Определение, показателя геометрического ряда чисел оборотов шпинделя

Курсовая работа

«Оборудование машиностроительных производств»

Выполнил: ст. гр.620121с

А. О. Сысоев

Проверил: профессор кафедры АСС

О. С. Кашмин

Тула 2013

Введение

Металлорежущие станки наряду с прессами являются основным оборудованием машиностроительных заводов. В России станкостроение возникло еще в XVIII в. В начале XVIII в. русский механик Андрей Нартов впервые в мире изобрел токарный станок с самоходным суппортом. Этот станок и сейчас находится в музее «Эрмитаж» в Ленинграде. Большой вклад в отечественное станкостроение внесли русские самоучки Яков Батищев, который создал ряд сверлильных и других станков, Павел Захава, механик Тульского оружейного завода, построивший специальные сверлильные, опиловочные, отрезные станки для обработки ружейных стволов, Лев Собакин, Алексей Сурнин и т. д.

Несмотря на труды русских изобретателей, станкостроение в царской России развивалось слабо, и станки ввозились из-за границы. В 1914-1917 гг. парк металлорежущих станков составлял 90-100 тыс. единиц, станков отечественного производства было менее 20%.

Великая Октябрьская социалистическая революция создала все условия для индустриализации народного хозяйства. В соответствии с поставленными на XIV съезде ВКП (б) в 1925 г. задачами станкостроение в наикратчайшие сроки должно было превратиться в мощную техническую базу для дальнейшего развития народного хозяйства.

В 1933 г. был организован Экспериментальный научно-исследовательский институт металлорежущих станков (ЭНИМС). Началась подготовка инженеров в Московском станкоинструментальном институте, МВТУ им. Н. Э. Баумана и в других институтах страны.

Вступили в строй такие крупные заводы, как Московский станкостроительный завод им. Серго Орджоникидзе, Московский завод «Станкоконструкция», Тбилисский станкостроительный завод имени Кирова, Киевский завод станков-автоматов и т. д.

Становление отечественного станкостроения как самостоятельной отрасли можно отнести к первой пятилетке. К началу второй мировой войны в стране фактически была создана станкостроительная промышленность: в 1941 г. работал 41 станкостроительный завод.

В годы Великой Отечественной войны советское станкостроение с честью выдержало тяжелый экзамен. Несмотря на огромные трудности, в 1945 г. было выпущено 38,4 тыс. станков. В послевоенный период основной задачей отечественного станкостроения стало увеличение производства и совершенствование структуры и технических параметров выпускаемой продукции. В строй вступил ряд новых станкостроительных заводов.

Высокими темпами парк станков пополнялся автоматами и полуавтоматами, высокопроизводительными специальными и агрегатными станками, автоматическими линиями и комплексами, станками для финишных операций, а затем и оборудованием с числовым программным управлением.

Начиная с 1959 г. станкостроительные заводы Советского Союза производят больше станков, чем любая другая страна в мире.

ЦК КПСС и Совет Министров СССР определили в качестве одного из главных направлений работы по ускорению научно-технического прогресса широкую автоматизацию технологических процессов на основе применения автоматизированных станков, машин и механизмов, унифицированных модулей оборудования, робототехнических комплексов и вычислительной техники. Все более увеличивается выпуск станков с числовым программным управлением, автоматов и полуавтоматов, специальных и специализированных станков, тяжелых и уникальных станков, прецизионного оборудования. Предусмотрено повышение производительности металлорежущих станков, повышение их надежности и точности.

Особое внимание уделено ускоренному развитию комплексов металлообрабатывающего оборудования, оснащенных промышленными роботами, выпуск последних резко увеличивается. Взят курс на создание гибких производственных систем, базирующихся на оборудовании роботизированных комплексов, транспортных и складских средств и вычислительной техники.

Общая часть

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

Рис. 1. Вертикально-сверлильный станок:

1 - колонна (станина); 2 - электродвигатель; 3 - сверлильная головка; 4 - рукоятки переключения коробок скоростей и подач; 5 - штурвал ручной подачи; 6 - лимб контроля глубины обработки; 7 - шпиндель; 8 - шланг для подачи СОЖ; 9 - стол; 10 - рукоятка подъема стола; 11 - фундаментная плита; 12 - шкаф электрооборудования.

