отчет по практике вертикально сверлильный станок

Отчет по практике: Сверлильные станки

1. Характеристика сверлильных станков

2. Назначение и классификация сверлильных станков

3. Настольный сверлильный станок 2М112 (2М-112)

Список используемой литературы

Целью данной контрольной работы является рассмотрение характеристики группы сверлильных станков.

Задачи контрольной работы:

1.- рассмотреть характеристику сверлильных станков, узнать для чего они предназначены;

2.- выяснить какие бывают виды сверлильных станков, т.е. рассмотреть классификацию сверлильных станков;

3.- разобрать 1 сверлильный станок на примере. Возьмем настольный сверлильный станок 2М112 (2М-112). Узнать как он выглядит, для чего предназначен, рассмотреть его технические характеристики:

— расстояние между пазами,

— диаметр сверления в стали,

— размер конуса шпинделя наружный,

— наибольшее перемещение шпинделя и т.д

1. Харктеристика сверлильных станков

Сверлильные станки предназначены для сверления глухих и сквозных отверстий в сплошном материале, рассверливания, зенкерования, развертывания, нарезания внутренних резьб, вырезания дисков из листового материала.

На сверлильно-фрезерных станках можно выполнять фрезерование, наклонное торцевое фрезерование, шлифовку поверхности, горизонтальное фрезерование и другие операции. Для выполнения подобных операций используют сверла, зенкеры, развертки, метчики и другие инструменты.

Формообразующими движениями при обработке отверстий на сверлильных станках являются главное вращательное движение инструмента и поступательное движение подачи инструмента по его оси. Основной параметр станка — наибольший условный диаметр сверления отверстия (по стали). Кроме того, станок характеризуется вылетом и наибольшим ходом шпинделя, скоростными и другими показателями.

Сверлильные станки – согласно материалам, взятым из Википедии, многочисленная группа металлорежущих станков, предназначенных для получения сквозных и глухих отверстий в сплошном материале, для чистовой обработки (зенкерования, развёртывания) отверстий, образованных в заготовке каким-либо другим способом, для нарезания внутренних резьб, для зенкования торцовых поверхностей.

Применяя специальные приспособления и инструменты, можно растачивать отверстия, вырезать отверстия большого диаметра в листовом материале («трепанирование»), притирать точные отверстия и т. д.

Спектр применения сверлильных станков велик. Они используют в механических, сборочных, ремонтных и инструментальных цехах машиностроительных заводов и в предприятиях малого бизнеса.

На сверлильных станках обработка отверстий производится свёрлами, зенкерами, развёртками, зенковками и другими инструментами, нарезание резьбы — метчиками.

2. Назначение и классификация сверлильных станков

В зависимости от области применения различают универсальные и специальные сверлильные станки. Находят широкое применение и специализированные сверлильные станки для крупносерийного и массового производства, которые создаются на базе универсальных станков путем оснащения их многошпиндельными сверлильными и резьбонарезными головками и автоматизации цикла работы.

Сверлильные станки с ручным управлением

Вертикально-сверлильный станок. На станине станка размещены основные узлы. Станина имеет вертикальные направляющие, по которым перемещается стол и сверлильная головка, несущая шпиндель и электродвигатель. Заготовку или приспособление устанавливают на столе станка, причем соосность отверстия заготовки и шпинделя достигается перемещением заготовки.

Управление коробками скоростей и подач осуществляется рукоятками, ручная подача — штурвалом. Глубину обработки контролируют по лимбу. Противовес размещают в нише, а электрооборудование вынесено в отдельный шкаф. Фундаментная плита служит опорой станка. В средних и тяжелых станках ее верхняя плоскость используется для установки заготовок.

Внутренние полости фундаментной плиты в отдельных конструкциях станков служат резервуаром для СОЖ. Стол можно перемещать по вертикальным направляющим вручную с помощью ходового винта. В некоторых моделях стол бывает неподвижным (съемным) или поворотным (откидным).

Охлаждающая жидкость подается электронасосом по шлангам. Узлы сверлильной головки смазывают с помощью насоса, остальные узлы — вручную.

