Кинематическая схема 16К20ФЗ

Содержание

Введение

1 Описание токарного станка

2 Расчет режимов резания

3 Кинематический расчет привода главного движения

4 Расчет числа зубьев зубчатых колес

5 Расчет мощности на валах коробки скоростей

6 Определение модулей зубчатых колес коробки скоростей

7 Определение геометрических параметров зубчатых колес

8 Определение диаметров валов

9 Расчет ременной передачи

10 Расчет шпиндельного узла

Заключение

Список использованных источников

Приложение

Введение

Данная работа предполагает проектирование токарного станка-аналога на базе станка 16К20ФЗ. Проектируемый станок должен отвечать всем требованиям современного станкостроения, основными из которых являются:

повышение производительности станка путем интенсификации режимов обработки и сокращения вспомогательного времени;

повышение точности обработки и формообразования

жесткость

прочность

виброустойчивость

теплостойкость

высокий КПД главных и вспомогательных механизмов (приводов).

Высокую производительность процесса обработки станок обеспечивает за счет быстроходности, мощности и автоматизации. Устройство числового программного управления позволяет повысить мобильность производства и точность, а также автоматически устанавливать необходимые режимы обработки с учетом изменяющихся условий.

Общее описание токарного станка

Токарно-винторезный станок16К20Ф3 с устройством ЧПУ NC202 оснащен главным приводом Hyundai N300 и двумя приводами подач HA075 по осям Z и X. Дополнительной особенностью данного станка является оснащение его приводом Delta VFD007 выполняющим функцию зажимаразжима пиноли, патрона и управление головой резцедержки. Он предназначен для токарной обработки в автоматическом режиме наружных и внутренних поверхностей деталей типа тел вращения со ступенчатым и криволинейным профилем различной сложности по заранее составленной управляющей программе. Область применения станка: мелкосерийное и серийное производство.

Особенности конструкции:

-высокопрочная станина выполненная литьем из чугуна марки СЧ20 с термообработанными шлифованными направляющими обеспечивают длительный срок службы и повышенную точность обработки. Станина станка имеет коробчатую форму с поперечными ребрами П-образного профиля, закаленные шлифованные направляющие. На станине устанавливаются шпиндельная бабка, каретка, привод продольной подачи и задняя бабка. Для базирования каретки на станине передняя направляющая имеет форму неравнобокой призмы, задняя направляющая— плоская. Задняя бабка базируется на станине по малой задней призматической направляющей и по плоскости — на передней направляющей.

-привод главного движения, включающий главный двигатель 11 кВт и шпиндельную бабку обеспечивает наибольший крутящий момент до 800 Нм

-Привод продольного перемещения. Привод продольного перемещения включает шариковую передачу винт—гайка качения, опоры винта, приводной электродвигатель постоянного тока с редуктором или асинхронный двигатель с частотным регулированием и редуктором, а также датчик обратной связи, который соединен с винтом через муфту. Выбор зазора в зубчатом зацеплении редуктора производится перемещением переходной плиты с электродвигателем при помощи поворота эксцентрика.

- Привод поперечного перемещения включает шариковую передачу винт—гайка качения, опору винта, приводной электродвигатель постоянного тока или асинхронный с частотным регулированием, датчик обратной связи, соединенный с типом через муфту.

-высокоточный шпиндель с отверстием 55 мм (по заказу 64 мм), позволяющий обрабатывать детали из пруткового материала зона обработки может быть оснащена как линейной наладкой, так и револьверной головкой, в зависимости от требований

-На станке 16К20ФЗ используется автоматическая универсальная 6 - позиционная головка. Головки оснащены инструментальным диском на шесть радиальных или три осевых инструмента (6 - позиционная головка).

Заднее ограждение неподвижное щитового типа со съемными щитками с задней стороны станка и переднее ограждение - подвижное с прозрачным экраном для наблюдения, закрывает зону резания

-надежная защита шариковинтовых пар обеспечивает долговечность работы механизмов перемещения по координатам X и Z станок оснащается системами ЧПУ и электроприводами, как отечественного производства, так и производства зарубежных фирм

-Основание станка. Основание станка представляет собой жесткую отливку, на которой устанавливаются станина, электродвигатель главного движения.

Кинематика станка. Главное движение – вращение шпинделя. Вращение шпинделю сообщается от частотно-регулируемого асинхронного электродвигателя с постоянной мощностью 202500 об/мин.

Передача вращения шпинделю осуществляется через клиновой ремень 2240Л20 с передаточным отношением 1:2,5, т.е. ∅200/∅280. Далее возможен вариант: через зубчатую передачу 40/54 с I на III вал и передачу 65/43 на шпиндель IV.

Расчет шпиндельного узла

Понятие «шпиндельный узел»

Шпиндельный узел – один из наиболее ответственных узлов станка, определяющий возможность достижения высокого качества обработки поверхностей деталей. Узел состоит из собственно шпинделя и его опор. На стадии проектирования необходимо правильно выбрать размеры шпинделя, подобрать опоры, обеспечивающие высокую жёсткость, виброустойчивость, и надёжность узла.

Шпиндельные узлы должны удовлетворять ряду требований.

1) Точность вращения шпинделя, характеризуемая радиальным и осевым биением переднего конца, оказывает сильное влияние на точность обрабатываемых деталей. Допустимое биение шпинделя универсальных станков должно соответствовать государственным стандартам. Биение шпинделя специальных станков не должно превосходить 1/3 допуска на лимитирующий размер обработанной на станке детали.

2) Быстроходность шпинделей оценивается параметром d*n (мм/мин), где d – это диаметр шейки шпинделя под передний подшипник (мм), n – частота вращения.

3) Статическая жёсткость определяется упругими деформациями переднего конца шпинделя под действием внешних сил. В балансе перемещения переднего конца выделяют упругие деформации:

- консольной части шпинделя;

- пролётной (межопорной) части;

- подшипников передней и задней и задней опоры.

4) Динамические характеристики шпиндельного узла включают частоту собственных колебаний, амплитудно-фазовые частотные характеристики, форму колебаний на собственной частоте. Собственная частота шпинделя должна превышать максимальную частоту вращения не менее чем на 30%.

5) Энергетические потери характеризуются моментом трения и мощностью холостого хода и учитываются при выборе опор. Высокоскоростные шпиндели имеют весьма большие потери мощности на трение при большой частоте вращения.

6) Нагрев опор приводит к изменению натяга в подшипниках и тепловому смещению переднего конца шпинделя. Нагрев опор сильно зависит от смазочного устройства.

Срок службы шпиндельного узла не регламентируется, но ограничивается износом опор качения.

Заключение

В данной курсовой работе изучены и проанализированы составные части станка 16К20Ф30, проведена модернизация главного привода токарного станка с ЧПУ. В качестве базовой детали принята обработка детали зубчатое колесо. Подобран режущий и вспомогательный инструмент. Произведён расчёт режимов резания, коробки скоростей, ременных передач и шпиндельного узла.

В графической части курсовой работы на первом листе приведен общий вид станка со спецификацией основных узлов и механизмов, техническую характеристику базового станка. На втором листе представлена кинематическая схема базового и проектируемого вариантов станка, графики скоростей базового и проектируемого вариантов станка, график мощностей и крутящих моментов проектируемого варианта станка. Третий лист включает развертку коробки скоростей проектируемого варианта. Четвертый лист включает развертку шпиндельного узла проектируемого варианта.

Общий вид станка.cdw

Кинематическая схема.cdw