Анализ структуры привода главного движения

Эта часть начинается с описания станка, вида операций, применяемого режущего и вспомогательного инструментов, технологичес­ких возможностей станка и разработки инструментальной наладки на одну из операций.

4.1 Производственно-технологическая характеристика станка

Цель построения характеристики - установление предельно до­пустимых режимов резания, исходя из мощности привода главного движения и прочности его деталей. Производственно-технологическая характеристика представляет собой график, связывающий скорости резания, частоты вращения шпинделя, момент и мощность резания.

Пример производственно-технологической характеристики для токарно-винторезного станка модели 16К20 приведен на рис.1.

Для построения производственно-технологической характерис­тики станка необходимо уточнить:

-виды работ, для которых предназначен станок (черновая, получистовя, чистовая обработка);

-типы элементарных обрабатываемых поверхностей (н

ружные и внутренние цилиндрические поверхности, плоскости, ка­навки, резьбы, эвольвентные поверхности и т.д.);

-типы применяемых режущих инструментов и марки инструмен­тальных материалов;

-диапазон размеров обрабатываемых деталей или применяемых инструментов;

-ограничения по прочности отдельных элементов конструк

-10-

ции станка, которые могут выражаться, например, через наибольшие допускаемые усилия подачи или прочность зубьев зубчатых колес и т.д.

Построение производственно-технологической характеристики начинается с 4-го квадранта (с.м. рис. 1), где устанавливается связь между скоростями резания, частотами вращения шпинделя и ди­аметрами обрабатываемых деталей (или диаметрами фрез, сверл и т.д. для фрезерных, сверлильных и других стаков).

-12-

 

 

-11-

 

где , , - КПД передач соответственно зубчатых, ременных, червячных, подшипниковых и др.

Формула (11) описывает значение КПД при передаче полной мощ­ности двигателя. Экспериментально доказано, что КПД привода зависит

от частоты вращения валов, от смазки трущихся пар, диаметров подшипников, от полезной передаваемой мощности и т.д.

Потери на трение в подвижных элементах коробки скоростей мо­жно определись по эмпирической зависимости [2]:

(12)

где Км=3...5 - коэффициент, учитывающий условия работы и характер смазки деталей привода (меньшие значения при капельной смазке);

– частоты вращения валов коробки скоростей (без шпинделя) для принятой частоты вращения шпинделя (брать из графика частот вращения шпинделя), об/мин;

d_ср – среднее значение диаметра шеек всех валов коробки скоростей (кроме шпинделя);

d_ш – средний диаметр шеек шпинделя;

n_ш – выбранная частота вращения шпинделя, об/мин;

К_ш – коэффициент, учитывающий дополнительные потери в шпиндель­ных подшипниках (Кш=1,5 для подшипников качения и Кш=2,0 для подшипников скольжения).

Для различных значений эффективной мощности и соответствую­щий им частот вращения шпинделя по зависимостям (11, 12) опре­деляют КПД привода.

По результатам проведенных расчетов и анализа структуры привода строится зависимость . Пример такой зависимости для токарного станка модели 1616 приведен на рис. 2.

Пути повышения КПД привода:

­ сокращение длины кинематические цепей в приводе;

­ применение более точных передач (уменьшение Км);

-16-

слов­ленная конструктивными особенностями станка (например, максималь­ной силой подачи F_smax). Пользуясь эмпирическим соотношением Fs=0,5*Ft, известным из теории резания, можно нанести линию огра­ничения:

 

(8)