|
Архитектура Аудит Военная наука Иностранные языки Медицина Металлургия Метрология Образование Политология Производство Психология Стандартизация Технологии |
|
|
Архитектура Аудит Военная наука Иностранные языки Медицина Металлургия Метрология Образование Политология Производство Психология Стандартизация Технологии |
Определение прогиба передней части шпинделяСтр 1 из 5Следующая ⇒
ВВЕДЕНИЕ
Характерными признаками проектирования станка как сложной системы являются неопределенность и многовариантность. Однако каждый из последующих этапов проектирования последовательно уменьшает неопределенность и число вариантов проектной задачи. Основными принципами, обеспечивающими решение задачи проектирования, являются последовательность и итерационность. Последовательность заключается в строгой очередности выполнения этапов проектирования станка, а итерационность — в корректировке проектных решений, полученных на предыдущих этапах проектирования, исходя из результатов, полученных на последующих этапах. Отличительной особенностью проектирования современных станков и технологических систем является внедрение модульно-агрегатного принципа конструирования. Его применение особенно выгодно при создании гамм станков, в которых модели сходны по целевому назначению и конструкциям, но отличны по габаритам, определяемым размерами обрабатываемых деталей, или при разработке на основе базовых моделей модификаций с измененными отдельными характеристиками как станка в целом, так и его отдельных узлов и систем. Модульно-агрегатный принцип применяют и при проектировании различных по целевому назначению и конструкторскому оформлению станков, которые компонуют из общего набора узлов (модулей), что дает возможность в значительной степени формализовать и автоматизировать проектирование. На начальной стадии проектирования станка определяют основные параметры конструкции, ее технические характеристики, решают вопросы выбора рациональной силовой схемы, общей компоновки станка и его составных частей. Расчету и выбору параметров проектируемого станка предшествует предварительная (предпроектная) проработка, состоящая в обосновании технической характеристики станка, т. е. установлении комплекса исходных данных для составления технического задания на проектирование станка. Расчет и выбор основных параметров на ранней стадии проектирования определяются формулировкой проектной задачи, отражающей параметры процесса обработки. В процессе анализа этих параметров определяют пределы изменения частоты вращения шпинделей и подач (кинематические характеристики), выявляют операции и режимы обработки, требующие наибольшей мощности привода главного движения и тяговых сил приводов подач (силовые характеристики). Система сил, действующая на звенья станка, определяет в основном геометрические параметры, кинематическую схему и компоновку станка. Для установления целесообразного взаимодействия станочных элементов, осуществляющих цикл обработки, и окончательного выбора параметров резания, обеспечивающих заданные технико-экономические показатели новой модели, составляют циклограмму работы станка. На последующих стадиях проектирования, включая этап эскизного проекта, продолжается формирование основных параметров станка.
Задание к выполнению лабораторных работ
Целью выполнения лабораторного практикума по курсу «Расчет, конструирование, САПР металлорежущих станков» является расчетное проектирование отдельных узлов и механизмов современных металлорежущих станков. В качестве задания к выполнению лабораторных работ выступает тип металлорежущего станка (табл. 1), который выбирается в зависимости от номера студента по журналу преподавателя.
Таблица 1. Варианты заданий лабораторных работ
Кроме представленных вариантов заданий, может быть назначено индивидуальное задание к выполнению лабораторных работ, согласованное с руководителем научно-исследовательской работы студента, в контексте будущего дипломного проекта.
Лабораторная работа 1 Лабораторная работа 2 Лабораторная работа 3 Лабораторная работа 4 Лабораторная работа 5 Лабораторная работа 6 Лабораторная работа 7 Лабораторная работа 8 СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
Характерными признаками проектирования станка как сложной системы являются неопределенность и многовариантность. Однако каждый из последующих этапов проектирования последовательно уменьшает неопределенность и число вариантов проектной задачи. Основными принципами, обеспечивающими решение задачи проектирования, являются последовательность и итерационность. Последовательность заключается в строгой очередности выполнения этапов проектирования станка, а итерационность — в корректировке проектных решений, полученных на предыдущих этапах проектирования, исходя из результатов, полученных на последующих этапах. Отличительной особенностью проектирования современных станков и технологических систем является внедрение модульно-агрегатного принципа конструирования. Его применение особенно выгодно при создании гамм станков, в которых модели сходны по целевому назначению и конструкциям, но отличны по габаритам, определяемым размерами обрабатываемых деталей, или при разработке на основе базовых моделей модификаций с измененными отдельными характеристиками как станка в целом, так и его отдельных узлов и систем. Модульно-агрегатный принцип применяют и при проектировании различных по целевому назначению и конструкторскому оформлению станков, которые компонуют из общего набора узлов (модулей), что дает возможность в значительной степени формализовать и автоматизировать проектирование. На начальной стадии проектирования станка определяют основные параметры конструкции, ее технические характеристики, решают вопросы выбора рациональной силовой схемы, общей компоновки станка и его составных частей. Расчету и выбору параметров проектируемого станка предшествует предварительная (предпроектная) проработка, состоящая в обосновании технической характеристики станка, т. е. установлении комплекса исходных данных для составления технического задания на проектирование станка. Расчет и выбор основных параметров на ранней стадии проектирования определяются формулировкой проектной задачи, отражающей параметры процесса обработки. В процессе анализа этих параметров определяют пределы изменения частоты вращения шпинделей и подач (кинематические характеристики), выявляют операции и режимы обработки, требующие наибольшей мощности привода главного движения и тяговых сил приводов подач (силовые характеристики). Система сил, действующая на звенья станка, определяет в основном геометрические параметры, кинематическую схему и компоновку станка. Для установления целесообразного взаимодействия станочных элементов, осуществляющих цикл обработки, и окончательного выбора параметров резания, обеспечивающих заданные технико-экономические показатели новой модели, составляют циклограмму работы станка. На последующих стадиях проектирования, включая этап эскизного проекта, продолжается формирование основных параметров станка.
