Конструкторская разработка горизонтально-фрезерного станка модели 6Н81Г

Перечень чертежей:

1. Чертеж общего вида горизонтально-фрезерного станка модели 6Н81Г (на формате А2) представлен в двух проекциях с техническими характеристиками:

• Габаритные размеры, мм:

длина 2060

ширина 1940

высота 1600

• Вес станка 2100кг

• Основные размеры, мм.

Расстояние от оси шпинделя до стола:

наименьшее 0

наибольшее 340

Расстояние от оси шпинделя до хобота 150

Наименьшее расстояние от задней кромки стола до:

торца шпинделя        10

вертикальных направляющих станины 45

• Привод:

Электродвигатель шпинделя:

число оборотов 1450 об/мин

мощность 4,0 кВт

Электродвигатель подачи:

число оборотов 1450 об/мин

мощность 1,5 кВт

• Стол

Размер рабочей площади стола, мм.

длина 1000

ширина 250

Наибольший угол поворота стола 45 град.

Цена одного деления шкалы поворота 1 град

Наибольшее перемещение стола, мм:

продольное от руки 650

механическое 560

вертикальное от руки         340

механическое 340

поперечное от руки 200

механическое 190

Выключающие упоры механической подачи продольной, поперечной и вертикальной - есть

Перемещение на одно деление лимба, мм:

продольное и поперечное 0,05

вертикальное 0,025

• Шпиндель

Внутренний конус

система ГОСТ 836-62

размер II

Технические требования:

• Величина несовпадения сопрягаемых контуров корпусных деталей, фланцев, кронштейнов, кожухов и крышек должны быть не более 2 мм, кроме оговоренных особо в технической документации.
• Антикоррозионные покрытия, нанесенные перед упаковкой станка на обработанные неокрашенные поверхности, удаляются с помощью авиационного бензина или керосина
• Перед пуском станка необходимо залить масло для смазки в полость станины 16л. Для смазки употребляется масло индустриальное "30" по ГОСТ 1707-51
• В резервуар основания станка заливается 30л. охлаждающей жидкости.
• Во время эксплуатации станка необходимо постоянно следить через контрольные глазки за подачей смазки. В случае если масло в глазок не попадает, работа на станке недопустима. Необходимо осмотреть насосы и устранить причину, мешающую нормальному поступлению смазки

2. Сборочный чертеж привода главного движения (А0) с обозначением позиций и техническими требованиями:

• Шестерни должны иметь полное сцепление по ширине, смещение не более 0.5 мм.
• Шестерни должны работать спокойно на всех скоростях допускаемый уровень шума 75 дб.
• Осевой люфт шлицевых валов должен быть 0.05-0.1.
• Залить масло И-Г-С-220 ТУ 38 101413-78.
• Полости подшипников заполнить смазкой ЦИАТИМ-203 ГОСТ 8773-73

3. Кинематическая схема (А1) с графиком частот вращения шпинделя
4. Сборочный чертеж кулачка (А1) с обозначением позиций и техническими требованиями:

• Трущиеся поверхности смазать смазкой УС-2 ГОСТ 10701-75

5. Общий вид сборочного узла кулачка (А0) с техническими характеристиками:

• При натяжении ремня 145 ослабить винт на крышке 17 и подвинчиванием гайки на болте 91 натянуть ремни. После этого затянуть винты.
• Нанести градацию на диске 57

6. Чертеж шпиндельного узла (А1) с указанием размеров

Дополнительные материалы: приведена расчетно-пояснительная записка на 39 страницах, где указаны:

• Назначение станка

Горизонтально-фрезерный станок модели 6Н81Г предназначен для фрезерования разнообразных изделий из черных и цветных металлов.

Приведены характеристики станка.

• Режимы резания представлены в виде таблицы:

• Кинематический расчет коробки скоростей

Используя данные таблицы, определены максимальная 1213,22 об/мин и минимальная 60,37 об/мин частота резания. Вычислен диапазон регулирования – 25,72.

Принято число степеней регулирования 16. Определено количество вариантов структурной формулы: 18. Построена их структурная сетка.

Определена потребная мощность на валу электродвигателя, равная 7,05кВт.

Посчитаны мощности на валах:

Построен график частот вращения шпинделя.

Исходя из графика найдены передаточные числа:

1)38/24=1,58, 2)24/38=0,63, 3)24/38=0,63, 4)28/34=0,82, 5)31/31=1, 6)34/28=1,21, 7)20/20=1, 8)30/64=0,47, 9)25/69=0,36, Р - 150/220=0,68

Ошибка ±2,6% находится в пределах допустимых значений.

Определены крутящие моментов по расчетной частоте 125 об/мин:

• Выбор электродвигателя

Потребная мощность на валу электродвигателя равна 5,44 кВт. Синхронная частота вращения ЭД 1500 об/мин. Выбран двигатель с ближайшей мощностью и синхронной частотой вращения 1500об/мин - 4А112М4У3.

Выполнен расчет параметров для построения механической характеристики:

Построен график механической характеристики двигателя 4А112М4У3: 1- по справочным данным с учетом Мmin; 2- по справочным данным без учета Мmin; 3- по точной формуле; 4- по уточненной формуле Клосса.