Сверлильная головка представляет собой чугунную отливку, в которой смонтированы коробка скоростей, механизмы подачи и шпиндель. Коробка скоростей содержит двух- и трехвенцовый блоки зубчатых колес, переключениями которых с помощью одной из рукояток шпиндель получает различные угловые скорости. Частота вращения шпинделя, как правило, изменяется ступенчато, что обеспечивается коробкой скоростей и двухскоростным электродвигателем.

Радиально-сверлильный станок. В отличие от вертикально-сверлильного в радиально-сверлильном станке оси отверстия заготовки и шпинделя совмещают путем перемещения шпинделя относительно неподвижной заготовки в радиальном и круговом направлениях (в полярных координатах). По конструкции радиально-сверлильные станки подразделяют на:

-станки общего назначения,

-переносные для обработки отверстий в заготовках больших размеров (станки переносят подъемным краном к заготовке и обрабатывают вертикальные, горизонтальные и наклонные отверстия),

-самоходные, смонтированные на тележках и закрепляемые при обработке с помощью башмаков.

На радиально-сверлильных станках общего назначения заготовку закрепляют на фундаментной плите или приставном столе; очень крупные заготовки устанавливают на полу. В цоколе плиты смонтирована тумба, в которой может вращаться поворотная колонна. Зажим колонны — гидравлический.

Рукав перемещается по колонне от механизма подъема и ходового винта. Шпиндельная бабка смонтирована на рукаве и может перемещаться по нему вручную. В шпиндельной бабке размещены коробки скоростей, подач и органы управления. Шпиндель с инструментом устанавливают относительно заготовки поворотом рукава и перемещением по нему шпиндельной бабки.

Сверлильные станки с ЧПУ

Вертикально-сверлильный станок с ЧПУ. Станок предназначен для сверления, зенкерования, развертывания, нарезания резьбы и легкого прямолинейного фрезерования деталей из стали, чугуна и цветных металлов в условиях мелкосерийного и серийного производства. Револьверная головка с автоматической сменой инструмента и крестовый стол позволяют производить координатную обработку деталей типа крышек фланцев, панелей без предварительной разметки и применения кондукторов. Класс точности станка обычно П.

Станок оснащен замкнутой системой ЧПУ, в качестве датчиков обратной связи используются сельсины. Управление процессом позиционирования и обработки в прямоугольной системе координат осуществляет УЧПУ. Имеется цифровая индикация, предусмотрен ввод коррекции на длину инструмента. Точность позиционирования стола и салазок 0,05 мм, дискретность задания перемещений и цифровой индикации 0,01 мм. Число управляемых координат — 3/2 (всего/одновременно).

УЧПУ, смонтированное в шкафу, содержит считывающее устройство, кодовый преобразователь, блок технологических команд, блоки управления приводами салазок и стола. Для удобства визуального наблюдения за работой механизмов предусмотрен блок ручного управления и сигнализации. УЧПУ оснащают различными дополнительными блоками: устройствами коррекции радиуса, длины и положения инструмента, значений подачи, скорости резания; индикации перемещений, датчиками обратной связи при нарезании резьбы; блоками контроля останова на рабочих и вспомогательных ходах и т.п.

Получив информацию через считывающее устройство, УЧПУ выдает команды на автоматический привод перемещения рабочих органов станка, например на шаговый двигатель привода салазок. Силовое электрооборудование размещено в шкафу, откуда команды передаются на станочное электрооборудование. Рабочий орган станка — револьверная головка с набором инструментов — обеспечивает обработку различными инструментами (до шести) в заданной программой последовательности.

Радиально-сверлильный станок с ЧПУ. На станке выполняют обработку отверстий в крупногабаритных заготовках, а также легкое фрезерование поверхностей и пазов, в том числе криволинейных. Класс точности станка Н. Число управляемых координат (всего/одновременно) 3/2. Точность установки координат 0,001 мм. Программируется: перемещение по осям X, Y, Z; параметры режима резания и номер инструмента; смена инструмента осуществляется оператором.

Деталь располагают на столе-плите, закрепленной на фундаменте. На салазках, перемещающихся по станине (ось X), установлена колонна, по вертикальным направляющим которой выполняет установочное перемещение рукав. По направляющим рукава движется шпиндельная головка (подача по оси Y) с размещенными в ней коробкой скоростей и приводом подач. Направляющие шпиндельной головки и салазок комбинированные (скольжения — качения). Передняя поверхность направляющих шпиндельной бабки — лента из фторопласта, работающая в паре с передней чугунной термообработанной направляющей рукава. Шпиндель имеет осевую подачу по оси Z.

