число зубьев шестерни.

Р_з=ybtσk_yk_∑

где y - коэффициент формы зуба y=0,154-(0,912/z);

b- ширина зубьев шестерни b=Ψm, Ψ = 10÷15

t – шаг зубьев шестерни(t=πm), мм;

σ – допустимое напряжение материала зубьев на изгиб в Н/мм² (σ=260÷300 Н/мм²);

k_y – коэффициент учитывающий влияние окружной скорости (k_y = 1);

k_∑ - коэффициент перекрытия зуба(k_∑ = 1);

Максимально допустимый крутящий момент должен быть больше момента по шпинделю, т. е. М_д>М_∑.

3. Предельные величины подачи S_min и S_max.

составляется уравнение кинематической цепи подачи по формуле

S=1_{об шп} ∙i_I ∙i_кп∙i_ф (мм/об)

где 1_{об шп} – один оборот шпиндел;

i_I - передаточное отношение гитары сменных шестерен;

i_кп – передаточное отношение корочбки подач;

i_ф – передаточное отношение фартука.

Затем определяетя S_min и S_max.

3. Максимально допустимое усилие подачи по прочности реечной шестерни определяется по формуле

Р_{д п} = ybtσk_yk_∑,

где Р_{д п} – допустимое усилие подачи.

Остальные обозначения те же, что и в п. 1,2,5.

В некоторых станках, где отсутствует рабочий орган подач – рейка и реечная шестерня, расчет производится по винту и гайке. Так у горизонтально-фрезерных станков продольная подача осуществляется винтом с шагом 6 мм.

Расчет усилия подачи ведётся так:

Р_{д п} = 0,78gz(d²_н – d²_в),

где g – среднее допустимое удельное давление в в итках винта и гайки для стали по бронзе равное 800Н/мм²;

z – число полных витков на длине гайки(z=6÷8);

d_н , d_в – наружный и внутренний диаметры винта, мм(d_н=6мм, d_в=5,72 мм).