Широкоуниверсальный фрезерный станок

Содержание

 

Введение           4

1 Уточнение служебного  назначения станка     4

2 Расчет режимов резания        6

3 Кинематическая структура  станка             19

4 Варианты компоновки  станка              20 5 Кинематический расчет привода главного движения          20

6 Расчет чисел зубьев                 23

7 Расчет модулей зубчатых  передач  24 

8 Размеры зубчатых  колес                                 28

9 Определение крутящих моментов на валах привода          30

10 Выбор подшипников проектирующего узла                     32 Список литературы                34

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

 

Темпы развития станкостроения, количественный и качественный состав станочного парка во многом определяют промышленный потенциал любой страны и характеризует уровень ее машиностроения.

Станки занимают особое место среди таких машин орудий, как текстильные, транспортные, машины легкой промышленности, полиграфические и др., потому что они предназначены для изготовления деталей машин, т.е. для производства средств производства. Поэтому станкостроение  часто называют сердцевиной машиностроения.

Современные металлорежущие станки – это весьма развитые машины, включающие большое число механизмов и использующие механические, электрические, гидравлические и другие методы осуществления движений и управления циклом.

По конструкции и  назначению трудно найти более разнообразные  машины, чес металлорежущие станки. На них обрабатывают всевозможные детали – мельчайших осей, шестеренок и рычажков для часов и приборов до громадных деталей, размеры которых достигают многих метров. Поэтому и габариты станков весьма различны.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 Уточнение служебного назначения станка

 

Широкоуниверсальный фрезерный  станок предназначен для горизонтального фрезерования различных изделий сравнительно небольших размеров цилиндрическими, дисковыми и фасонными резцами. Для вертикального фрезерования торцовыми, концевыми и шпоночными фрезами, а также для выполнения различных сложных инструментальных работ.

Наличие горизонтального шпинделя и поворотной головки с вертикальным шпинделем, а также ряд дополнительных приспособлений (углового универсального стола, делительной головки, круглого делительного стола и др.) обеспечивает станку широкую универсальность. Его целесообразно применять для работы в инструментальных и экспериментальных цехах при изготовлении приспособлений, штампов, пуансонов, пресс-форм, различных инструментов и т.д. На станке могут быть установлены долбежная головка и копировальное устройство.

Техническая характеристика станка приведена в таблице1.

 

Таблица 1

Рабочая поверхность  стола (ширина х длина) в мм	260 х 700
Наибольший ход стола  в мм:        продольный        вертикальный	300 330
Наибольшее вертикальное перемещение вертикального шпинделя в мм	80
Наибольшее перемещение шпиндельной бабки в мм	200
Набольший угол поворота вертикального шпинделя в град	±45
Количество скоростей подач стола	8
Пределы скоростей продольных и вертикальных подач стола в мм/мин	25-285
Мощность электродвигателя кВт	2,8

 

Основные узлы станка:

1 – поворотная головка;

2 – шпиндельная бабка;

3 – станина с коробкой  скоростей и коробкой подач;

4 – стол.

 

Нормы точности и жесткости.

 

1 Проверка точности  станка:

 

Проверка 1.1 Плоскостность рабочей поверхности стола – осуществляется при помощи линейки и индикатора. Индикатор устанавливают на столе так, чтобы его наконечник касался рабочей поверхности линейки. Индикатор перемещают вдоль линейки и определяют прямолинейность формы профиля поверхности.

Проверка 1.2 Перекосы рабочей поверхности стола при его продольном и поперечном перемещении.

Проверка 1.3 Прямолинейность перемещения стола в горизонтальных плоскостях при его перемещении в продольном и поперечном направлениях.

Проверка 1.4 Параллельность траектории продольного перемещения стола его рабочей поверхности.

Проверка 1.5 Параллельность траектории поперечного перемещения  стола его рабочей поверхности.

Проверка 1.6 Перпендикулярность направлений продольного и поперечного перемещения стола в горизонтальной плоскости.