У станка установлен стеллаж вместимостью 18 инструментов, обеспечивающих работу станка по программе. У каждой ячейки с инструментом имеется лампочка, которая сигнализирует о том, какой инструмент по программе оператор должен установить в шпиндель. Ячейки снабжены микропереключателями, которые срабатывают, если извлечен незапрограммированный инструмент или отработавший инструмент вставлен не в свою ячейку. При этом работа станка по автоматическому циклу прекращается.

Вертикально-сверлильные: 2С163Б, 2C125, 2C132, 2Н150, 2170, 2Р135Ф2

Настольно-сверлильные: 2М112, HC-16M, ГС 2112, ГС 2116, ЗИМ427А

Радиально-сверлильные: 2C550A, 2K52, 2M57, ГС545, ГС544, 2542-2, 2А532, ОС2660

Основные типы сверлильно-расточных станков:

— вертикально-сверлильные одно- и многошпиндельные;

— горизонтально-сверлильные для глубокого сверления

Сверлильно-расточные станки по классификатору отнесены ко второй группе, внутри которой их делят на следующие типы:

2 — одношпиндельные полуавтоматы;

3 — многошпиндельные полуавтоматы;

9 — разные сверлильные.

3. Настольный сверлильный станок 2М112 (2М-112)

Рассмотрим сверлильный станок 2М112 (2М-112):

Сверлильный станок 2М112 предназначен для сверления отверстий в деталях из черных и цветных металлов, а также других материалов, диаметром не более 12 мм. Простота конструкции обеспечивает легкость управления, надежность и долговечность станков. Отсчет глубины обработки производится по круговому лимбу штурвала.

Настольный сверлильный станок 2М112 (2М-112)

Диаметр сверления в стали 45 ГОСТ 1050-88, мм 12

Вылет шпинделя (расстояние от оси шпинделя до образующей колонны), мм 190

Размер конуса шпинделя наружный по ГОСТ 9953-82 B18

Наибольшее перемещение шпинделя, мм 100

Цена деления лимба, мм 1

Расстояние от торца шпинделя до рабочей поверхности стола, мм50. 400

Размеры рабочей поверхности стола, мм 250×250

Количество Т-образных пазов 3

Расстояние между пазами, мм 50

Число скоростей шпинделя 5

Число оборотов, об/мин 450. 4500

Подача при сверлении ручная

Мощность электродвигателя, кВт 0,55

Частота вращения, об/мин. 1500

Напряжение питания, В 380

Габаритные размеры, мм 770 x 370x 950

Масса станка, кг не более 120

В данной контрольной работе я рассмотрела характеристику группы сверлильных станков; узнала, что они предназначены для сверления глухих и сквозных отверстий в сплошном материале, рассверливания, зенкерования, развертывания, нарезания внутренних резьб, вырезания дисков из листового материала; выяснила, что сверлильные станки классифицируются не просто по видам, а в зависимости от области применения, например, и т. д.; разобрала сверлильный станок на примере настольного сверлильного станка 2М112 (2М-112). Узнала как он выглядит; выяснила, что он предназначен для сверления отверстий в деталях из черных и цветных металлов, а также других материалов, диаметром не более 12 мм.; рассмотрела его технические характеристики.

Список используемой литературы

1. Виноградов Л.В. и Равкин Г.М. – «Станки и инструмент», М.: Машгиз., 1963г.

