Определение знаменателя ряда частот вращения.

Анализ исходных данных: Основные исходные данные взяты из задания и приведены в таблице 1. Таблица1. Наименование Данные Тип станка Продольно – фрезерный (аналог А662) Тип привода электрический, с односкоростным электродвигателем фланцевого исполнения и сменными колесами. Количество ступеней регулирования z, шт. 18 Максимальный диаметр фрезы D, мм 240 Обрабатываемый материал 𝜎т , Н/мм2 750     Анализ аналога станка: Продольно – фрезерный станок модели А662. Назначение станка: Станок предназначен для фрезерования одновременно с двух сторон плоских поверхностей тяжелых деталей торцовыми, цилиндрическими и концевыми фрезами в условиях серийного и массового производства. На станке можно одновременно обрабатывать группу деталей средних размеров. Техническая характеристика станка А662: Наименование параметров Ед.изм. Величины Рабочая поверхность стола мм 450×1600 Наибольший продольный ход стола мм 1500 Расстояние от оси шпинделя до поверхности стола:     - наибольшее мм 400 - наименьшее мм 115 Расстояние между головками шпинделя:     - наибольшее мм 650 - наименьшее мм 300 Расстояние от оси шпинделя до хобота мм 195 Число скоростей вращения каждого шпинделя шт 12 Число оборотов шпинделя(пределы) об/мин 30 – 375 Количество скоростей подач стола шт 12 Скорость подач стола(пределы) мм/мин 36.5 – 475 Скорость быстрого перемещения стола мм/мин 3750 Мощность:     - главного электродвигателя кВт 6 - привода быстрых перемещений стола кВт 2.3 - привода подач кВт 1.7           Рис.1 Общий вид продольно – фрезерного станка модели А662. Основные узлы станка: (рис.1). Станок А662 смонтирован из отдельных агрегатных узлов: А, Ж – стойки; Б, Е – шпиндельные бабки; В, Д – хоботы; Г – поперечная балка; З – стол; И – станина. Органы управления: На станке имеются квадраты 2 и 3 для ручного перемещения шпиндельных бабок по высоте и квадраты 1 и 4 для перемещения шпиндельных гильз вдоль своей оси, а также рукоятка для переключения величин подач стола. В представленной проекции общего вида эта рукоятка не видна. Движение в станке: Движение резания – вращение каждого из двух шпинделей с фрезами. Движение подачи – продольное поступательное перемещение стола с заготовкой. Вспомогательное движение – быстрое перемещение стола, ручные установочные вертикальные перемещения шпиндельных бабок и ручные поступательные перемещения гильз со шпинделями вдоль оси. Принцип работы: Обрабатываемые детали закрепляют на столе, которому сообщается поступательное движение только в продольном направлении. В двух горизонтальных шпинделях, смонтированных в выдвижных гильзах, расположенных в шпиндельных бабках, могут быть закреплены различные типы фрез. Настройка станка в соответствии с конфигурацией и размерами обрабатываемой детали производится перемещением шпиндельных бабок в вертикальных направлениях и шпиндельных гильз в горизонтальных направлениях вдоль оси. Станок позволяет работать по полуавтоматическом циклу: Быстрый подвод – рабочая подача – быстрый отвод в исходное положение и остановка; для этой цели предусмотрен командоаппарат и переставные кулачки, расположенные в боковом пазу стола.

Расчет режимов резания и расчетных усилий.

 

Цель расчета режимов резания:

установление оптимальных режимов обработки заготовки;

 определение предельных частот вращения шпинделя станка и мощности ЭДВ.

 

Вначале выбираем виды фрезерования в зависимости от того, какие фрезы можно использовать на станке. При выборе пользуемся данными станка-аналога, а такжеисходные данные.

Расчет:

 

Максимальный размер заготовки согласно таблице1[1] вычисляется по формуле:

 

0.7L×0.7B =0.7×1600×0.7×450, где

L = 1600 мм – длина стола станка – аналога;

B = 450 мм – ширина стола станка – аналога.

