Разработать и спроектировать агрегатный станок для крупносерийного производства детали КОРПУС

 

Принимаю обороты шпинделя n_g=355 об/мин;

7. Действительная скорость резания

 

8. Определяем осевую силу  

9. Мощность резания  

10. Крутящий момент 
11. Машинное время 

2.2 Сверление отверстия Æ 4,5 l=20мм.

 

1. Длина рабочего хода инструмента

2. Назначаем подачу на один оборот шпинделя

3. Глубина резания 
4. Стойкость сверла 
5. Скорость резания 

 

 

6. Определяем обороты шпинделя станка

Принимаем обороты шпинделя

7. Действительная скорость резания

8. Определяем осевую силу

9. Мощность резания

10. Крутящий момент 
11. Машинное время 

 

Нарезание резьбы нарезание резьбы в 4^х отверстиях М5´0,5-7Н на l=15 мм

1. Длина рабочего хода инструмента  ;
2. Подача   Р – шаг резьбы;
3. Глубина резания 
4. Стойкость метчика 
5. Скорость резания 
6. Определяем обороты шпинделя станка

 Принимаю 

 

7. Действительная скорость резания 

8. Крутящий момент 

9. Мощность резания

10. Основное время 

 

2.4 Нормирование операций

Определяем штучное время на самом продолжительном технологическом  переходе:

Т_ц = время цикла;

Т_у = время на установку;

Т_о=0, т.к.время на установку перекрывается машинным временем

Т_g = 0,2мин – дополнительное время.

Определяем штучную производительность станка шт/час;

 

 

 

К_п – коэффициент загрузки (использование) станка

К_п = 0,7…0,9; Принимаем   К_п=0,8.

Т_шт – штучное время, за которое станок сделает одну единицу детали

Данные по расчету режимов резания  сведем в таблицу № 3.

 

Сводная таблица по расчету  режимов резания

Таблица №3

 

Операц. станция	Агрегат	Подача,мм/об	Скорость  резания, м/ин	Частота вращения, об/мин	Время цикла, с	Передаточное  отношение насадки	Суммарная осевая сила, Н	Суммарный момент, нмм	Суммарная мощн. рез. кВт	Производит. Станка,шт/ч
I	1	0.2	14.5	355	67.8	1:1	16400	74000	2,7
II	2	0.1	14.13	1000	15.6	1:1	4400	7800	0,8	36
III	3	0.5	5.6	355	14.4	1:1	2100	1100	0,04

 

 

3. Разработка конструктивной  компановки станка

 

3.1 Основными агрегатами, предопределяющими  эффективность работы агрегатных  станков, являются силовые узлы, обеспечивающие рабочие и установочные перемещения рабочих инструментов.

Основными требованиями, характеризующими использованиясиловых узлов являются: соответствие технологическому назначению, необходимая степень универсальности  и переналаживаемости для агрегатовобеспечение требуемых режимов резания, обеспечение удобства и минимум трудоемкости регулирования для переналаживаемых агрегатов, соответствие установленной мощности, режимов резания, обеспечение необходимой производительности, полная автоматизация цикла, высокая надежность, соответствие требованиям техники безопасности.

1. Принимаем силовые головки  типа: 1УХ4035;

Их использую для компановки с вертикальными и горизонтальными  шпинделями.

 

Техническая характеристика силовой  головки 1УХ4035.

 

Класс точности        н,  п;

Мощность электродвигателя, кВт     1,1…3,0;

Максимальный ход пиноли, мм      83;

Максимальная осевая сила, Н      

с обгонной муфтой     3500

без обгонной муфты     4000;

Пределы пода на обороты шпинделя,  мм/об   0,005…1,785;

Осевая     , н/м     25000;

Условный диаметр сверления

по стали (s = 600…700 Мпа),      16;

Частота вращения шпинделя, мин^-1     72…3170;

с зубчатым приводом      72…3170;

с ременным приводом     355…3980;

продолжительность цикла работы, с    5…460;

Нестабильность реверсирования шпинделя

при нарезании резьбы, мм      0,2;

Нестабильность остановки  шпинделя

в крайнем положении, мм      0,015;

Максимальный крутящий момент, нмм

для шпинделя      70000;

для приводного вала     27000;

Габаритные размеры с направляющей плитой, мм

с зубчатым приводом     980´250´425;

с ременным приводом     685´250´708;

 

Силовая головка является самостоятельным узлом станка и  предназначена для вращения рабочих  шпинделейи осуществления продольной подачи инструмента.