Источник

Курсовая работа: Проектирование вертикально-сверлильного станка

на тему: «Проектирование вертикально-сверлильного станка»

Данный курсовой проект был разработан студентом четвертого курса машиностроительного факультета, группы. Было предложено спроектировать вертикально-сверлильный станок, по следующим данным:

— класс точности – нормальный;

— наибольший условный диаметр сверления – 18 мм.;

— наибольший ход шпинделя – 100 мм.;

— материал обрабатываемых изделий – сталь-чугун;

Курсовой проект содержит:

— пояснительную записку, из 29 листов, в которой было рассмотрено:

а) определение основных технических характеристик станка; б) проектирование кинематики станка, выбор компоновки; в) динамические и прочностные расчёты узлов, разрабатываемых конструктивно; г) описание структурной и кинематических схем, настройки станка; д) описание конструкции спроектированных узлов и систем станка;

— графический материал, содержащий четыре листа формата А1: кинематическая схема станка, развёртка привода главного движения, свёртка провода главного движения и коробка подач;

— спецификация привода главного движения;

2. Определение основных технических характеристик станка. 8

4. Выбор и описание компоновки станка. 11

5.1 Проектирование кинематики привода главного движения. 14

6. Динамические, прочностные и другие необходимые расчёты проектируемых узлов22

8. Описание системы смазки спроектированных узлов. 36

Введение

По конструкции и назначению трудно найти более разнообразные машины, чем металлорежущие станки. На них обрабатывают всевозможные детали – от мельчайших элементов часов и приборов до деталей, размеры которых достигают многих метров (турбины), прокатных станов. На станках обрабатывают и простые цилиндрические, и поверхности, описываемые сложными математическими уравнениями или заданные графически. При этом достигаются высокая точность обработки, измеряемая нередко долями микрометра. На станках обрабатывают детали из сталей и чугунов, из цветных, специальных жаропрочных, мягких твердых и других материалов. Современное станкостроение развивается быстрыми темпами. В решениях правительства по развитию станкостроения особое внимание обращено на опережающее развитие выпуска станков с числовым программным управлением, развитием производства тяжелых и уникальных станков.

Сверлильные станки предназначены для сверления глухих и сквозных отверстий, рассверливания, зенкерования, развертывания, растачивания и нарезания резьбы. Сверлильные станки подразделя­ются на вертикально-сверлильные настольные и наклонные, радиально-сверлильные, для глубокого сверления, центровальные и многошпиндельные.

1. Литературный обзор

Общий вид наиболее распространенного универсального одношпиндельного вертикально-сверлильного станка показан на рис. 1. Станок пред­назначен для работы в основных производственных цехах, а также в условиях единичного и мелкосерийного производства, в ремонтно-механических и инструментальных цехах.

вертикальный сверлильный станок кинематический

Рис.1 Вертикально-сверлильный станок.

На фундаментной плите 1 смонтирована колонна 3 коробчатой формы. В ее верхней части размещена шпиндельная головка 6, несущая электродвиатель 5 и шпиндель 7 с инструментом 8. На вертикальных направляющих колонны установлена шпиндельная бабка 4, внутри которой размещён механизм подачи, осуществляющий вертикаль­ное перемещение шпинделя. Поднимать и опу­скать шпиндель можно механически и вручную, с помощью штурвала 2. Для установки и закрепления приспособления с обрабатываемыми заготовками имеется стол 9. Его устанавливают на различной высоте, в зависимости от разме­ров обрабатываемых деталей.

Синтез методов и кинематики формообразования поверхностей резанием

Основные технические характеристики вертикально-сверлильных станков, близких по типоразмеру:

Название: Проектирование вертикально-сверлильного станка Раздел: Промышленность, производство Тип: курсовая работа Добавлен 00:53:39 01 июня 2011 Похожие работы Просмотров: 13695 Комментариев: 24 Оценило: 9 человек Средний балл: 4.8 Оценка: 5 Скачать

Параметры	2А150	2Г175	2Н175М
Наибольший условный диаметр сверления в стали	50	75	75
Рабочая поверхность стола	500х560	560х630	710х1250
Наибольшее расстояние от торца шпинделя до рабочей поверхности стола	800	850	828
Вылет шпинделя	350	400	200-760
Наибольший ход шпинделя	300	—	—
Наибольшее вертикальное перемещение
сверлильной (револьверной) головки	250	710	500
стола	360	—	—
Конус Морзе отверстия шпинделя	5	6	1,2 или 3
Число скоростей шпинделя	12	12	12
Частота вращения шпинделя об/мин	22-1000	18-800	22-1000
Число подач шпинделя (револьверной головки)	12	33	12
Подача шпинделя (револьверной головки), мм/об	0,05-2,25	0,018-4,5	0,05-2,24
Мощность электродвигателя в кВт	7,0	11	11
Габаритные размеры:
длина	1355	1420	1500
ширина	890	1920	1800
высота	2930	3385	3650
Масса, кг.	1870	4250	5000

В качестве станка-прототипа выбираю вертикально-сверлильный станок 2А150 исходя из анализа его кинематики и технических характеристик.