Тогда наибольший размер обрабатываемой заготовки будет 1120×315 мм.

Произведем расчеты режимов резания для чернового и чистового фрезерования торцовой, концевой и цилиндрической фрезами.

В качестве примера проведем расчет чернового фрезерования торцовой фрезой максимального диаметра и чистовой обработки концевой.

Максимальный диаметр торцевой фрезы по заданию и по ГОСТ 24359-80

D = 250 мм;

диаметр концевой фрезы определяем согласно таблице1[1]:

d_к = 0.15× D = 0.15×250 =37.5мм. Примем ближайшую по диаметру стандартную концевую фрезу по ГОСТ 17026 – 71*. Тогда d_к = 36 мм;

Диаметр цилиндрической фрезы по ГОСТ 29092 – 91 равен 160мм.

 

Черновое фрезерование торцевой фрезой:

 

B = D/1.25 = 250/1.25 =200 мм – ширина фрезерования (назначается для достижения производительных режимов резания диаметр фрезы D должен быть больше ширины фрезерования B, т.е. D=(1.25 – 1.5) ×B).

t = 5 мм – глубина фрезерования (назначается при черновом фрезеровании [2])

S_z = 0,15мм/зуб – подача на один зуб фрезы(стр. 283[2]);

z = 24 – число зубьев фрезы;

T = 240 мин – стойкость фрезы(стр. 290[2]);

𝜑 = 45⁰ – угол в плане фрезы;

Торцевая фреза с ножами, оснащенными пластинами из быстрорежущей стали Р6М5(по рекомендации [1]);

Схема установки фрезы – смещенная.

Скорость резания:

м/мин

Но по примечанию стр.290[2] необходимо полученную скорость умножить, на коэффициент равный 1.1 и тогда получаем скорость резания:

V_р = V×1.1 = 39.6≈40 м/мин.

где

По табл.39[2]:

С_V = 41 – коэффициент;

Показатели степени:

x=0,1; y=0,4; m=0,2; u=0.15;q=0.25; р=0.

K_V– поправочный коэффициент на скорость резания, учитывающий влияние:

К_мV=K_r×(750/𝛿_в)^-n =1×(750/750)^0.9=1 – коэффициент учитывающий материал заготовки, где

𝛿_в - Предел кратковременной прочности, [МПа];

K_r= 1,0 – коэффициент для материала инструмента(стр262[2]);

n_v =0,9 – показатель степени при обработке(стр262[2]).

К_nV=0,8 - коэффициент учитывающий состояние поверхности (стр.263[2])

К_uV=1,0 - коэффициент учитывающий материал инструмента (стр.263[2])

K_V = К_мV × К_nV × К_uV=1×0.8×1.0=0.8

 

Частота вращения фрезы, соответствующая найденной скорости резания:

 ,об/мин

Главнаясоставляющаясилрезанияприфрезеровании–окружная сила:

 

P_z=((10×С_р×t^X×S_z^Y×B^u×z)/(D^q×n^w))×K_P=((10×82.5×5^0.95×0.15^0.8×200^1.1×24)/(250^1.1×51⁰)×1=15667Н.

Но по примечанию стр.291[2] необходимо полученную окружную силу умножить, на коэффициент равный 1.2:

P_z=P_z×1.2 =15667×1.2 =18800 Н

Где (из стр.291[2])

С_р=82.5 коэффицент;    

x =0.95; y =0,8;  u=1.1;q= 1.1;w=0 – показатели степени.

К_Рм– поправочный коэффициент учитывающий влияние качества обрабатываемого материала на силовые зависимости.

К_mP =( 𝛿_в /750)ⁿ = (750/750)^0,3= 1

n=0.3 – показатель степени (стр.264[2]).

Крутящий момент на шпинделе:

М_кр=(P_z×D)/(1000×2)=(18800×250)/2000=2350 Н×м

Мощность резания:

N = (P_z×V)/(1020×60)=18800×40/61200=12.3 кВт.

