Проектирование шпиндельного узла для торцешлифовального станка

Перечень чертежей:

1. Сборочный чертеж бабки шлифовальной в разрезе А1 с техническими характеристиками, с техническими требованиями:

Точность вращения шпинделя в сборе:

• Биение передней опоры шпинделя не более 0,002 мм;
• Биение задней опоры шпинделя не более 0,010 мм.

Жесткость шпинделя относительно пиноли:

• Осевое перемещение шпинделя относительно пиноли не более 0,003 мм под нагрузкой 2235 Н;
• Радиальное перемещение фланца шпинделя относительно пиноли не более 0,0017 мм при приложении нагрузки 1860 Н.

Допуски на отверстия под подшипники указаны для станков класса точности "В".

Сборку шпинделя с подшипниками и монтаж шпинделя в пиноль осуществлять в

 вертикальном положении без приложения ударных нагрузок.

Динамическую балансировку пиноли в сборе производить за счёт обсверловки

 торца шпинделя и установки болтов в детали.

После сборки произвести обкатку пиноли в сборе со шлифовальной бабкой и опорой

 шкива в течении 4-х часов. Допустимый нагрев пиноли max15° свыше температуры

окружающего воздуха.

Нерабочие поверхности пиноли покрыть противокоррозионной смазкой НГ-203.

2. Бабка шпиндельная в сборе А1 с позициями:

Разноразмерность роликов в комплекте направляющих не более 0,0015 мм.

Подшлифовкой планок и затяжкой клина добиться суммарной величины натяга на роликах 0,005...0,0015 мм.

Прилегание поверхности клина к сопряженной детали при проверке по краске не менее 80% как по высоте, так и по длине.

Пришабровкой стыковочных плоскостей детали обеспечить величину изворота шлифовальной бабки 0,2 мм в горизонтальной плоскости от номинального положения.

В полость каждого подшипника заложить смазку ЦИАТНМ201 ГОСТ6267-24 в количестве 0,25 см³.

Приведены размеры для справок.

3. Рабочий чертеж детали шкив А3.

Дополнительные материалы: прилагается расчетно-пояснительная записка на 23 страницах, где ведется проектирование шпиндельного узла для торцешлифовального станка.

         Выполнен обзор и анализ конструкций мехатронных устройств приводов шлифовальных станков с чпу.

         Предназначение шлифовальных станков в том, что они применяются для окончательной обработки заготовок абразивными или алмазными кругами. Такие станки обеспечивают точные размеры, правильную геометрическую форму и высокое качество поверхности детали.

         Представлены различные схемы резания для торцешлифовальных станков.

         Рассмотрены особенности проектирования и расчета главного привода. 

         Привод предназначен для осуществления рабочих, вспомогательных и установочных перемещений инструмента и заготовки. Их делят на приводы главного движения — скорости резания и приводы подач — координатных перемещений и вспомогательных перемещений.

         Выполнен расчет мощности на предварительное и окончательное шлифование для двух диаметров заготовки. Выбран привод и проведен кинематический расчет приводов:

         Проведен расчет шпиндельного узла. Независимые и зависимые переменные параметры являются проектными параметрами шпиндельных узлов. Эти параметры полностью и однозначно определяют конструкцию шпиндельного узла.

Приведены исходные данные для проектирования:

• Класс точности станка – В
• Мощность - 23,1 кВт
• Частота вращения - 1440 об/мин

         Назначены численные значения проектных критериев. Выбраны типы опор и компоновочные схемы опор шпиндельного узла:

• Подшипники для передней опоры – упорно-радиальный сдвоенный с углом контакта 60° обозначение 178826; радиальный двухрядный с отверстием в наружном кольце 4162900К;
• Подшипник для задней опоры – радиальный двухрядный с отверстием в наружном кольце 4162900К.

        Определены зависимые проектные параметры. Проведен расчет точности, жесткости и быстроходности опор качения. В шпиндельных узлах применяются подшипники классов точности категории “А”. По точности шпиндельные подшипники сравниваются по радиальному или осевому биению каждого кольца. Расчет допустимого биения каждого подшипника (точности подшипника) проводят исходя из допустимого биения переднего конца шпинделя по методике, разработанной В.Н.Трейером.

        Выбрана смазка опор качения.

         Смазка и регулирование должны проводиться так, чтобы при работе температура наружного кольца подшипника не превышала значений, рекомендованных ЭНИМС.           Для смазки опор качения применены маловязкие масла при высоких частотах вращения и масла большой вязкости при низких частотах вращения и высоких нагрузках.

         Выбрана пластинчатая система смазки марки ЛКС-2, так как она применяется для шлифовальных и скоростных токарных и фрезерных станков при средних нагрузках.

         Проведен расчет оптимальной длины межопорной части шпиндельного узла – 582 мм и расчет радиальной жесткости шпиндельного узла – 4,098*10⁵ Н.

         Выполнен расчет динамических характеристик шпиндельного узла. Данные характеристики рассчитаны для сравнения между собой вариантов конструкций ШУ по проектным критериям: собственные частоты колебаний и амплитуды колебаний:

• Амплитуда собственных частот колебаний – 268 Гц;
• Амплитуда колебаний – 2,47*10^-6 Гц.

         Выбран материал для изготовления шпиндельного узла – сталь 40Х с твердостью 40-50 HRCэ.

         В ходе расчета ременной передачи были получены следующие результаты:

         Представлена функциональная схема управления и описание ее работы.

         В ходе проведения работ был выполнен расчет мощности привода главного движения и привода подач. Определены зависимые параметры для проектирования шпиндельного узла, выбраны подшипники качения в качестве опор. Рассчитаны точность, жесткость и быстроходность опор качения. Подобрана пластинчатая система смазки марки ЛКС-2.

         Проведен расчет динамических характеристик шпиндельного узла, выбран материал и выполнен расчет ременной передачи.

В программе: Компас 3D v