2. Определение основных технических характеристик станка

1. Выбираем режущий инструмент

Спиральное сверло D_max =18 мм и D_min =3 мм. Материал режущей части быстрорежущая сталь Р6М5.

2. Назначаем режим резания

2.1 Назначаем подачи

2.2 Стойкость инструмента

2.3 Определяем допустимую скорость резания

где

Общий поправочный коэффициент на скорость резания, учитывающий фактические условия резания,

где

— поправочный коэффициент, учитывающий влияние физико-механических свойств обрабатываемого материала на скорость резания;

— поправочный коэффициент, учитывающий влияние инструментального материала на скорость резания

— коэффициент, учитывающий глубину

3. Синтез и описание кинематической структуры станка

Рис. 2 Структурная схема вертикально-сверлильного станка.

Компоновка станка в значительной степени влияет на технико-экономические показатели. От компоновки зависит: жёсткость конструкции; тепловой баланс и температурная деформация; универсальность станка и его переналаживаемость; металлоёмкость; трудоёмкость изготовления, сборки; ремонтопригодность.

Рассмотрим три варианта компоновки вертикально-сверлильного станка и выберем один:

Структурная формула данной компоновки: 0ZC_v

Достоинства: жесткая конструкция станины.

Недостаток: ограниченные габариты обрабатываемой детали, трудность в сборки, при износе стола, куда устанавливается деталь, нету возможности замены его, при малых габаритах обрабатываемой детали уменьшается жесткость шпинделя, т.к. увеличивается величина вылета.

Структурная формула данной компоновки: Z0ZC_v

Достоинства: можно производить демонтаж стола, увеличиваются габариты обрабатываемой детали, возможность обеспечение жесткости шпинделя, за счёт подвода обрабатываемой детали к шпинделю.

Недостаток: уменьшается жёсткость из-за стола, а следовательно уменьшается точность позиционирования.

Структурная формула данной компоновки: Z0ZZC_v

Достоинства: можно производить демонтаж стола, простота сборки станка, т.к. коробку скоростей и подач можно собрать отдельно от станины, увеличиваются габариты обрабатываемой детали.

Недостаток: уменьшается жёсткость не только из-за стола, но и из-за возможности перемещать шпиндельный узел, а следовательно уменьшается точность обработки.

Из рассмотренных вариантов выбираем второй, так как он самый оптимальный по жёсткости и точности.

5. Проектирование и описание кинематической схемы станка

5.1 Проектирование кинематики привода главного движения

Определяем предельный частоты вращения:

Диапазон регулирования R_n частот вращения исполнительного органа

Определяем число ступеней коробки скоростей, при j=1,41:

Проверяем возможность осуществления простой мощности станка:

Для прямозубых колес С=8

Значит структура простая. Из множества возможных вариантов порядка расположения и переключения групповых передач выбираем вариант при котором вес и габариты проектируемого привода минимальны.

Проверяем осуществимость принятого варианта структуры привода по диапазону регулирования группы по условию

— принятый вариант осуществим.

Рис. 3 Структурная сетка.

Рис. 4 График частот вращения.

Передаточные отношения принимаем:

Исходя из этого, рассчитываем числа зубьев колёс:

Наименьшее общее кратное равно 12, т.к. Z_min =18.

Наименьшее общее кратное равно 72, при условии, что Z_min =18.

Наименьшее общее кратное равно 15, при условии, что Z_min =19.

Рис. 5 Кинематическая схема привода.

5.2 Проектирование кинематики привода подач

Диапазон регулирования R_n подач исполнительного органа

Определяем число ступеней коробки подач, при j=1,41:

Проверяем возможность осуществления простой мощности станка:

Для прямозубых колес С=8

Значит структура простая.

Из множества возможных вариантов порядка расположения и переключения групповых передач выбираем вариант при котором вес и габариты проектируемого привода минимальны.