Проверка 1.7 Перпендикулярность направления вертикального перемещения шпиндельной бабки к рабочей поверхности стола в продольном и поперечном направлениях.

Проверка 1.8 Перпендикулярность оси вращения шпинделя к рабочей  поверхности стола в продольном и поперечном направлениях.

Проверка 1.9 Осевое биение шпинделя.

Проверка 1.10 Торцовое биение опорного торца шпинделя.

Проверка 1.11 Радиальное биение конического отверстия шпинделя.

Проверка 1.12 Точность установки  стола с помощью имеющихся  на станке механизмов отсчета перемещения в продольном и поперечном направлениях.

Проверка 1.13 Перпендикулярность направления вертикального перемещения гильзы к рабочей поверхности стола в продольном и поперечном направлениях.

2 Проверка станка в  работе.

3 Проверка жесткости  станка:

Проверка 3.1 Перемещение под нагрузкой стола относительно оправки, закрепленной на шпинделе или в отверстии шпинделя.

 

2 Расчет режимов резания

 

2.1 Фрезерование торцовой фрезой

 

Диаметр фрезы:

 

,

 

где - ширина стола станка

коэффициент 0,4 берем, учитывая небольшие габариты станка.

 

По таблице 94 [1, с . 187] определяем

 

 

Глубина и ширина фрезерования:

 

Подача. При фрезеровании различают подачу на один зуб S_Z, подачу на один оборот фрезы S и подачу минутную S_М, которые находятся в соотношении:

 

S_М = Sn= S_Znz

 

Где n – частота вращения фрезы,

       z  -  число зубьев фрезы.

 

Определяем S_Z по таблице 34 [1, с. 283]

 

S_Z =0,2 мм/зуб

 

Скорость резания –  окружная скорость фрезы:

 

 

Значение коэффициента и показателей степени приведены в таблице 39 [1, с. 286], а период стойкости Т – в таблице 40 [1, с. 290]

 

 

Коэффициент является произведением коэффициентов, учитывающих влияние материала заготовки (определяется по таблицам 1-4 [1, с.261-263]) , состояния поверхности (по таблицам 5 [1, с.263]), материала инструмента (по таблицам 6 [9, с.263]).

 

 

 

 

 

Тогда

 

Т = 180 мин

 

 

Частота вращения:

 

 

 

 

Сила резания. Главная  составляющая силы резания при фрезеровании – окружная сила:

 

 

Значение коэффициента и показателей степени приведены в таблице 41 [1, стр. 291], поправочный коэффициент на качество обрабатываемого материала  в таблице 9 [1, с. 264].

 

 

Тогда

 

 

Величины остальных составляющих сил определяются по таблице 42 [1, с. 292].Расположение сил показано на рисунке 1.

 

Рисунок 1

 

 

 

 

 

Крутящий момент.

 

 

Мощность резания.

 

 

 

2.2 Фрезерование дисковой фрезой

 

Диаметр фрезы:

 

,

 

где - ширина стола станка

 

По таблице 94 [1, с . 187] определяем

 

 

Глубина и ширина фрезерования:

 

Подача. При фрезеровании различают подачу на один зуб S_Z, подачу на один оборот фрезы S и подачу минутную S_М, которые находятся в соотношении:

 

S_М = Sn= S_Znz

 

Где n – частота вращения фрезы,

       z  -  число зубьев фрезы.

 

Определяем S_Z по таблице 34 [1, с. 283]

 

S_Z =0,6 мм

 

Скорость резания – окружная скорость фрезы:

 

 

Значение коэффициента и показателей степени приведены в таблице 39 [1, с. 286], а период стойкости Т – в таблице 40 [1, с. 290]

 

 

Коэффициент является произведением коэффициентов, учитывающих влияние материала заготовки (определяется по таблицам 1-4 [1, с.261-263]) , состояния поверхности (по таблицам 5 [1, с.263]), материала инструмента (по таблицам 6 [9, с.263]).

