Введение 7
1 Общие сведения о базовой модели станка 10
2 Кинематический расчет привода главного движения 13
2.1 График частот вращения шпинделя 13
2.2 Числа зубьев в передачах 20
2.3 Кинематическая схема привода главного движения 25
2.4 Эскизное оформление привода главного движения 26
2.4.1 Кинематические и силовые характеристики 26
2.4.2 Модули зубьев в передачах 27
2.4.3 Диаметры валов 29
2.4.4 Межцентровые расстояния между валами 32
2.4.5 Геометрические параметры зубчатых колес 33
2.4.6 Схема установки подшипников шпиндельного узла 35
3. Силовой расчет привода главного движения 37
3.1 Расчет валов на прочность 37
3.2 Расчет шпиндельного узла 48
3.4 Проверочный расчет зубчатых колес 51
3.5 Расчет шлицевых соединений 53
4 Разработка конструкции резцедержателя 55
4.1 Общие сведения выбора автоматической
смены инструмента (АСИ) 56
4.2 Выбор приводного двигателя 57
4.3 Разработка кинематической схемы привода автоматической
смены инструмента (АСИ) 58
4.4 Предварительный выбор мощности приводного двигателя 58
4.5 Определение необходимого усилия зажима
инструментального диска 66
Заключение 74
Список использованной литературы 75
Приложения должны быть в работе, но в данный момент отсутствуют
Металлорежущие станки представляют собой технологические машины, которые обеспечивают производство деталей всех современных машин и механизмов, приборов, инструментов и т.д., практически для всех отраслей народного хозяйства.
Многообразие обрабатываемых деталей заставило станко - инструментальную отрасль разработать порядка двух тысяч типоразмеров различных станков. Рассмотреть и изучить такое количество кинематических схем станков и их настроек нереально. Однако научиться анализу кинематики станков, опираясь на фундаментальные труды отечественных ученых и, прежде всего, Головина Г.М., Артоболевского И.И., Федотенка А.А. и многих других, создавших строгие теоретические основы структурного анализа, а также методы наладки и настройки различных групп станков, возможно.
Развитие науки и техники приводит к необыкновенно быстрому росту машиностроения, приборостроения, энергетики, аэрокосмического комплекса и других отраслей народного хозяйства. В свою очередь это развитие техники требует создания станков, способных удовлетворить все требования, предъявляемые к процессу производства деталей машин и приборов. Эти требования характеризуются, прежде всего, повышением качества, надежности и высокой производительности. Существующий парк станков уже не удовлетворяет всех запросов потребителей. Поэтому в будущем типаж станков все время будет увеличиваться и обновляться, будет изменяться кинематика станков, степень их механизации и автоматизации. Повышение уровня автоматизации и механизации является одним из главных направлений современного станкостроения. Значительными темпами увеличивается
производительность станков. Этому способствуют постоянно совершенствующиеся системы числового программного управления (ЧПУ), позволяющие объединять станки в линии и участки, работающие в «безлюдном» режиме гибких производственных комплексов или гибких автоматизированных производств (ГАП), а также улучшение качества и конструкций режущего инструмента.
Внедрение роботов и манипуляторов, обслуживающих станки в автоматическом режиме, возможность управления всем технологическим комплексом от центральной ЭВМ позволяет прогнозировать создание в ближайшем будущем полностью автоматизированных и даже автоматических цехов и заводов.
Сочетание механики и электроники привело к созданию так называемых мехатронных узлов и механизмов, а на их базе - станков совершенно нового типа, получивших название гексаподов или станков с параллельной кинематикой. Управление такими станками без микропроцессорных устройств невозможно.
Кроме станков, работающих лезвийным инструментом, создаются и постоянно совершенствуются станки так называемых нетрадиционных технологий. Это, прежде всего, станки для электрофизических, электрохимических, ультразвуковых и лучевых видов обработки, а также станки для обработки деталей несвязанным абразивом.
Исходной базой любого станка является его кинематическая структура, построенная на базе основной технологической схемы резания. На основании структурной схемы разрабатывается подробная кинематическая схема станка. К кинематической необходимо добавлять и другие схемы, например, гидравлическую или электрическую, т.к. современный станок зачастую создается из мехатронных или гидравлических устройств и механизмов. Особенно это относится к станкам с ЧПУ и станкам с параллельной кинематикой (гексаподам).
Кинематика станка является его базой потому, что назначение станка заключается в создании относительных движений инструмента и заготовки при образовании необходимых поверхностей. Следовательно, не только конструкторам, но и эксплуатационникам необходимо знать кинематическую структуру станка, его кинематическую схему. Эксплуатационники, кроме того, должны уметь рассчитать любые наладки на станок и настроить его на обработку заданной детали.
Формообразование поверхностей деталей определяется относительным движением заготовки и инструмента. Это положение остается неизменным вне зависимости от степени автоматизации управления станком и совершенства исполнения его кинематики, т.е. необходимых связей.
При выполнении выпускной квалификационной работы был спроектирован привод главного движения, в котором построен график частот вращения шпинделя, определены числа зубьев в передачах, представлена кинематическая схема привода главного движения, а также определены кинематические и силовые характеристики, модули зубьев в передачах, диаметры валов, межцентровые расстояния между валами, геометрические параметры зубчатых колес и представлена схема установки подшипников шпиндельного узла, проведены расчет на прочность: валов, шпиндельного узла, опор ШУ, выполнен расчет многопозиционного резцедержателя.
Также была разработана соответствующая конструкторская документация.