Проверяем осуществимость принятого варианта структуры привода по диапазону регулирования группы по условию

— принятый вариант осуществим.

Рис. 6 Структурная сетка привода подач.

Передаточные отношения принимаем:

Исходя из этого, рассчитываем числа зубьев колёс:

Наименьшее общее кратное равно 12, т.к. Z_min =17.

Наименьшее общее кратное равно 15, при условии, что Z_min =17.

Определяем минимальное значение частоты вращения последнего вращающегося звена в цепи подачи.

где S_min – минимальная подача (значение из стандартного ряда);

S_т.в. – шаг тягового вала;

Определяем минимальное передаточное отношение кинематической цепи подач:

где n₀ – один оборот шпинделя;

Рис.7 График чисел подач.

6. Динамические, прочностные и другие необходимые расчёты проектируемых узлов

1. Частота вращения на валах

Угловые скорости на валах привода

Определяем мощности на валах:

где η_под =0,99 – КПД пары подшипников

η_цил =0,98 – КПД цилиндрической прямозубой передачи

Определяем передаваемые крутящие моменты:

2. Расчёт зубчатой передачи

2.1. Материал шестерни: сталь 45; 240 ¸285 НВ; s_в =650¸850 МПа; s_Т =580 МПа; вид термообработки – улучшение.

Материал колеса: сталь 40; 42¸50 HRC_э ; s_в =630¸780 МПа; s_Т =400 МПа; вид термообработки – улучшение.

2.2. Определяем расчётный модуль зацепления

Y_FS – коэффициент, учитывающий форму зуба и равный 1.

y _bd – коэффициент ширины шестерни относительно её ширины и равный 0,8.

k_{F b} — коэффициент, учитывающий неравномерность распределения нагрузки по ширине венца и равный 1,2.

k_А — коэффициент внешней динамической нагрузки и равный 1.

Значение m округляется до ближайшей величины в соответствии с ГОСТ 9563-60: m=2 мм.

2.3. Определение размеров передач и колёс.

Определяем размеры венцов колёс:

Ширина венцов колёс:

Допускаемое напряжение

для колеса МПа

МПа

Расчётное межосевое расстояние, мм

Значение а_w округляется до ближайшей величины в соответствии с ГОСТ 2185-66: а_w =60

мм

тогда ширина шестерни:

2.4. Проверка на выносливость по контактным напряжениям

Определяем окружные скорости

м/с

Удельная расчётная окружная сила:

К_Нα =1 – для прямозубой передачи

Н/мм

Н/мм

Расчётные контактные напряжения

s_Н =Z_H Z_М

s_Н =175∙1,47 МПа

Остальные размеры колёс рассчитываются аналогично и записываются в таблицу 1.

Таблица 1. Основные размеры и характеристики зубчатых колёс

d d_a d_f 1 40 44 35 20 20 0,5 2 80 84 75 40 15 0,18 3 50 54 45 25 20 0,4 4 70 74 65 35 15 0,21 5 60 64 55 30 20 0,33 6 60 64 55 30 15 0,25 7 38 42 33 19 25 0,65 8 106 110 101 53 20 0,19 9 72 76 67 38 25 0,32 10 72 76 67 38 20 0,26 11 50 55 43,75 20 25 0,5 12 200 205 193,75 80 20 0,1 13 200 205 193,75 80 25 0,125 14 50 55 43,75 20 20 0,4

3. Предварительный расчёт валов

Для валов выбираем материал: Сталь 40Х ГОСТ 4543-71

Т – крутящий момент, Н∙мм

[τ_к ] – допускаемое напряжение при кручении, МПа

Выходной конец вала электродвигателя d_I =28 мм

мм

Принимаем d_II =25 мм

мм

Принимаем d_III =25 мм

мм

Принимаем d_IV =30 мм

мм

Принимаем d_V =35 мм

Термическая обработка: закалка + высокий отпуск НВ 230¸285.

4. Основной расчёт валов

Для проверки возьмём вал IV, на котором размещен блок из двух колёс и два одиночных колеса.

Окружное усилие в зацепление

Н

Н

Радиальное усилие в зацеплении

5. Проектный расчёт вала:

Вычисляем реакции в опорах А и В в плоскости XOZ

Вычисляем реакции в опорах А и В в плоскости YOZ

На рис. 8 представлена эпюра крутящих моментов Т, Н·м, передаваемых валом.