Задание к выполнению лабораторных работ
Целью выполнения лабораторного практикума по курсу «Расчет, конструирование, САПР металлорежущих станков» является расчетное проектирование отдельных узлов и механизмов современных металлорежущих станков. В качестве задания к выполнению лабораторных работ выступает тип металлорежущего станка (табл. 1), который выбирается в зависимости от номера студента по журналу преподавателя.
Таблица 1. Варианты заданий лабораторных работ
Кроме представленных вариантов заданий, может быть назначено индивидуальное задание к выполнению лабораторных работ, согласованное с руководителем научно-исследовательской работы студента, в контексте будущего дипломного проекта.
Лабораторная работа 1 Определение прогиба передней части шпинделя
Работоспособность станков в значительной мере определяется точностью вращения шпинделей, статической и динамической жесткостью шпиндельного узла, предельно допустимыми числами оборотов, нагревом, несущей способностью и долговечностью подшипников. Лишь немногие из перечисленных параметров работоспособности в настоящее время нормируются. Требования к точности вращения шпинделей станков регламентируются стандартами по следующим параметрам: радиальное биение центрирующей шейки шпинделя, радиальное биение конического отверстия шпинделя, радиальное биение оправки, установленной в коническом отверстии шпинделя (у торца шпинделя и на заданном расстоянии от торца шпинделя), осевое биение шпинделя, торцевое биение опорного бурта шпинделя. С точностью вращения шпинделя связаны некоторые технологические проверки, предусмотренные ГОСТами, в первую очередь, некруглость формы, отсутствие овальности.
При условии приложения усилия посредине пролета жесткость межопорной части, Н/мкм:
где DH, Dв - усредненное значение соответственно внешнего и внутреннего диаметра шпинделя на участке между опорами, мм; Искомый диаметр шпинделя, мм: Для нормальной работы гидростатических опор целесообразно ограничить деформации шпинделя величинами углов поворота в опорах (перекос не должен превышать 1/3 зазора в подшипниках). Это условие имеет вид: что отвечает ограничению прогиба посредине пролета
При этом диаметр шпинделя, мм:
где Полученное значение DH используют для эскизной прорисовки первоначального варианта конструкции шпиндельного узла. При этом вылет шпинделя приблизительно равен с = (1...2, 1)DH. Для обеспечения точности вращения шпинделя рекомендуется проводить проверочную оценку упругих деформаций рабочего конца шпинделя вследствие собственной податливости. При этом допускают, что шпиндель представляет собой балку с консолью на двух шарнирных опорах. Вид расчетной схемы зависит от типа опор. Для соответствующей схемы определяют характеристики жесткости, которые сравнивают с допустимыми:
где y - деформация рабочего конца шпинделя под действием расчетных усилий;
где δ - допуск на биение переднего конца шпинделя согласно стандарту или техническому заданию на проектирование. Для расчета прогиба шпинделя можно воспользоваться программой определения упругих деформаций переднего конца шпинделя " Расчет прогиба". После ввода исходных данных (табл. 1.1) и определения момента инерции сечения шпинделя программа предусматривает расчет максимального значения равнодействующей Р1 составляющих силы резания и проекции P2 равнодействующей усилий в шпиндельной зубчатой паре (с углом зацепления 20°) на плоскость действия усилия P1. В зависимости от выбранной расчетной схемы определяются дополнительные силовые факторы, оказывающие воздействие на данную систему, в частности на момент защемления передней опоры. В результате расчета на печать выводятся значения реакций в передней FR1и задней FR2 опорах, прогибов рабочего конца шпинделя Y, углов поворота балки в передней опоре TETA(табл. 1.2). Жесткость шпиндельного узла, его виброустойчивость и точность вращения зависят не только от конструкции шпинделя, но и от типа его опор. Функции опор шпинделей выполняют подшипники качения и подшипники скольжения с жидкостным трением. Подшипники качения имеют ряд эксплуатационных преимуществ, в частности, - большую долговечность при переменных условиях работы. В то же время при высоких требованиях к точности вращения и виброустойчивости и при постоянстве режимов эксплуатации в шпиндельных узлах станков с успехом используют подшипники скольжения. Тип опор шпинделя выбирают из условия необходимости обеспечения заданной точности обработки и быстроходности узла, определяемой скоростным параметром d п , мм· Таблица 1.1. Исходные данные, необходимые для расчета прогиба шпинделя
Таблица 1.2. Результаты расчета
Таблица 1.3. Определение параметра быстроходности в зависимости от типа опор
Лабораторная работа 2 Популярное:
|
Последнее изменение этой страницы: 2016-07-12; Просмотров: 709; Нарушение авторского права страницы
Исходя из этих условий рекомендуется обеспечивать жесткость на участке между опорами в пределах 250...500 Н/мкм (меньшие значения для станков нормальной, большие - для станков повышенной точности).
(1.1)
= 0...0.6; l - расстояние между средними сечениями подшипников шпинделя, мм.
(1.2)
рад, (1.3)
(1.4)
, (1.5)
- равнодействующая окружного и радиального усилий в зацеплении шпиндельной зубчатой пары, условно приложенная посредине пролета, Н.
и 
, (1.6)
- угол поворота оси шпинделя в передней опоре. Допустимые значения этих величин
или [y] 
(0, 001…0, 0002)l ; 
0, 001 рад, (1.7)
, где d - диаметр отверстия под подшипник, мм; п - частота вращения шпинделя, 
