Разработка конструкции коробки скоростей вертикально-фрезерного станка

Министерство  образования Российской Федерации

Федеральное агентство

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального  образования

Магнитогорский  государственный технический университет

имени Г.И. Носова 
 

Кафедра технологии машиностроения 
 

     РАСЧЁТНО-ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ  ЗАПИСКА

к курсовому  проекту по дисциплине “Металлорежущие  станки” 
 

 МС.14-16-00 РЗ 

Разработка  конструкции коробки скоростей

 Вертикально-фрезерного  станка 
 
 
 

Выполнил: студент  группы КТ-05-1

                                                                                               Галяутдинов Р.И.

                                                                                Проверил: старший преподаватель

                                                                                              Анцупов А.В. 
 
 
 
 
 

Магнитогорск2008

 

ЗАДАНИЕ

 

    Спроектировать  коробку скоростей вертикально-фрезерного станка:

обрабатываемый материал: сталь40; сталь 80.

материал инструмента Т15К6.

максимальный обрабатываемый размер 250 мм.

    Проект должен включать расчётно-пояснительную записку и графическую часть из четырёх листов формата А1, на которых необходимо изобразить кинематическую схему, развёртку, свёртку, структурную сетку и график частот вращения коробки скоростей. 

ВВЕДЕНИЕ

 

    Фрезерные станки могут быть поделены на станки общего назначения и специальные. К станкам общего назначения (рис.1) относятся консольно-фрезерные: вертикально-фрезерные (рис.1,б), горизонтально-фрезерные (рис.1,а), универсальные и широкоуниверсальные станки; бесконсольно-фрезерные (рис.1,в) (с неподвижной или поворотной шпиндельной головкой, с круглым столом, с копировальным устройством); продольно -фрезерные (рис.1,г) (одностоечные горизонтальные и вертикальные); двухстоечные с двумя и более шпинделями; карусельно-фрезерные (с одним и более шпинделями).

    

    Рисунок 1. Общий вид фрезерных станков.

    К специальным станкам относятся  копировально-фрезерные, шлице- и шпоночно-фрезерные, барабанно-фрезерные, фрезерные станки с ЧПУ и др.

    Среди станков общего назначения различают несколько типов станков.

    Вертикально-фрезерные  станки (рис.1,б) предназначены для выполнения различных фрезерных операций, таких как фрезерование плоскостей, пазов, уступов концевыми, шпоночными, и торцовыми фрезами, нарезания методом копирования зубчатых колёс.

    Отличительная особенность этих станков - вертикальное положение оси шпинделя и наличие  подвижной консоли 2, на которой расположены салазки и стол 4. Стол 4, на котором закрепляют обрабатываемую заготовку, имеет продольное перемещение по направляющим салазок. Салазки перемещаются вместе со столом в поперечном направлении по направляющим консоли, которая, в свою очередь, перемещается по направляющим станины 1. Заготовка может таким образом перемещаться в трех взаимно перпендикулярных направлениях. Коробка подач смонтирована в консоли.

    На  вертикально-фрезерных станках выполняют  встречное фрезерование, при наличии  устройства, компенсирующего зазор  между винтом и гайкой механизма  продольной подачи, возможно и попутное фрезерование.

 

    

Определение технической характеристики станка

    Расчет  максимальной скорости:

    Торцевая  насадная фреза со вставными ножами (по гост 9473-80),

    Материал  фрезы Т15К6,

    Обрабатываемый  материал сталь 40 ( ),

    Подача  S=0,3 мм/зуб,

    Глубина резания t=6,3 мм,

    Диаметр фрезы =100 мм,

    Число зубьев фрезы z=10,

    Стойкость T=180 мин.

 

    

    

    

    

    

    

    

    

    Значения  коэффициентов и показателей  степени:

    

    

    

    

 

    Расчет  минимальной скорости:

    Торцевая  насадная фреза со вставными ножами (по ГОСТ 9473-80),

    Обрабатываемый  материал сталь 80 ( ),

    Подача  S=0,2 мм/зуб;

    Глубина резания t=12,6 мм;

    Диаметр фрезы  ;

    Число зубьев z=30;

    Обрабатываемый  размер 250 мм;

    Стойкость фрезы 300 мин.

 

    

    

    

    

    

    

    

    

    

    Значения  коэффициентов и показателей  степени:

    

    

    

    

 

    Сила резания:

    

    

    

    

    Значения  коэффициентов и показателей  степени:

    

    

    

    

    

    

    

    

    Крутящий  момент:

    

    Мощность  резания:

    

    

    Мощность  электропривода:

    

    

    

Выбираем  асинхронный двигатель серии 4А  модель 225М8 с n=750 об/мин

 

 

    

Кинематический  расчет коробки скоростей.

    Диапазон  регулирования:

    Примем 

    Число ступеней скорости исполнительного  органа определяется зависимостью:

    

    

    

    

    Примем  число ступеней Z равное 9.

    При заданном количестве ступеней частот вращения Z значение знаменателя геометрического ряда определяется по формуле:

    

    

    Таблица: Частоты вращения

 

 

    

 

    Структурная сетка

 

    

    График  частот вращения

 

      

    Расчет  передаточных отношений:

    

    

    

    

    

    

    

    

    Передаточное  отношение одиночной передачи определяется из уравнения кинематической цепи привода  для минимальной частоты вращения шпинделя:

    

    где n_э – частота вращения электродвигателя;

           n₁ – минимальная частота вращения шпинделя;

           i_Рmin - минимальное значение i-групповых передач.

    

    

    

 

    В соответствии с передаточными отношениями находим числа зубьев колес и шестерен:

    

    

    

    Кинематическая  цепь главного движения:

    

    На  основании кинематической цепи главного движения составляются все уравнения  кинематического баланса:

 

    

    

    

    

    

    

    

    

    

 

    Максимально допустимое отклонение:

    

    

    Расчет  отклонений по ступеням:

    

    

    

    

    

    

    

    

    

    

    Расчетные частоты вращения валов:

    N1=750 об/мин; N2=600 об/мин; N3=381 об/мин; N4=96 об/мин; 

Предварительный расчет коробки скоростей