Проверяем вал на усталостную прочность

Анализируя линию сечений вала, где приведённые напряжения равны допускаемым, можно сделать вывод, что потенциально слабым сечением вала является сечение с М_и =16,65 Н·м и Т=107,8 Н×м.

Выбираем тип концентратора напряжений и выбираем значение коэффициентов концентрации напряжений по изгибу и по кручению

Коэффициент запаса прочности вала по нормальным напряжениям

w=p·d 3 /32=3,14·25 3 /32=1533

Коэффициент запаса по касательным напряжениям

w_p =pd 3 /16=3,14·25 3 /16=3068 МПа

Общий запас сопротивления усталости

S=S_s ·S_t />S_min =1,5

Рис. 8 Эпюры изгибающих моментов.

Подбор подшипников качения:

Диаметры шеек вала IV под подшипники были определены в предварительном расчёте валов и приняты d=25 мм.

1. Осевые составляющие от радиальных нагрузок в опорах Б и В, Н для подшипников:

F_rб = Н

F_rв = Н

2. Определяем величину и направление результирующей осевой силы,

2.1 Для схемы «в распор» подшипником В, Н осевая нагрузка которого

В этом случае осевая нагрузка для подшипника Б, Н.

3.Для каждой опоры определяют соотношение

4. Эквивалентная динамическая радиальная нагрузка, Н

5. Эквивалентная динамическая радиальная нагрузка с учётом изменения внешней нагрузки привода, Н

6. Расчётная долговечность работы подшипника, час

L_hрасч =10 6 ·(С/Р_rcp ) p /(60·n)=10 6 ·(21000/2135) 3,33 /(60·630)=53530

Исходя из этих расчётов выбираем роликовый радиально-упорный подшипник 7205А и 7206А по ГОСТ 27365-87.

7. Описание конструкции спроектированных узлов

На верхнем конце шпинделя нарезаны шлицы, которыми он входит внутрь втулки, полу­чая от неё вращение. Нижний участок его смонтирован на подшипниках в пиноли. Конструкция узла такова, что шпиндель, свободно вращаясь, не имеет осевого смещения относительно пиноли. Последняя, получая верти­кальную подачу от реечного колеса, увлекает за собой шпиндель. Когда при сверлении шпиндель перемещается вниз или вверх, возвращаясь в исход­ное положение, шлицевый участок его скользит в шлицах втулки без нарушения кинематической связи. Сила подачи при сверлении воспринимается упорным подшипником, смонтированным в нижней части пиноли, а сама пиноль перемещается в круговых направляющих корпуса шпиндельной бабки.

Нижний конец шпинделя имеет коническое отверстие определенного стандартного размера. В него вводится хвостовик инструмента и удержи­вается там силой трения. Шпиндель имеет отверстие, в которое вводится клин для выталкивания инструмента. В случае необходимости закрепления в шпинделе инструмента различных диаметров с хвостовиками, меньшими размера гнезда, применяют переходные втулки.

8. Описание системы смазки спроектированных узлов

Основное назначения системы смазки коробки скоростей и коробки подач сводится к уменьшению потерь мощности на трение, сохранению точности работы, предотвращению вибрации, снижению интенсивности износа трущихся поверхностей, а также к предохранению их от заедания, задирав и коррозии.

В качестве смазочных материалов для зубчатых передач применяют жидкие минеральные масла. Выбор сорта минерального масла производится в зависимости от условий работы коробки скоростей и коробки подач, передаваемой мощности, окружной скорости в зацепление, а также температуры масла в картере коробок.

Также значение имеет вязкость, чем она меньше, тем выше окружная скорость т.к. в спроектированной коробке скоростей окружная скорость не превышает 2,5 м/с, то принимаем масло цилиндровое 24 (вискозин).

Кроме вязкости масла на выбор смазки зубчатых колёс большое влияние оказывает его маслянистость – способность образовывать на поверхности трение прочные абсорбированные плёнки с пониженным сопротивление сдвига.

Все передачи и подшипники, расположенные в общем корпусе, целесообразно обслуживать от одно централизованной системы смазки, что позволяет применить один и тот же смазочный материл.

