1.2 Определение предельных значений и диапазона регулирования частоты вращения шпинделя

Для станков с вращательным главным движением предельные значения частот вращения шпинделя определяются по формулам:

, (6)

Определяем диапазон регулирования частот вращения R_N по формуле:

(7)

При обработке цилиндрическими фрезами:

d_max = 200 мм, d_min = 50 мм, ,

,

При обработке торцовыми фрезами:

d_max = 320 мм, d_min = 80 мм, ,

,

_{Учитывая возможное совершенствование режущих инструментов и технологии обработки, значение RN для проектируемого станка увеличиваем примерно на 25%, соответственно изменяя верхний предел чисел оборотов шпинделя nmax [4, ].}

1.3 Предварительное определение мощности электродвигателей приводов главного движения и подач

Мощность электродвигателя привода главного движения определяется по формуле:

, (8)

где N_эфф – полезная мощность резания для наиболее эффективного режима, кВт;

η_гл - КПД цепи главного движения, для предварительных расчетов принимают η_гл = 0,7…0,85;

1,25 – допускаемая для универсальных станков перегрузка электродвигателя на 25%.

Полезная мощность резания N_эфф определяется для наиболее эффективного режима по формуле:

, (9)

где Р_Z – наибольшее (эффективное) значение составляющей силы резания, кгс, определяемое по эмпирическим формулам из нескольких характерных режимов черновой обработки по справочной литературе;

V – скорость резания, м/мин для режимов с наибольшим значением Р_Z

Наибольшее значение составляющей силы резания Р_Z определяем при следующих условиях материал заготовки – сталь средней твердости, материал режущей части фрезы при цилиндрическом фрезеровании – быстрорежущая сталь, при торцовом – твердый сплав; глубина резания и подача на зуб фрезы – наибольшие, ширина фрезерования – максимальная, диаметр фрезы – наибольший, а ее стойкость – наименьшая [4, с.94]

Составляющую силы резания Р_Z , Н при фрезеровании рассчитываем по формуле [3, с.282]:

, (10)

где С_Р , x, y, u, q, w – коэффициенты [3, с.291, табл.41];

К_мр – коэффициент, определяемый по формуле [3, с.264]:

(11)

При черновой обработке конструкционной стали торцовыми фрезами из ТС с S_{z max} = 0,23 мм/зуб, t_max = 8 мм, d_max = 320 мм, Т = 80 мин [2, с.194], b_max = 200 мм, z = 30 [3, с.187], :

,

При черновой обработке конструкционной стали цилиндрическими фрезами из БРС с S_{z max} = 0,62 мм/зуб, t_max = 8 мм, d_max = 100 мм, Т = 200 мин [2, с.194],

b_max = 200 мм, z = 16 [3, с.182], :

,

Наибольшее значение составляющей силы резания: .

Сравниваем рассчитанную мощность привода главного движения с мощностью аналогичных станков:

1) 6560 (Размеры рабочей поверхности стола 630х1600) – мощность привода главного движения 15 кВт

2) 6А56 (Размеры рабочей поверхности стола 800х2000) – мощность привода главного движения 22 кВт

Выбираем электродвигатель АИР250М4: 

- мощность электродвигателя ;

- частота вращения вала электродвигателя .

Привод подачи имеет отдельный электродвигатель, мощность которого определяется по формуле:

, (12)

где η_п = 0,15…0,2 – КПД цепи подач

Q - тяговая сила подачи, Н (см. пп. 1.4)