Вертикально-сверлильный станок модели 2Н135

 Изм

Изм

Содержание

 

Введение 1 Описание разрабатываемой конструкции  и кинематической схемы 2 Расчет режимов резания 3 Кинематический расчет 4 Конструкторская часть 5 Описание механизма управления 6 Описание системы смазки 7 Безопасность и экологичность  проекта Список использованных источников Приложение А Приложение Б

4 5 6 8 13 13 14 20 25 26 27

 

 

Введение

 

В нашей стране развитию и совершенствованию парка металлорежущих станков и автоматов уделяется  первостепенное внимание. Тираж металлорежущих станков, темпы развития станкостроения, уровень качества выпускаемых станков, удельный вес автоматизированного оборудования, в том числе с программным управлением, мобильность станочного парка для изготовления разнообразных изделий, высокая эффективность при эксплуатации станков — все это во многом определяет промышленный потенциал страны и характеризует уровень развития ее машиностроения.

Современные металлорежущие станки —  это высоко развитые машины, включающие большое число механизмов и использующие механические, электрические, электронные, гидравлические, пневматические и другие методы осуществления движения и управления циклом. Высокую производительность процесса обработки современные станки обеспечивают за счет быстроходности, мощности и широкой автоматизации. Существуют автоматические линии, участки и цеха, состоящие из десятков сложных станков и включающие контрольные и сборочные операции. Все большее развитие получают станки с программным управлением, в том числе многоцелевые, обеспечивающие высокую мобильность производства, точность и производительность обработки. Автоматика все шире применяется не только для повышения производительности процесса обработки, но и для получения его высоких качественных показателей.

 

1 Описание разрабатываемой конструкции и кинематической схемы

 

Вертикально-сверлильный  станок модели 2Н135 используется на предприятиях с единичным и мелкосерийным выпуском продукции и предназначен для выполнения следующих операций: сверления, рассверливания, зенкования, зенкерования, развертывания и подрезки торцов ножами, нарезания резьбы.

Станок предназначен для  получения глухих и сквозных отверстий  в сплошном металле. Основными формообразующими движениями в станке являются движение резание (вращение инструмента) и движение подачи.

Наличие на станках механической подачи шпинделя при ручном управлении циклами работы допускает обработку деталей в широком диапазоне размеров из различных материалов с использованием инструмента из высокоуглеродистых и быстрорежущих сталей и твердых сплавов.

Станок состоит из фундаментной плиты, колонны, стола, вертикальной сверлильной головки со шпинделем, электродвигателя. Движение подачи осуществляется шпинделем. На станке можно сверлить отверстия диаметром до 35 мм. Вылет шпинделя – 300 мм, конус шпинделя по ГОСТ 2847-67– Морзе 4, наибольший ход шпинделя –250 мм. Станок обеспечивает 12 частот вращения шпинделя и 9 подач.

 

2 Расчет режимов резания

 

Расчет ведем по методике, изложенной в /1/.Исходными данными для расчета являются:

- наибольший диаметр сверления, d_б=30мм;

- материал обрабатываемого изделия – ковкий чугун НВ>170;

- минимальная частота  вращения шпинделя n=100мин^-1;

- знаменатель геометрического  ряда φ=1,41;

- Число ступеней частот  вращения z=8

Наименьший диаметр сверления d_м, мм

 

                                                                           (2.1)

 

Значение наибольшей и наименьшей подачи для обработки заготовок  из стали определим по таблице 25 из /6/.

 

Наибольшая подача для обработки  заготовки из стали  S_б, мм/об

 

S_б = 0,71 мм/об.

 

Наименьшая подача для обработки  заготовки из стали S_м мм/об

 

S_м = 0,60 мм/об.

 

Наибольшая частота вращения шпинделя n _max , мин^-1

 

                                                    (2.2)

 

Полученное значение частоты вращения округлим до стандартной величины n _max , мин^-1

 

n_max=1120 мин^-1.

 

Наибольшая скорость резания V_max , м/мин

 

 

                                                (2.3)

где d_m – наименьший диаметр сверления мм, d_m=6 мм.

 

Наименьшая скорость резания V_minx , м/мин

 

                                            (2.4)

 

Наибольший крутящий момент при  сверлении M_б, Н*м

 

                                   (2.5)

где См – постоянный коэффициент, [6, стр. 281];

К_р – коэффициент, учитывающий фактические условия обработки, [6, стр. 264];

q, y – показатели степени в формуле момента, [6, стр. 281].

