Вертикально-фрезерный станок

Материал изделия	Тип фрезы	S, мм/зуб	Коэффициенты, показатели степени
Сталь	Торцовая	>0.1	-	-	0.1	0.4	0.1	0.1	0.2
	Цилиндрическая	>0.1	-	-	0.3	0.4	0.1	0.1	0.33
Чугун НВ 190	Торцовая	-	42	0.2	0.1	0.4	0.1	0.1	0.15
	Цилиндрическая	>0.15	27	0.7	0.5	0.6	0.3	0.3	0.25
Чугун НВ 150	Торцовая	>0.1	-	-	0.1	0.4	0.15	0.1	0.2
	Цилиндрическая	>0.1	-	-	0.3	0.4	0.1	0.1	0.33

 

Таблица 3 – Силовые коэффициенты, показатели степени при фрезеровании плоскостей фрезой из быстрорежущей стали

Материал изделия	Тип фрезы	Коэффициенты, показатели степени					Дополнительные сведения
Сталь	Цилиндрическая	68	0.86	0.86	0.74	1.0	Р18 – марка быстрорежущей  стали
	Торцовая	88	1.1	1.1	0.8	0.95
Чугун	Цилиндрическая	48	0.83	0.83	0.65	1.0
	торцовая	70	1.14	1.14	0.7	0.9

 

 

 

 

S – подача, мм/зуб; Согласно таблицы 4 принимается S=F (цилиндрическая фреза с мелким зубом, чугун НВ 190) = 0,6 мм/зуб.

Таблица 4 – подача S=F(тип фрезы, материал изделия) при черновом фрезеровании, мм/зуб

Фрезы торцевые		Фрезы цилиндрические
сталь	чугун	сталь	Чугун
0,2...0,3	0,4...0,6	0,4...0,6	0,6...0,8

Согласно таблице 5 выбирается тип фрезы и её данные: цилиндрическая с мелким зубом D=50 мм, B=80 мм, z=12.

Таблица 5 –Технические данные фрез из быстрорежущей стали

Тип фрезы	Параметры			Дополнительные сведения
	D, мм	B, мм	Z
Цилиндрическая с ножками  из Р18	75	60,75	8	D – диаметр фрезы; B – ширина фрезерования Z – число зубьев фрезы
	90	60,75,100	8
	110	60,75,100,125	10
	130	60,75,100,125,150	10
	150	60,75,100,125,150	12
Цилиндрическая с мелким зубом	50	50,63,80	12	Для торцовых фрез B=D
	63	50,63,80,100	14
Торцовая	40	40	10
	50	50	12
	63	63	14
	80	80	16
	100	100	18
Торцовая с ножками  их Р18	80	80	10
	100	100	10
	125	125	14
	160	160	16
	200	200	20

 

 

 

T – стойкость фрезы, мин. Согласно таблицы 3 принимается T=F (фреза цилиндрическая с мелким зубом, D=50) = 120 мин.

Таблица 6 – Стойкость фрезы T=F(тип,D)

Диаметр фрезы D,мм		26…40	41…60	61…75	76…150	151…250	251…300	301…400
Т, мин	Тип фрезы
	Торцовая	120	180			240	300	420
	Цилиндрическая с ножками	-			180	-
	Цилиндрическая с мелким зубом	-	120	180	-

 

Делаем подстановку всех полученных данных в формулы:

 

 

 

    

Для главного привода фрезерного станка согласно условия   , выбираем АД:

Таблица 7 параметры выбранного электродвигателя

Марка двигателя		КПД; %		%	J	Уровень шума
АИР160М2	18,5	90,5	0,9	3	0,043	80 дБ	2	2,7	1,8	7

 

 

2.1.2. Определяем параметры  фрезы:

Скорость вращения:

 .

Скорость подачи продольной :

.

Машинное время:

 

Подстановка формул:

.

 

.

 

2.1.3.  Анализ

Анализ. Если T  < (120 мин.), что соответствует фрезе ухудшенного качества, то ЭП будет перегружаться и возможно срабатывание тепловой защиты.

