Разработка и проектирование приводов главного движения или движения подач металлорежущих станков

Выбор глубины резания

Режимы резания:
глубина резанья - t = 4мм.;
подача - S = 0,7мм;
Предельные параметры обрабатываемой детали:
максимальный диаметр – d_max=25мм;
минимальный диаметр
d_min=d_max/(4…8)=6,25…3,12мм,принимаем d_min=4мм
Матерал обработки: σ_в≥750МПа,БрОЦС6-6-3.
Инструментальные материалы: твёрдые сплавы, HSS.
Выбор пределов подач
При черновом точении подача принимается максимально допустимой по мощности оборудования, жесткости системы СПИД, прочности режущей пластины и прочности державки.
Выбираем величины подач. Размер державки 20х30мм [3.стр. 265-269 табл., 11-16].
Подачи при черновом наружном точении резцами с пластинками из твердого сплава и быстрорежущей стали:
Обрабатываемый материал:
стали: S=1…1,3 (мм/об);
чугуны: S=1,2…1,5 (мм/об);
цветные сплавы: S=1,2…1,5 (мм/об);
Подачи при черновом растачивании:
стали: S=0,12…0,2 (мм/об);
чугуны: S=0,25…0,35 (мм/об);
цветные сплавы: S=0,25…0,35 (мм/об);
Подачи при чистовом точении выбираются в зависимости от требуемых параметров шероховатости обрабатываемой поверхности и радиуса при вершине резца. Так при Ra=1,25мкм и r=1,6:
Для всех материалов S=0,19(мм/об) [3. стр. 268]
При прорезании пазов и отрезании величина поперечной подачи зависит от свойства обрабатываемого материала, размера паза и диаметра обработки. Для токарно-винторезного станка данные значения не указываются.
Выбор и обоснование скорости резания
Скорость резанья [5]:
V=C_V/(T^m t^x S^y ) K_v,м/мин
где T=60 - период стойкости инструмента;
C_V,m,y,x – эмпирические коэффициенты;
K_v - общий поправочный коэффициент.
K_v=K_"mv" K_"uv" K_"nv"
где Кmv - коэффициент на обрабатываемый материал;
Кuv-коэффициент на инструментальный материал;
Кnv-коэффициент, учитывающий глубину сверления.
Кmv =1; Кuv =1; Кnv =1
Kv=111=1
Cv=350; m=0,2; x=0,15; y=0,35
V=350/(60^0.2⋅4^0.15⋅0,7^0,35 )⋅1=142 м/мин
Определение усилий резания и мощности электродвигателя

Мощность электродвигателя определяется по формуле:
N_ОП=N_Эmax/(η⋅K)
где η=0,75...0,8 – КПД привода главного движения;
К=1,25…1,3 – коэффициент перегрузки электродвигателя;
N_Эmax – максимальная мощность электродвигателя, которая определяется по следующей формуле:
Мощность резанья
N_э=(P_z⋅V)/("1020" ⋅"60" ),кВт
N_э=("3930" ⋅"142" )/("1020" ⋅"60" )="9.1" кВт
где Vmax=530м/мин;
Тангенциальная составляющая силы резания [5]
P_z="10" "C" _p t^x S^y V^n K_p, Н,
где Сp , n, x, y – эмперические коэффициенты
Сp=300; n=0,15; x=1; y=0,75;
Kp – общий поправочный коэффициент
K_p=K_"mp" 〖∙K〗_ϕp 〖∙K〗_"γp" ∙K_"λp" ∙K_"rp" ,
где K_"mp" "," "K" _ϕp "," "K" _"γp" "," "K" _"λp" "," "K" _"rp" - коэффициенты, учитывающие обрабатываемый материал, геометрию инструмента
K_"mp" ="1; " "K" _ϕp="0,94; " "K" _"γp" ="1,1; " "K" _"λp" ="1; " "K" _"rp" ="0,87"
K_p=1⋅"0,94"⋅"1,1"⋅1⋅"0,87"="0,9"
P_z="10"⋅"300"⋅4^1⋅"0," "7" ^"0,75" ⋅"14" "2" ^"0,15" ⋅"0,9"="3930" Н
Частота вращения заготовки
n=("1000" ⋅V)/(π⋅D) ",мин-1"
n=("1000" ⋅"142" )/("3,14" ⋅"30" )="1506,7мин-1"
Выбираем асинхронный электродвигатель 4А132М4/2У3 мощностью 8,5 и 9,5 кВт при частотах вращения 1460 и 2910 мин-1 соответственно (синхронная частота 3000/1500 мин-1).

















2. КИНЕМАТИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ПРОЕКТИРУЕМОГО ПРИВОДА

Последовательность выполнения кинематического расчета

Кинематический расчет необходим для определения передаточных отношений. Расчет производим графоаналитическим методом, чтобы наглядно определить наиболее рациональный вариант проектируемого привода.
Обоснование числа ступеней скоростей

При обосновании технических характеристик проектируемого привода были определены наибольшее и наименьшее значения подач. На основе полученных данных определяются значения частоты вращения шпинделя:
максимальная частота вращения n_max=5460〖мин〗^(-1);
минимальная частота вращения n_min=401,7〖мин〗^(-1);
Диапазон регулирования привода
R=n_"max" /n_"min"
R="5460" /"401.7" ="13,6"
Знаменатель геометрического ряда =1,26
Число ступений вращения привода
z="lgR" /("lg" ϕ)+1
z="lg13.6" /"lg1,26" +1="12,2"≈"12"
Определяем частоты вращения шпинделя
Таблица 2 - Частоты вращения шпинделя