Чистовое фрезерование концевой фрезой:

D = 0,15×D_{торцев.фрезы} =0,15×250 = 37.5 – диаметр инструмента, табл.1[1] и согласуя с ГОСТ 17026 – 71 выбираем окончательно диаметр концевой фрезы:

D = 36 мм.

B =26 мм – ширина фрезерования (назначается для достижения производительных режимов резания диаметр фрезы D должен быть больше ширины фрезерования B, т.е. D =(1.25 – 1.5)×B)⇒B =D/1,375.

t =0.5 мм – глубина фрезерования (назначается при черновом фрезеровании [2])

S_z =S/z =0.25/6 = 0,042мм/зуб – подача на один зуб фрезы(стр. 283[2]и с помощью линейной интерполяции);

z = 6 – число зубьев фрезы;

Концевая фреза с напаянными пластинами из твердого сплава марки ВК8(по рекомендации [1]);

T = 112 мин – стойкость фрезы(стр. 290[2]и с помощью линейной интерполяции).

Скорость резания:

м/мин

где

По табл.39[2]:

С_V = 234 – коэффициент;

Показатели степени:

x=0,24; y=0,26; m=0,37; u=0.1;q=0.44; р=0.13

K_V– поправочный коэффициент на скорость резания, учитывающий влияние:

К_мV=K_r×(750/𝛿_в)^-n =1×(750/750)^-1=1 – коэффициент учитывающий материал заготовки, где

𝛿_в - Предел кратковременной прочности, [МПа];

K_r= 1,0 – коэффициент для материала инструмента(стр262[2]);

n_v =1,0 – показатель степени при обработке(стр262[2]).

К_nV=0,8 - коэффициент учитывающий состояние поверхности (стр.263[2])

К_uV=0.4 - коэффициент учитывающий материал инструмента (стр.263[2])

K_V = К_мV × К_nV × К_uV=1 ×0.8×0.4=0.32

 

Частота вращения фрезы, соответствующая найденной скорости резания:

 ,об/мин

Главнаясоставляющаясилрезанияприфрезеровании–окружная сила:

 

P_z=((10×С_р×t^X×S_z^Y×B^u×z)/(D^q×n^w))×K_P=

= (10×12.5×0.5^0.85×0.042^0.75×36¹×6)/(36^0.73×858^0.13)×1=211 Н.

Но по примечанию стр.291[2] необходимо полученную окружную силу умножить, на коэффициент равный 1.2:

P_z=P_z×1.2 =176×1.2 =211 Н

 

Где (из стр.291[2])

С_р=12.5 коэффицент;    

x =0.85; y =0,75;  u=1.0;q= 0.73;w= – 0.13 – показатели степени.

К_Рм– поправочный коэффициент учитывающий влияние качества обрабатываемого материала на силовые зависимости.

К_mP =( 𝛿_в /750)ⁿ = (750/750)^0,3= 1

n=0.3 – показатель степени (стр.264[2]).

Крутящиймоментнашпинделе:

М_кр=(P_z×D)/(1000×2)=(211×36)/2000=7.758≈8 Н×м

Мощностьрезания:

N = (P_z×V)/(1020×60)=211×97/61200=0.33 кВт.

Для оставшихся переходов занесем данные в таблицу 3.

 

 

