Определение мощности приводов механизмов резания и подачи деревообрабатывающего фрезерного станка с нижним расположением шпинделя типа

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ  И НАУКИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН

ВОСТОЧНО-КАЗАХСТАНСКИЙ  ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ  ИМ. Д.СЕРИКБАЕВА

 

Кафедра технологических  машин и оборудования

 

 

 

 

 

 

курсовой  проект

 

 

По дисциплине:  Оборудование отрасли

На тему: Определение мощности приводов механизмов резания и подачи деревообрабатывающего фрезерного станка с нижним расположением шпинделя типа ФС-1

 

 

 

Разработал:	Сыдыков М. Т студент группы 08-СД-1
Руководитель проекта:	Елеукенов М.Т преподователь.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Усть-Каменогорск  2011

 

СТРУКТУРА КУРСОВОГО ПРОЕКТА

1. Введение (цель и задачи курсового проекта)
2. Общая часть
1. Назначение и полная классификация станка.
2. Место станка в технологическом потоке.
3. Описание конструкции станка и принципа работы с указанием взаимодействия 
   механизмов функциональных узлов.
4. Техническая характеристика станка с предельными параметрами обработки.
5. Режущий инструмент (вид, тип, номер ГОСТа, линейные и угловые размеры).
6. Обеспеченность требованиям стандартов безопасности (ограждения, блокировки).

3. Расчетная часть.

1. Расчет скорости резания и скорости подачи по кинематической схеме станка
2. Расчет потерь мощности в передаточных механизмах приводов резания и подачи, построение ручьевых диаграмм.
3. Решение обратной задачи по резанию древесины, назначение скорости подачи заготовки.
4. Построение расчетной схемы станка - функциональной схемы, совмещенной с планом сил.
5. Определение значений составляющих силы резания и суммы их проекций на оси X и У.
6. Составление уравнения тягового баланса, определение значения тягового усилия.
7. Определение значений потребляемой мощности на резание и подачу, вывод о возможности выполнения задания.
8. Заключение, общие выводы.

 

ГРАФИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

В состав графической части  проекта входят чертежи: общего вида станка, его кинематическая и функциональная схемы.

Лист 1: общий вид фрезерного станка ФС-1

Лист  2:  рабочий узел станка

Лист 3: детали станка

Календарный график выполнения проекта

Разделы	Общая часть	Расчетная часть	Графическая часть	Оформление
Удельный вес, %	20	30	40	10
Сроки выполнения

 

Задание выдано __________________________ Срок выполнения _____________________

Студент ________________________________________________ (подпись)

Руководитель ___________________________________________ (подпись)

 

Оглавление

 

 

ВВЕДЕНИЕ…………………………………………………...…………………..................	3
1. Анализ конструкции станка .…………………….……...……………………………….	4
1.1. Назначение и полная классификация станка..………………………………...…..	4
1.2. Место станка в технологическом потоке…………………………………………..	5
1.3. Описание конструкции станка с указанием взаимодействия механизмов  функциональных узлов …………………………………………………………….…….....	7
1.4. Техническая  характеристика станка с предельными  параметрами обработки	12
1.5. Режущий  инструмент…………………………………………………….…………	13
1.6. Обеспеченность  требованиям стандарта безопасности	14
2.  Кинематические расчеты……………………………………………...…..……….……	16
2.1. Расчет скорости подачи………………………………………………...…..….……	17
2.2. Расчет скорости резания …………………………………...……………….………	18
3. Расчет потерь мощности в элементах кинематической цепи………………………….	20
4. Решение обратной задачи  по резанию…………………………………………………..	22
4.1. Расчет скорости подачи по  мощности резания……………………………………	22
4.2. Расчет скорости подачи по  заданному уровню шероховатости  обрабатываемой поверхности………………………………………………………………………………….	23
4.3. Расчет скорости подачи по  работоспособности инструмента……………………	24
5. Расчет сил и мощности  резания………………………………………………………….	26
6. Составление уравнения  тягового баланса по расчетной  схеме………………………	28
ЗАКЛЮЧЕНИЕ…………………………………………………………………..……….....	30
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК……………………………………………...……....	31

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                                     ВВЕДЕНИЕ

На фрезерных станках  производится обработка заготовок  из древесины и древесных композиционных материалов (древесностружечных, столярных, древесноволокнистых плит и фанеры).

Заготовками называются отрезки  древесины или древесных материалов, имеющие размеры равные или кратные  размерам деталей с учетом припусков  на последующую обработку, в том  числе на усушку. Заготовки получают в результате раскроя пиломатериалов или композиционных материалов, имеющих  большие размеры по сечению, длине  или площади.