• Принципиальная электрическая схема

В проекте представлена электрическая схема с расшифровкой элементов, используемых в электрической схеме. По схеме производится динамическое торможение.

Электродвигатели М1 - шпинделя и М2 – подачи включаются с помощью магнитных пускателей КМ1 и КМ2. Остановка обеих электродвигателей осуществляется кнопкой SB «Стоп». Ток по цепи поступает в катушку КТ – реле времени, замыкающий контакт КТ выключает контактор КМ3. Постоянный ток от выпрямителя через замыкающий контакты КМ3 поступает в обмотку статора двигателя М1, происходит электродинамическое торможение. Через 5 секунд размыкающий контакт КТ отключает пускатель КМ3 – подача постоянного тока в двигатель прекращается. Величина выдержки, настроенная на 5 секунд, обеспечивает торможение двигателя М1 до полной остановки. Включение и отключение электронасоса охлаждения М3 производится выключателем QS2 при работающем двигателе М2. Защиту от токов коротких замыканий обеспечивают предохранителями FU1, FU2, FU3, FU4 и автоматическим выключателем QS1. Для изменения направления вращения шпинделя служит барабанный переключатель БП.

• Расчет зубчатой передачи

Зубчатые колеса являются основным видом передач коробок скоростей. От их габаритов и качества выполнения во многом зависит размеры и эксплуатационные характеристики всей коробки.

Расчет для 24/38 с числом оборотов 125 об/мин, шестерня с числом зубьев 24, материал сталь 40Х:

Расчет для 30/64 с числом оборотов 125 об/мин, шестерня с числом зубьев 30, материал сталь 40Х:

Проверка по напряжениям предотвращает появление усталостных трещин у корня зуба в течении заданного срока службы.

• Расчет клиноременной передачи

Определен крутящий момент на валу ведущего шкива – 80,81Нм.

Выбран профиль сечения ремня с параметрами:

Расчет плоской геометрии:

При проектировании привода предусмотрена возможность перемещения натяжного устройства на величину 37,5 мм. Выполнена проверка угла обхвата на малом шкиве – 167º95’.

Определение числа ремней по тяговой способности с учетом долговечности:

Принято число ремней, равное 3.

Натяжение ветвей передачи, силы, действующие на валы и опоры передачи:

Представлена схема клиноременной передачи.

• Расчет диаметров валов

Определены диаметр 1 вала под подшипник - 25 мм, диаметр буртика под подшипник - 28 мм, у 305 подшипника, он же является диаметром шлицевого вала и диаметр под колеса. Принят d_П^Л=30 мм у 306 подшипника. Принят d_БП^Л =34 мм у 306 подшипника.

Приняты диаметр 2 вала под подшипник (промежуточные валы) 20 мм, диаметр буртика под подшипник 28 мм.

Приняты диаметр 3 вала под подшипник (промежуточные валы) - 25 мм, диаметр буртика под подшипник 28 мм, он же является диаметром шлицевого вала.

По результатам расчета приняты диаметр 4 вала под подшипник 30 мм, диаметр под колесо 30 мм, диаметр вала под шпонку 27 мм.

Приняты диаметр 6 вала под подшипник 35 мм, диаметр буртика под подшипник 42 мм, он же является диаметром шлицевого вала.

• Проектирование кулачка

На станке 6Н81Г при помощи одной рукоятки производится все переключения в коробке скоростей. Поворотом рукоятки движение передается по валу кулачку. На двух торцах кулачка нарезаны профили. Посредством планок, которые с одной стороны связаны с пальцами, вставленными в нарезанные профили, с другой стороны с блоками, при вращении кулачка происходит перемещение блоков. Установка числа оборотов шпинделя осуществляется поворотом рукоятки до момента пока в прорези не покажется необходимая цифра рядом с буквой «А» или «Б».

Построена циклограмма работы. Блок 1 занимает два положения, блок 2 и 3 - три положения. Кулачок разбивается на восемь равных частей. 360°/8=45°. Ход первого блока 19 мм, второго и третьего от нейтрали влево и вправо по 19 мм. Вращение кулачка по часовой стрелке. В соответствии с циклограммой строится кулачок.

• Расчет второго вала коробки скоростей

Определены усилия, действующие в зацеплении, и реакции опор:

Выполнен выбор и проверка подшипников на динамическую грузоподъемность:

1) Подшипник 304. D=52 мм, d=20мм, С=15900Н, С_о=7800 Н.

Определены эквивалентная динамическая нагрузка: 2136Н, и требуемая динамическая грузоподъемность: 11890Н, ΔС=25%.

2) Подшипник 204. D=47 мм, d=20 мм, С=12700 Н, С_о=6200 Н.

Найдены эквивалентная динамическая нагрузка: 1946,4Н, и требуемая динамическая грузоподъемность: 10835Н, ΔС=15%

Найдены изгибающие моменты:

Построены эпюры моментов, действующих на второй вал коробки скоростей.

Запас прочности вала в наиболее опасных сечениях (шпоночный паз):

Вычисленный коэффициент запаса находится в пределах допустимых значений.

В программе: Компас 3Dv, AutoCAD