 

Максимальная мощность потребная  на резание N_б, кВт

 

                                               (2.6)

 

Принимаем электродвигатель АИР 112МА6УЗ; N_дв=3,0 кВт; n_дв=955 мин^-1, [4, табл. 24.9].

 

3 Кинематический расчет

 

Строим структурную формулу в развернутом виде:

 

                                     (3.1)

где P_a… P_m — число передач частот вращения в групповой передаче;

х₁...х_n — характеристики соответствующих групповых передач.

 

Проектируем структурную сетку.

 

 

Рисунок 1 — Структурная сетка привода

 

Исходя из n_min=100 мин^-1 и знаменателя геометрического ряда j=1,41, определим частоты вращения шпинделя для каждой ступени регулирования.

 

Таблица 1 – Частоты вращения шпинделя

Расчетная частота	Стандартная
n1=100мин-1	n1= 100мин-1
N2= n1*j=100*1,41=141мин-1	n2=140мин-1
N3= n2*j=140*1,41=197,4 мин-1	n3= 200мин-1
N4= n3*j=200*1,41=282 мин-1	n4= 280мин-1
N5= n4*j=280*1,41=394,8 мин-1	n5= 400мин-1
N6= n5*j=400*1,41=564 мин-1	n6= 560 мин-1
N7= n6*j=560*1,41=789,6 мин-1	n7= 800мин-1
N8= n7*j=800*1,41=1128 мин-1	n8 1120мин-1

Строим график частот вращения для  коробки скоростей, выбирая i-передаточное отношение, соблюдая условия 1/4£ i £2.

 

 

Рисунок 2 — График частот вращения

 

Из графика частот вращения получаем значения передаточных отношений:

 

                                                     (3.2)

где z – число зубьев колеса.

 

На основании графика частот вращения составляем упрощенную кинематическую схему коробки скоростей:

 

 

 

Рисунок 3 —  Упрощенная кинематическая схема коробки скоростей

 

По определенным передаточным отношениям определяем числа зубьев колес [5, прил. 21]. Результаты представим в виде таблицы.

 

Таблица 2 — Результаты подбора чисел зубьев

Обозначение колеса	Передаточное число	Сумма зубьев передачи	Число зубьев колеса
1	2	3	4
z2	1,2	44	20
z3			24
z4	1.41	48	28
z5			20
z6	1		24
z7			24
z8	2	66	22
z9			44
z10	1		33
z11			33
Z12	1	120	60
z13			60
z14			24
z15	4	120	96

 

Полученные значения чисел зубьев не окончательны и могут редактироваться в процессе выполнения дальнейших расчетов и построения чертежей.

Находим фактические частоты вращения шпинделя n_i, мин^-1

 

 

Произведем проверку правильности подбора чисел зубьев, которые  должны обеспечить требуемую частоту  вращения на данной скорости вращения шпинделя:

 

                                    (3.4)

 

;

 

Условия верного выбора чисел зубьев выполняются.

 

4 Конструкторская часть

 

 Кинематический расчет  привода

 

Расчет ведем по методике, изложенной в /1/. Расчетная частота вращения шпинделя n_расч, мин^-1

 

                                           (4.1)

где n_min –минимальная частота вращения шпинделя;

 n_max –максимальная частота вращения шпинделя;

 

Принимаем в качестве расчетной  частоты ближайшую стандартную  частоту вращения шпинделя n_расч=200 мин^-1.

По графику частот вращения определяем частоты каждого вала n_i, мин^-1

 

n_I=955 мин^-1.

n_II=800мин^-1.

n_III=800 мин^-1.

n_IV=800 мин^-1.

n_V=200 мин^-1.

 

Мощность на валах N_i, кВт

 

N_i= N_i-1*h₁*h₂,                                            (4.2)

где N_i-1  —  мощность на предыдущем валу, кВт;

 h₁— КПД пары подшипников качения, h₁=0,9;

 h₂ — КПД прямозубых цилиндрических колес, h₂=0,95.

N_I = N_дв=3.0 кВт.

N_II= N_I*h₁*h₂=3.0*0,9*0,95=2.56 кВт.

N_III= N_II*h₁*h₂=2.56*0,9*0,95=2.19 кВт.

N_IV= N_III*h₁*h₂=2.19*0,9*0,95=1,87 кВт.

N_V= N_IV*h₁*h₂=1,87*0,9*0,95=1,6 кВт.