Из расчетных формул видно, что  , а не зависит от Т и

; тогда при  и возрастании увеличится мощность , а следовательно и

При более тонкой оценке следует учитывать величину превышения мощности выбранного ЭД над расчетной () и время обработки изделия. Возможно срабатывания тепловой защиты не обязательно.

2.1.4. Вывод:

Для главного привода фрезерного станка выбран асинхронный двигатель, параметры которого представлены в  Таблице 8.

Таблица 8

Марка двигателя		Режим работы	N Об/мин	мин
АИР160М2	18,5	S1	46,36	8,787

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.2. Расчет механических характеристик главного электродвигателя

вертикально-фрезерного станка

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 1 - Механическая характеристика.

При построении графика механических характеристик                             , изображенного на рисунке 1, требуется:

4 основных точки и 3 дополнительных.

2.2.1. Первая точка –  идеальный холостой ход S=0; M=0; n=1000;

2.2.2. Вторая точка – естественная характеристика

2.2.3. Третья точка –  критическая

 

где: - скорость вращения;

- критическое  скольжение;

 

где:  - перегрузочная способность двигателя;

 – номинальный  момент;

2.2.4. Четвертая точка – пусковая

Где: - кратность пускового момента:

2.2.5. Дополнительные точки  строятся при условии что: 

 

 

Где:  - критический момент;

 – скольжение, выбираемое по условию;

 

Где: - сопротивление статора;

- сопротивление ротора;

2.2.6. Построим механическую характеристику

2.2.6.1.  Полученные  данные при расчете занесем  в Таблицу 9 
Таблица 9

1	2	3	4
S=0			S=1
M=0

 

 

 

 

 

2.2.6.2. Вычислим дополнительные точки при S=0,1; 0,15; 0,2;

 

 

2.2.6.2.1. При  S=0,1:

 

2.2.6.2.2.  При  S=0,15:

 

2.2.6.2.3. При  S=0,2:

 

 

2.2.7. Построение  механической характеристики:

По подсчитанным данным строим механическую характеристику , рисунок 2:

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 2 - Механическая характеристика.

 

 

 

 

 

 

 

 

2.3. Расчет статических и динамических характеристик                     электродвигателя вертикально-фрезерного станка

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 3 - Статическая механическая характеристика

2.3.1. Максимальная скорость вращения двигателя:

 

Где: - скорость вращения, ;

2.3.2. Электромеханическая постоянная времени якоря двигателя:

 

 

Где: - момент инерции двигателя, кг*

 – сопротивление  якоря, Ом

 – коэффициент передачи двигателя по пртиво ЭДС

 

.3.3. Жесткость механической характеристики:

2.3.4. Снижение скорости привода, зависящие от жесткости механической характеристики:

 

Где: - номинальный момент

5. Резонансная частота:

 

Где: - электромагнитная постоянная двигателя

6. Статическая ошибка, статизм привода:

 

7. Минимальная скорость привода:

 

Где: - статизм подставляется в %.

 

8. Диапазон регулирования:

 

2.3.9 Построение  механической характеристики:

2.3.9.1. Максимальная скорость вращения двигателя:

 

2.3.9.2. Электромеханическая постоянная  времени якоря двигателя:

 

 

 

 

 

2.3.9.3.  Жесткость механической характеристики:

4. Снижение скорости привода, зависящие от жесткости механической характеристики:

 

5. Резонансная частота:

 

6. Статическая ошибка, статизм привода:

 

7. Минимальная скорость привода:

 

 – статизм  подставляется в %.

8. Диапазон регулирования:

 

По подсчитанным данным построим статическую механическую характеристику Рисунок 4:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 4 - Статическая механическая характеристика.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.4.  Динамические характеристики могут быть заданы во временной или частотной области.

2.4.1. Величина  перерегулирования – это способность  электропривода поддерживать соответствие  действительной скорости заданному  ей значению при возможных  возмущающих воздействиях (изменение  нагрузки на валу, колебания напряжения  в сетях):