В зависимости от методов  получения деревянных заготовок  различают: пиленые, полученные в результате обработки на круглопильных или  ленточнопильных станках, и калиброванные (строганые), полученные из пиленых  фрезерованием в заданный размер но сечению на четырехсторонних продольно-фрезерных станках **ли соответствующих линиях обработки брусковых деталей. В настоящее время широкое распространение получают клееные заготовки, полученные путем склеивания по длине и по ширине более мелких заготовок. На фрезерных станках в большинстве случаев обрабатываются строганые заготовки, предназначенные для изготовления разнообразных деталей в производстве мебели, столярно-строительных деталей, судо-, авто-, вагоностроении, сельхозмашиностроении и ряде других отраслей промышленности.

Заготовки изготавливают  из древесины различных пород: хвойных (сосны, ели, лиственницы, кедра, пихты  и др.), твердых лиственных (березы, бука, дуба, ясеня), мягких лиственных (осины, липы и др.).

Промышленность выпускает  заготовки для специализированных производств: лыж, музыкальных инструментов, бочек, ткацких челноков, катушек, шпуль  и т. д. по соответствующим ГОСТам и техническим условиям (ТУ).

С целью увеличения полезного  выхода древесины номинальные размеры  сечений заготовок приближены к  соответствующим размерам выпускаемых  пиломатериалов и установлены ГОСТ для древесины влажностью 15 %. Заготовки влажностью более 15 % должны выпускаться с припуском на усушку. Влажность заготовок обычно должна соответствовать заданной техническими условиями или стандартами влажности для выпускаемых деталей

 

 

 

                               1. Анализ конструкции станка

1.1. Назначение  станка и полная классификация  станка

Технологический процесс  получения готовой детали из заготовки  в общем случае включает ряд последовательных операций, выполняемых на фуговальных, рейсмусовых, четырехсторонних продольно-фрезерных, собственно фрезерных, шлифовальных и  других станках. В результате выполнения этих операций на заготовке формируются  новые поверхности, точное положение  которых относительно друг друга  достигается соответствующим положением технологической базы заготовки  на установочных и направляющих поверхностях конструктивных элементов станка.По конструктивным и технологическим признакам различают следующие основные типы фрезерных станков: с нижним расположением шпинделя, копировальные с верхним расположением шпинделя, карусельные и модельные. Фрезерные станки предназначены для плоской, профильной и рельефной обработки прямолинейных и криволинейных деталей и узлов способом фрезерования, в том числе формирования сквозных и несквозных профилей, контуров, выборки пазов, гнезд, шипов и т. д.На станках с нижним расположением шпинделя производят следующие виды обработки деталей: продольную плоскую и. фасонную, криволинейную обработку прямых и фасонных кромок, по наружному и внутреннему контуру щитов и рамок, несквозную зарезку пазов, а также шипов и проушин. Следует отметить, что в условиях специализированных производств продольную обработку деталей производительнее выполнять на станках проходного типа продольно-фрезерных: рейсмусовых и четырехсторонних.На копировальных станках с верхним расположением шпинделя фрезеруют прямолинейные и криволинейные боковые поверхности, щиты и рамки, выбирают пазы, гнезда, полости различной конфигурации, сверлят и зенкуют отверстия, а при наличии специальных приспособлений нарезают короткие резьбы, вырезают пробки, выполняют различные художественные работы.На карусельных станках с большой производительностью выполняют криволинейную обработку по копиру прямых и фасонных кромок брусковых и щитовых деталей, в том числе и по контуру. Модельные станки позволяют производить фрезерование верхних и боковых поверхностей деталей сложной конфигурации, а также расточку, обточку, сверление и другие подобные операции при изготовлении литейных моделей и стержневых ящиков в специализированных литейных производствах.

 

1.2. Место станка  в технологическом потоке

Планировка оборудования на отдельных рабочих местах и  на участке в целом оказывает  большое влияние на общий ход  производственного процесса и производительность труда.

Нерациональная планировка оборудования приводит к неэкономному использованию производственных площадей, удлинению путей прохождения  деталей в процессе их изготовления, появлению излишних и встречных  грузопотоков, ухудшению условий  труда на отдельных рабочих местах и их обслуживания и, в конечном счете, к снижению уровня техники, организации  и культуры производства на данном участке.

Рациональная планировка оборудования участка и отдельных  рабочих мест должна обеспечить создание необходимых условий для высокопроизводительной и безопасной работы всего производственного  и обслуживающего персонала при  наиболее эффективном и экономном  использовании производственных площадей.

