Автоматизированное производство
Страница 3
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 10²;
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 4х шпиндельной головки.
Для одновременного сверления 4х отверстий Æ 13 мм., в детали КОРПУС применяю 4х шпиндельную сверлильную головку. Головка крепится в шпинделе силовой головки агрегатного станка.
Принцип 4х 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 4х 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 4х шпиндельной головки.
Исходные данные:
где h - КПД головки
Рис.5
Расчетная схема 4х шпиндельной сверлильной головки.
hцп – КПД цилиндрической пары =0,98;
hп – 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 dп2=30мм;
Диаметр вала под шестерню dк=30мм;
Подшипник типа 206 ГОСТ8338-75
d=30мм; D=62мм; В=16мм; С=11,5мм;
Принимаем dп1=30мм;
dk1=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 Fz2.
Определяем опорные реакции от силы Ft2
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.