В спроектированном станке применяем картерную систему смазки, когда масло из общей ванны увлекается и разбрызгивается зубчатыми передачами, образующийся при этом туман смазывает размещённые внутри коробки подшипники и передачи. Кроме того, масло, стекая по стенкам корпуса, также попадает на подшипники качения. Зубчатое колесо, разбрызгивающее масло, не должно быть слишком глубоко погружено в ванну, т.к. излишне высокий уровень заливки масла приводит к потерям мощности и перегреву всей системы. Зубчатые цилиндрические колёса достаточно нагружать в масло наполовину высоты зуба.

9. Описание системы управления станком

Главным движение в станке является вращение шпинделя, которое он получает от электродвигателя мощностью №7 кВт через клиноременную передачу и коробку скоростей. Вращение шпинделя, с определённой частотой вращения, осуществляется за счёт переключения блоков зубчатых колёс при помощи двух рычагов. Осуществляется принцип управления с предварительным набором скоростей (преселективная система). Первый рычаг осуществляет передвижении первого блока колёс, второй рычаг – двух остальных. Исходя из этого, первый рычаг имеет три положения, второй четыре. И что бы получить необходимую частоту вращения шпинделя необходимо поставить рычаги в определённое положение.

Таблица 2. Управления коробкой скоростей.

Частота вращения шпинделя,

Положение первого рычага Положение второго рычага Зацепление колёс 1000 I I 30/30→38/38→80/20 900 I II 25/35→38/38→80/20 800 I II 20/40→38/38→80/20 710 I IV 30/30→19/53→80/20 630 II I 25/35→19/53→80/20 560 II II 20/40→19/53→80/20 450 II III 30/30→38/38→20/80 355 II IV 25/35→38/38→20/80 250 III I 20/40→38/38→20/80 180 III II 30/30→19/53→20/80 125 III III 25/35→19/53→20/80 22,4 III IV 20/40→19/53→20/80

По такому же принципу осуществляется переключения коробки подач. Она имеет один рычаг, который передвигает два зубчатых колёс.

Таблица 3. Управления коробкой подач.

Положение рычага Зацепление колёс 1,6 I 1 об.ш.→30/30→60/30→1/52→30/6 1,12 II 1 об.ш.→25/35→60/30→1/52→30/6 0,80 III 1 об.ш.→20/40→60/30→1/52→30/6 0,56 IV 1 об.ш.→30/30→30/60→1/52→30/6 0,40 V 1 об.ш.→25/35→30/60→1/52→30/6 0,28 VI 1 об.ш.→20/40→30/60→1/52→30/6 0,20 VII 1 об.ш.→30/30→19/76→1/52→30/6 0,14 VIII 1 об.ш.→25/35→19/76→1/52→30/6 0,1 IX 1 об.ш.→20/40→19/76→1/52→30/6

Перемещение шпинделя также можно осуществлять в ручную.

Заключение

Вертикально-сверлильные станки классифицируются по основным размерам: наибольшему диаметру обрабатываемого отверстия D.

По точности различают станки нормальной точности – Н, повышенной точности – П, высокой точности – В, особо высокой точности – А, особо точные – С.

Станком-прототипом данного спроектированного станка является вертикально-сверлильный станок модели 2А150.

На спроектированном станке могут выполняться следующие операции:

• сверление глухих, сквозных и ступенчатых отверстий;

• нарезание внутренней резьбы метчиком;

Список использованной литературы

1. Общемашиностроительные нормативы режимов резания для технического нормирования работ по МРС, ч. I и II. Москва. Машиностроение. 1974 г.

2. Данилов В.А.”Методические указания к курсовому проекту по курсу МРС”, 1977 г.

3. Кузьмин”Конструирование деталей машин”

4. Государственный стандарт ЕСКД.

5. Свирщевский Ю.И.”Расчет и конструирование коробок скоростей и подач.” 1976 г.

6. Анурьев В.И.”Справочник конструктора-машиностроителя”. Москва. Машиностроение. 1974 г.

7. Кучер А.М.”МРС. Основы конструирования и расчет.”Ленинград. 1970 г.

8. Режимы резания металла. Справочник. Москва. 1972 г.

Источник