Оборудование размещается  в соответствии с общей организацией производства на заводе, планировкой  цеха, а также применяемыми транспортными  средствами для межоперационных  перемещений деталей в процессе обработки.

В современных механических цехах применяются следующие  принципы планировки оборудования:

а) групповой, предусматривающий размещение станков однородными группами, объединяющими станки одного типа (например: токарные, фрезерные, строгальные и т. д.) и примерно равных или близких габаритов (мелкие, средние, крупные);

б) поточный, при котором станки размещаются по потоку, т. е. в порядке, определяемом последовательностью отдельных технологических операций обработки одной или группы однотипных деталей;

в) комбинированный, предусматривающий размещение однотипных станков небольшими группами, располагаемыми на отдельных специализированных участках по потоку, который определяется технологическим процессом обработки деталей, изготовляемых на данном участке.

Поточный принцип  планировки оборудования является наиболее прогрессивным принципом планировки оборудования в механических цехах.

При расположении группы (комплекта) станков по потоку создаются условия, необходимые для обеспечения  максимальной производительности труда  и сокращения продолжительности  цикла обработки.

Повышение производительности труда при обработке деталей  на поточной линии достигается за счет выполнения технологических операций на настроенных станках, оснащенных высокопроизводительными приспособлениями и инструментами и связанных  между собою транспортными устройствами (рольгангами, конвейерами, скатами) для  межоперационных перемещений обрабатываемых деталей. Сокращение производственного  цикла при обработке на поточной линии обеспечивается за счет того, что процесс обработки осуществляется непрерывно; при этом отсутствуют  потери времени на межоперационное  хранение деталей и затраты времени  на передачу деталей от одной операции к другой.

В поточной линии, в порядке определяемом последовательностью отдельных технологических операций, располагаются станки различных типов: токарные, фрезерные, сверлильные и т. д

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.3. Описание конструкции  станка с указанием взаимодействия  механизмов функциональных узлов

Одношпиндельный фрезерный  станок с ручной подачей: а - общий  вид; б - кинематическая схема; 1 - станина; 2 - переключатель частоты вращения шпинделя; 3 - выключатель; 4 - стол; 5 - задняя направляющая линейка; 6 - тормозной  сектор; 7 - режущий инструмент (фреза); 8 - ограждение; 9 - передняя направляющая линейка; 10 - пульт управления; 11, 12 - маховички; 13 - электродвигатель; 14 - шпиндель; 15 - дополнительная опора шпинделя; 16 - кронштейн; 17 - маховичок подъема кронштейна

Фрезерный станок с шипорезной кареткой: 1 - каретка; 2 - опорный кронштейн  шпинделя; 3 - стопор; 4 - круговая шкала; 5 - направляющая; 6 - пневмоприжимы; 7 - угольник; 8 - заготовка

Автоматические ограждения к фрезерному станку: а - с электроприводом; б - с ручным приводом; 1 - электромагнит; 2 - рама электромагнита; 3 - шток; 4 - тяга электромагнита; 5 - коромысло; 6 - стойка коромысла; 7 - стружкоприемник; 8 - пружина; 9 - неподвижная часть ограждения фрезы; 10 - направляющие подвижной части  ограждения; 11 - тяга к подвижной  части ограждения; 12 - подвижная часть  ограждения; 13 - кнопка концевого выключателя; 14 - концевой выключатель; 15 - кожух; 16 - штора; 17 - направляющие ролики; 18 - пята; 19 - уголок; 20 - стол станка; 21 - фреза

Приспособление для сквозного  фрезерования: а - с зажимом; б - без  зажима; 1 - корпус; 2 - упор; 3 - вкладыш; 4 - зажим; 5 - фреза; 6 - кольцо; 7 - заготовка; 8 - формообразующая кромка шаблона; 9 - подшипник

Приспособление для обработки  на фрезерных станках: а - узлов по контуру; б - выборки шипов; 1 - шаблон; 2 - прижимный ролик; 3 - вкладыш; 4 - заготовка;. 5 - прижим; 6, 8, 13 - кронштейны; 7, 10 - фрезы; 9 - звездочка; 11 - ограждение фрезы; 12 - линейка; 14 - каретка

Назначение и конструкция. Фрезерные станки с нижним расположением  шпинделя бывают:

• с ручной подачей для профильного фрезерования по линейке, кольцу и копиру (легкие - ФЛ, средние - ФС, тяжелые - ФТ);
• с шипорезной кареткой, позволяющей вырабатывать на концах деталей шипы и проушины, с ручной подачей ФСШ-1 и
• механической подачей ФСШ-11.