 

 

 

 

2.Многопозиционные поворотные  столы

 

Предназначены для транспортирования  обрабатываемых заготовок между  рабочими позициями станка и точной фиксации их относительно заранее установленных  в этих позициях режущих инструментов.

Применяем поворотный стол с электромеханическим приводом мальтийским механизмом поворота внутреннего зацепления.

Принимаю стол модели УХ2035П.

Основные параметры  поворотного стола:

Диаметр планшайбы, мм      630;

Наибольшая масса устанавливаемых 

приспособлений, кг       400;

Число  позиций        2…12;

Время поворота на одну позицию     

Угловая      10^²;

Линейная       0,012;

Станина предназначена  для компановки на ней многопозиционных штапмов. Применяем круглую станину модели: 2УХ1232;

Стойки предназначены  для установки в вертикальном положении головок с выдвинутой пинолью. Принимаем модель типа: 1УХ1535.010.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.2 Конструктивная компановка  агрегатного станка

 

Для обработки детали КОРПУС применяю следующую компановку станка

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Конструктивная компановка станка

Рис.3

Поз I  - Загрузочная производится установка заготовки в приспособлении и снятие готовой детали.

Поз II - Установлен один вертикальный шпиндель.

Поз III - Установлен один вертикальный шпиндель.

Поз IV - Установлен один вертикальный шпиндель.

 

 

 

 

 

4.Проектирование специальных  узлов станка.

 

4.1 Устройство 4^х шпиндельной головки.

Для одновременного сверления 4^х отверстий Æ 13 мм., в детали КОРПУС применяю 4^х шпиндельную сверлильную головку. Головка крепится в шпинделе силовой головки агрегатного станка.

Принцип 4^х шпиндельной сверлильной головки следующий: вращение от шпинделя силовой головки передается на хвостовик центрального (ведущего) шпинделя головки.

В отверстиях рабочих шпинделей  установлены подвижные шпиндели, имеющие конические отверстия, в которые устанавливаются режущие инструменты – сверла для обработки отверстий.

Данные шпиндели могут выдвигаться  в осевом напряплении, что необходимо при наладке станка.

4.2 Кинематический расчет  шпиндельной сверлильной головки

Кинематический расчет 4^х шпиндельной головки, заключается в определении диаметра тела зубьев и модуля при заданных значениях межцентрового расстояния .

Конструктивно применимо:

где d₁ – делительный диаметр центральной шестеренки;

       d₂ – делительный диаметр рабочих шестеренок.

 

   

 

 

 

 

 

Рис. 4

Кинематическая схема головки.

Нормальный модуль зацепления рекомендутся  принимать в пределах:

при твердости зубьев

Принимаю m=2мм по ГОСТ 9563-80;

Ведущая шестерня – 1

Делительный диаметр d₁=50мм; m=2,0 мм; число зубьев

 

Внутренний диаметр

Наружный диаметр

Ведомая шестерня

Делительный диаметр 

Число зубьев 

Внутренний диаметр 

Наружный диаметр 

Определяем передаточное число  зубьев 

Число оборотов рабочих  шпинделей n=355мин^-1;

Число оборотов шпинделя силовой головки 

 

4.3 Расчет шпинделей  4^х шпиндельной головки.

 

Исходные данные:

где h - КПД головки 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис.5

Расчетная схема 4^х шпиндельной сверлильной головки.

 

h_цп – КПД цилиндрической пары =0,98;

h_п – КПД пары подшипников = 0,99;

п – кол-во пар зубчатых колес п=4;

к – кол-во пар подшипников    к=5;

 

Определяем силы действующие  в зацеплении

 

радиальные силы

Определяем диаметр  вала в зоне установки подшипников 

Ведущий шпиндель

где [t]_кр – кривая прочности при кручении

a - показатель степени, для конических подшипников = 0,3;

• цилиндрических = 3;

Принимаем d_п2=30мм;

Диаметр вала под шестерню d_к=30мм;

Подшипник типа 206 ГОСТ8338-75

d=30мм; D=62мм; В=16мм; С=11,5мм;

   Принимаем  d_п1=30мм;

d_k1=30 мм;

Подшипник ГОСТ 8338-75 типа 206

d=30мм; D=62мм; В=16мм; С=19,5мм;

 

Расчет ведущего шпинделя головки

 

Определяем реакции  от силы  F_z2.

 

 

 

Определяем опорные  реакции от силы F_t2

Суммарные опорные реакции

 

4.4 Расчет ведущего вала на статическую прочность

 

Определяем моменты, действующие  в наиболее опасном сечении  шпинделя.

Суммарный  изгибающий момент

Находим действительные значения эквивалентного напряжения в опасном сечении.