Проект четырехкоординатного прецизионного многоцелевого станка горизонтальной компоновки

Станок должен иметь следующие основные характеристики:

- размер стола, мм……………………………………… .………600х600

- перемещение по оси Х, мм………………………………….…………760

- перемещение по оси Y, мм………………………………….…………600

- перемещение по оси Z, мм………………………………… .………580

- дискретность поворота стола, град…………………… .…………0,001

- быстрый ход по оси X, м/мин…………………………………………32

- быстрый ход по оси

Y, м/мин…………………………………………32

- быстрый ход по оси Z, м/мин………………….………………………28

- максимальная масса обрабатываемого изделия, кг…………… …500

- диапазон частот вращения шпинделя, об./мин. ………… …45–10000

- мощность приводного электродвигателя, кВт……………………… 22

- конус шпинделя (7/24) ………………………………………… .…№40

- емкость инструментального магазина, шт ………………………… .40

- максимальный диаметр инструмента, мм …………………… ……150

- максимальная длина инструмента, мм ……………………….…… 300

- занимаемая площадь, мм……………………….……….……2769х2310

- ширина станка, мм……………………………….………………….2310

- высота станка, мм……………………………………….………… .2733

- вес станка, кг …………………………………………….……… .11500

Достижению поставленной в работе цели отвечает станок, в котором реализуются следующие конструкторские направления развития станков:

- анализ и выбор различных вариантов ребер жесткости в станине;

- применение направляющих качения;

- применение шариковинтовой пары в тяговых устройствах станка;

- применение неметаллических материалов с высоким демпфированием для снижения динамической податливости, повышения динамического качества станка путем заполнения полостей станины и стойки.

Таким образом, в дипломном проекте следует решить следующие задачи:

- выбрать прототип прецизионного многоцелевого станка;

- спроектировать привод главного движения, включая шпиндельный узел;

- разработать технологический процесс обработки детали;

- провести сравнительный анализ статических, динамических и термодеформационных характеристик упругой системы станка с учетом заполнения внутренних полостей станины синтеграном;

- выполнить расчет экономического эффекта от проведения модернизации;

- выполнить расчет времени эвакуации при пожаре.

Для решения поставленных в работе задач необходимо выполнить следующие расчеты:

- кинематический расчет привода;

- расчет статических и тепловых характеристик шпиндельного узла;

- расчет на жесткость несущей системы станка с синтеграном;

- расчет на жесткость несущей системы станка без синтеграна;

- модальный расчет станины с синтеграном;

- модальный расчет станины без синтеграна;

- динамический расчет станины с синтеграном;

- динамический расчет станины без синтеграна;

- термодеформационный расчет станины с синтеграном;

- термодеформационный расчет станины без синтеграна.

2 Конструкторская часть

Прототипом проектируемого многоцелевого станка послужил горизонтальный обрабатывающий центры тайваньской компании LEADWELL серии LCH-500.

2.1 Разработка кинематической схемы и кинематический расчёт коробки скоростей

2.1.1 Выбор приводного электродвигателя

Требуемый диапазон регулирования Rn вычисляется по формуле:

, (2.1)

где -максимальная частота вращения, об/мин;

-минимальная частота вращения, об/мин.

Расчетная частота np, об/мин, вычисляется по формуле:

, (2.2)

об/мин.

Момент на шпинделе М, Н.м, вычисляется по формуле:

, (2.3)

где N-мощность электродвигателя, кВт;

-угловая скорость, с-1;

n-расчетная частота вращения, об/мин.

Н.м

Диапазон регулирования с постоянным моментом Rm вычисляется по формуле:

, (2.4)

Диапазон регулирования с постоянной мощностью Rp вычисляется по формуле:

, (2.5)

Для привода главного движения был выбран двигатель фирмы Siemens модели 1PH4135-4NF26.

Двигатель был выбран на основе мощности и крутящего момента базовых моделей станков Стерлитамакского станкозавода серии 500-HS,500-HV и тайваньской фирмы Leadwell серии LCH-500 и LCV-760, которая составляет 22 кВт и 140 Н.м соответственно.

2.1.2 Выбор структуры коробки скоростей

Необходимое число ступеней коробки скоростей вычисляется по формуле:

, (2.6)

где - достигаемая частота вращения электродвигателя при номинальной мощности, об/мин;

- номинальная частота вращения электродвигателя, об/мин.

Диапазон регулирования частоты вращения шпинделя с постоянной мощностью Rp вычисляется по формуле:

, (2.7)

Число ступеней коробки скоростей zk вычисляется по формуле:

, (2.8)

Округляем в большую сторону, чтобы обеспечить перекрытие, и принимаем .

На рисунке 6 представлен график частот вращения.

Рисунок 6 – График частот вращения

На рисунке 7 представлен график зависимости крутящего момента и мощности от частоты вращения.

Рисунок 7 – График зависимости крутящего момента и мощности от частоты вращения

2.2 Расчет прямозубой эвольвентной передачи

2.2.1 Определение модуля зубчатой передачи расчетом на контактную выносливость зубьев

 Скачать реферат