На станине 1 станка размещены основные узлы. Станина имеет вертикальные направляющие, по которым перемещается стол 9 и сверлильная головка 3, несущая шпиндель 7 и электродвигатель 2 Заготовку или приспособление устанавливают на столе 9 станка, причем соосность отверстия заготовки и шпинделя достигается перемещением заготовки.

Управление коробками скоростей и подач осуществляется рукоятками 4, ручная подача - штурвалом 5. Глубину обработки контролируют по лимбу 6. Противовес размещают в нише, электрооборудование вынесено в отдельный шкаф 12. Фундаментная плита 11 служит опорой станка. В средних и тяжелых станках ее верхняя плоскость используется для установки заготовок. Охлаждающая жидкость подается электронасосом по шлангу 8. Узлы сверлильной головки смазывают с помощью насоса, остальные узлы - вручную.

Сверлильная головка 3 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 4 шпиндель получает различные угловые скорости. Частота вращения шпинделя, как правило, изменяется ступенчато, что обеспечивается коробкой скоростей и двухскоростным электродвигателем 2.

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

Характеристика	2Н125	2Н135	2Н150
Максимальный диаметр сверления в стали 45, мм
Размеры конуса шпинделя по СТ СЭВ 147-75	Морзе 3	Морзе 4	Морзе 5
Расстояние оси шпинделя до направляющих колонны, мм
Максимальный ход шпинделя, мм
Расстояние от торца шпинделя, мм: до стола до плиты	60-700 690-1060	30-750 700-1120	0-800 700-1250
Максимальное перемещение сверлильной головки, мм
Движение шпинделя за один оборот штурвала, мм	122, 46	122, 46	131, 68
Размеры рабочей поверхности стола, мм	400х450	450х500	500х560
Максимальный ход стола, мм
Кол-во скоростей шпинделя
Кол-во подач
Пределы подач, мм/об	0,1-1,6	0,1-1,6	0,05-2,24
Мощность основного электродвигателя движения, кВт	2,2	4,0	7,5
Габаритные размеры станка, мм	915х785х2350	1030х835х2535	1355х890х2930
Масса, кг

Кинематический расчёт проектируемого узла

Определение, показателя геометрического ряда чисел оборотов шпинделя

Показатель геометрического ряда чисел оборотов шпинделя подсчитывается по формуле:

Теперь по таблице 1 выбираем ближайшее значение , оно будет

равно 1,41.

Таблица 1

1,06

1,12

1,26

1,41

1,58

1,78

Таким же образом из таблицы 2 в методических указаниях выбираем предпочтительные числа и ряды предпочтительных чисел в станкостроении по ГОСТ 8032-56.

Для

Выбор структуры привода

Принятой кинематической схеме соответствует одна структурная формула показывающая, как разбито общее количество вариантов чисел оборотов между отдельными группами передач. По заданию число скоростей соответствует 12. В методическом указании написано, в случае выбора расположения групп передач при разработке кинематической схемы привода целесообразно выбрать с наибольшем количеством блок шестерен.

Например:

12=3*2*2; - предпочтительней выбрать этот вариант.

12=2*3*2;

12=2*2*3;

Теперь для этого варианта строим несколько структурных сеток:

3(1) 2(6) 2(3)

3(2) 2(1) 2(6)

3(1) 2(3) 2(6)

После того как построили структурные сетки, их необходимо проанализировать. Практикой для коробок скоростей установлены следующие рекомендуемые значения передаточных отношений для любой группы передач:

При выполнении этих условий получаем следующее выражение для :

где - число интервалов на сетке между двумя крайними лучами последней умножающей группы.

Так как все три сетки равны 1,41, соответственно, можно разобрать конструкции коробок не со всеми стандартными значениями показателей, а только с 1,06; 1,12; 1,19; 1,26; 1,3; 1,41.