Таблица 3

Режимы резания

№ пп	Вид обработки		Размеры обработки(L× B)	Материал заготовки	Режущий инструмент	Элементы режима резания
						Ширина  фрезерования	Глубина	Подача	Стойкость	Скорость резания	Частота вращения	Сила резания	Мощность резания	Крутящий момент
						B	t	Sz	T	V	n	Pz	N	Mкр
						мм	мм	мм/зуб	мин	м/мин	об/мин	Н	кВт	Н×м
1	Торцевое фрезерование Плоскости	Черновое	1120×315 мм	Конструкционная сталь 𝛿т=750 Н/мм2	Торцевая фреза Р6М5 ГОСТ 9473-80 ∅250мм	200	5	0.15	240	40	51	18800	12.3	2350
		Чистовое			Торцевая фреза ВК8 ГОСТ 9473-80 ∅250мм	200	0.5	0.015	240	235	300	422	1.62	52.75
2 2	Концевое фрезерование плоскости	Черновое			Концевая фреза Р6М5 ГОСТ17026–71 ∅36мм	26	5	0.1	112	34	301	4454	2.47	80
		Чистовое			Концевая фреза ВК8 ГОСТ17026–71∅36мм	26	0.5	0.042	112	97	858	211	0.33	3.80
3	Цилиндрическое фрезерование плоскости	Черновое			Цилиндрическая фреза Р6М5 ГОСТ 29092-91 ∅160мм	250	5	0.15	192	27	54	63602	28	5088
		Чистовое			Цилиндрическая фреза ВК8 ГОСТ 29092-91 ∅160мм	250	0.5	0.06	192	125	249	4826	9.86	386

 

 

Вывод:

На проектируемом станке применение чернового фрезерования максимальной по диаметру цилиндрической фрезой и с приведенными данными режимами резания (табл.3) нецелесообразно. Это связанно с возникновением больших сил резания, потреблением высокой мощности и т.д. Таким образом, исключая данный тип фрезерования из расчета, приходим к следующим предельным значениям, которые берем за основу проектирования.

Исходя из таблицы 3, находим:

Предельные значения:

 

1. n _min = 51 об/мин     и   n _max = 858 об/мин;

2. Максимальная мощность резания составляет N =12.3 кВт;

3. Максимальный крутящий момент M_кр = 2350 Н×м.

 

 

2. Кинематический расчет привода главного движения:

 

Целью кинематического расчета является разработка кинематической схемы (КС) привода. Расчет выполняется на основе графоаналитического метода.

Исходными данными для кинематического расчета являются:

1. Количество ступеней регулирования частот вращения .

2. Предельные значения частот вращения на выходе ПГД:

                n _min = 51 об/мин и n _max = 858 об/мин;

 

Определение знаменателя ряда частот вращения.

Найдем диапазон регулирования скоростей:    

При ступенчатом регулировании ряда частот вращения привода строится по геометрическому закону, поэтому диапазон регулирования R, число степеней регулирования z и знаменатель 𝜑 связанны между собой:

По рекомендации [1] в соответствие с рядом стандартных значений, выбирается ближайшее значение знаменателя ряда:

, и выписывается для него ряд частот вращения:

57; 64; 72; 81; 91; 102; 114; 128; 143; 160; 179; 200; 224; 251; 281; 315; 353; 395 об/мин.

, тогда ряд частот вращения имеет вид:

64; 81; 102; 129; 163; 205; 259; 326; 411; 518; 653; 823; 1037; 1307; 1647; 2075; 2615; об/мин.

Стандартный ряд не обеспечивает необходимое число ступеней регулирования, поэтому знаменатель ряда выбираем расчетный и для него находим ряд частот вращения:

n1=nmin= 51 [об/мин]	n10 = n9×𝜑 =193×1.181=228
n2 = n1×𝜑 =51×1.181=60	n11 = n10×𝜑 =228×1.181=269
n3 = n2×𝜑 =60×1.181=71	n12 = n11×𝜑 =269×1.181=318
n4 = n3×𝜑 =71×1.181=84	n13 = n12×𝜑 =318×1.181=376
n5 = n4×𝜑 =84×1.181=99	n14 = n13×𝜑 =376×1.181=444
n6 = n5×𝜑 =99×1.181=117	n15 = n14×𝜑 =444×1.181=524
n7 = n6×𝜑 =117×1.181=138	n16 = n15×𝜑 =524×1.181=619
n8 = n7×𝜑 =138×1.181=163	n17 = n16×𝜑 =619×1.181=730
n9 = n8×𝜑 =163×1.181=193	n18 = n17×𝜑 =731×1.181=861

 

---

Дата добавления: 2018-06-27; просмотров: 612; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

---

123456Следующая ⇒

---

Мы поможем в написании ваших работ!