 

 

 

 

 

Тогда

 

Т = 120 мин

 

 

Частота вращения:

 

 

 

Сила резания. Главная составляющая силы резания при фрезеровании –  окружная сила:

 

 

Значение коэффициента и показателей степени приведены в таблице 41 [1, стр. 291], поправочный коэффициент на качество обрабатываемого материала в таблице 9 [1, с. 264].

 

 

Тогда

 

 

Величины остальных  составляющих сил определяются по таблице 42 [1, с. 292]. 

 

 

 

Крутящий момент.

 

 

Мощность резания.

 

 

 

 

2.3 Фрезерование концевой фрезой

 

Диаметр фрезы:

 

 

По таблице 94 [1, с. 187] определяем

 

 

Глубина и ширина фрезерования:

 

Подача. При фрезеровании различают  подачу на один зуб S_Z, подачу на один оборот фрезы S и подачу минутную S_М, которые находятся в соотношении:

 

S_М = Sn= S_Znz

 

Где n – частота вращения фрезы,

       z  -  число зубьев фрезы.

 

Определяем S_Z по таблице 34 [1, с. 283]

 

S_Z =0,05 мм

 

Скорость резания – окружная скорость фрезы:

 

 

Значение коэффициента и показателей степени приведены в таблице 39 [1, с. 286], а период стойкости Т – в таблице 40 [1, с. 290]

 

 

Коэффициент является произведением коэффициентов, учитывающих влияние материала заготовки (определяется по таблицам 1-4 [1, с.261-263]) , состояния поверхности (по таблицам 5 [1, с.263]), материала инструмента (по таблицам 6 [9, с.263]).

 

 

 

 

 

Тогда

 

Т = 80 мин

 

 

Частота вращения:

 

 

 

 

Сила резания. Главная  составляющая силы резания при фрезеровании – окружная сила:

 

 

Значение коэффициента и показателей степени приведены в таблице 41 [1, с. 291], поправочный коэффициент на качество обрабатываемого материала  в таблице 9 [1, с. 264].

 

 

Тогда

 

 

Величины остальных  составляющих сил определяются по таблице 42 [1, с. 292]. 

 

 

 

Крутящий момент.

 

 

Мощность резания.

 

 

2.4 Сверление  сверлом Ø 5 мм

 

Глубина резания. При сверлении  глубина резания 

 

 

Рисунок 2

 

Подача. При сверлении отверстий  без ограничивающих факторов выбираем максимально допустимую по прочности сверла подачу по таблице 25 [1, с. 277]. 

 

S_Z = 0,08 мм/зуб

 

Скорость резания:

 

 

Значения коэффициентов  и показателей степеней приведены в таблице 28 [1, с. 278].

 

 

Общий поправочный коэффициент  на скорость резания, учитывающий фактические  условия резания:

 

 

- коэффициент на обрабатываемый  материал, определяется по таблицам 1-4 [1, с. 261-263]. - коэффициент на инструментальный материал, определяется по таблице 6 [1, с. 263]. - коэффициент учитывающий глубину сверления определяется по таблице 31 [1, с. 280].

 

 

Тогда

 

 

Число оборотов:

 

 

Крутящий момент и осевую силу рассчитываем по формуле:

 

 

 

Значение коэффициентов  , и показателей степеней приведены в таблице 32 [1, с. 281].

 

Для :

 

Для :

 

Коэффициент, учитывающий фактические  условия обработки, в данном случае зависит только от материала заготовки и определяется выражением:

 

 

 

Мощность резания:

 

 

2.4 Сверление  сверлом Ø 20 мм

 

Глубина резания. При сверлении  глубина резания 

 

Подача. При сверлении  отверстий без ограничивающих факторов выбираем максимально допустимую по прочности сверла подачу по таблице 25 [1, с. 277]. 

 

S_Z  = 0,3 мм/зуб

 

Скорость резания:

 

Значения коэффициентов  и показателей степеней приведены в таблице 28 [1, с. 278].

 

 

Общий поправочный коэффициент  на скорость резания, учитывающий фактические  условия резания: