Конспект лекций и методические указания к выполнению контрольной работы к изучению курса




НазваниеКонспект лекций и методические указания к выполнению контрольной работы к изучению курса
страница5/8
Дата публикации10.11.2013
Размер0.86 Mb.
ТипКонспект
uchebilka.ru > Экономика > Конспект
1   2   3   4   5   6   7   8

4.4 Конструирования специальных многошпиндельных головок

Вопросы, изложенные в этом разделе подробно описаны в [5].

Многошпиндельные сверлильные головки применяют при одновременной обработке (сверлении, зенкеровании, развертывании, нарезании резьбы) нескольких отверстий в одной детали или для последовательной позиционной обработки отверстий в нескольких деталях одновременно на агрегатном станке.

Универсальные и специальные многошпиндельные головки могут иметь шестеренчатый или кривошипно-шатунный привод. Многошпиндельные головки применяют в крупносерийном и массовом производствах, а универсальные головки - в серийном производстве.

^ Головки с шестеренчатым приводом. Такие головки (рис 15) состоят из следующих элементов: корпуса 1; центрального вала 2 с ведущей шестерней; промежуточных валиков 3 с паразитными шестернями; рабочих шпинделей 5 с ведомыми шестернями и державками для закрепления режущих инструментов.

^ Специальные сверлильные головки. На рис. 16 показана специальная сверлильная четырехшпиндельная головка для сверления четырех отверстий, расположенных в детали по окружности небольшого диаметра. Поэтому выбирают головку с двухъярусным расположением шестерен для одновременной обработки четырех отверстий. В головке установлены четыре паразитных зубчатых колеса 5 на четырех рабочих шпинделях 3 в два ряда: два в верхнем и два в нижнем.



Рисунок 16 – Сверлильная специальная четырехшпиндельная головка


На центральном ведущем валу 1 сидит длинное ведущее зубчатое колесо ^ 2, которое находится в зацеплении с четырьмя паразитными зубчатыми колесами 5 и вращает их. В свою очередь паразитные зубчатые колеса 5 через зубчатые колеса 4 передают вращение четырем рабочим шпинделям 3 сверлильной головки. Рабочие шпиндели установлены на шариковых подшипниках. Осевые силы воспринимаются радиально-упорными подшипниками. В рабочих шпинделях установлены оправки с конусными гнездами для закрепления режущего инструмента. Сверлильную головку центрируют и крепят на конце гильзы шпинделя станка двумя полукольцами 6.

^ Расчет многошпиндельных сверлильных головок. При расчете специальных многошпиндельных сверлильных головок необходимо иметь следующие исходные данные: 1) чертеж обрабатываемой детали с техническими условиями; 2) технологическую карту с процессом обработки детали, с элементами режима резания и штучного времени на каждую операцию; 3) наименование. размеры и материал режущих инструментов, а также форму и размеры их хвостовиков; 4) паспортные данные станка, для которого проектируют головку, и мощность электродвигателя станка; 5) максимально допустимую осевую силу на шпинделе станка (силу подачи); 6) величины подач и числа оборотов шпинделя станка; 7) форму и размеры нижней части шпинделя станка, которые связываю г шпиндель с головкой; 8) вылет шпинделя от направляющих станины станка- 9) максимальный ход шпинделя станка; 10) величину вертикального перемещения стола станка; 11) чертеж приспособления для остановки и зажима обрабатываемой детали с техническими условиями

Можно рекомендовать следующую последовательность проектирования сверлильной головки:

1) выбор кинематической схемы головки, определение потребной мощности привода к головке и выбор соответствующего этой мощности станка или проверка пригодности заданного станка;

2) предварительный расчет основных деталей;

3) выбор типа подшипников и конструирование деталей и узлов;

4) проработка возможных вариантов компоновки узлов, связи головки со станком и с обрабатываемой деталью, выбор способа смазки трущихся деталей и уплотнений подвижных соединений;

5) поверочный расчет прочности основных деталей и по результатам этого расчета уточнение конструкции головки;

6) разработка чертежей общего вида головки и рабочих чертежей ее деталей.

Кинематическая схема головки выбирается на основании заданного расположения подлежащих сверлению отверстий.

При выборе кинематической схемы многошпиндельной головки необходимо выполнять определенные требования:

1) Показать на схеме расположение осей рабочих шпинделей головки, которые должны совмещаться с осями отверстий обрабатываемой детали.

2) Определить координаты расположения рабочих шпинделей головки по соответствующим формулам справочника и силу подачи для каждого режущего инструмента, а также координаты расположения оси ведущего шпинделя.

3) Размещать ось ведущего шпинделя в центре давления головки, т. е. в точке приложения равнодействующей сил подачи режущих инструментов.

4) Не рекомендуется передавать вращение на рабочие шпиндели через зубчатые колеса других рабочих шпинделей.

5) Применять в головке минимальное количество паразитных зубчатых колес, для чего следует производить вращение от одного паразитного зубчатого колеса нескольких рабочих шпинделей.

6) Должно быть нечетным число паразитных промежуточных валов, так как при определении направления вращения рабочих шпинделей необходимо, чтобы все они имели правое вращение (почти нее сверлильные станки имеют правое вращение шпинделя).

7) Размещать паразитные колеса вокруг ведущего шпинделя по возможности равномерно, так как при этом уменьшается радиальная нагрузка подшипника ведущего шпинделя.

8) Желательно размещать все зубчатые колеса головки в одной плоскости; при небольшом расстоянии между осями рабочих шпинделей - в двух и более плоскостях.

9) Начинать разработку кинематической схемы головки с определения диаметров делительных окружностей и модулей зубчатых колес для рабочих и ведущего шпинделей.

10) Учитывать при выборе зубчатых колес, что:

а) минимально допускаемое число зубьев некорригированных зубчатых колес zmin=16;

б) применяемые модули т должны соответствовать стандартному ряду: 1; 1,5; 2; 2,5; 3; 3,5; 4; 4,5;

в) ширина венца зубчатого колеса b=(6-10)m;

г) наибольшие передаточные числа на замедление i=4-5 и на ускорение i=2-2,5; желательно применять передачи на замедление;

д) наибольшие допускаемые скорости для прямозубых зубчатых колес 7-й степени точности 10-12 м/сек и 8-й - 5-6 м1сек.

11) Провести корригирование зацепляющихся зубчатых колес при увеличении или уменьшении межцентрового расстояния между осями колес против теоретического.

Мощность электродвигателя привода зависит от силы, расходуемой на подачу инструмента, от момента, необходимого для вращения инструмента, и от скорости вращения инструмента

По найденным тем или другим путем величинам момента М, силы Р, подачи s и скорости v, по которой вычисляется число оборотов п, определяется мощность, необходимая для вращения одного сверла, по формуле

Nв=Mini/97400, кВт,

и мощность, необходимая для подачи одного сверла, по формуле

Nпinisi/97400, кВт.

В этих формулах индексом i обозначены порядковые номера сверл. Если диаметры сверл одинаковы, то необходимая мощность электродвигателя определится из выражения

Nэ=(Nв+Nп)k/

где k - количество сверл; - к. п. д. головки и механизма привода к ней (ориентировочно = 0,7). Если диаметры сверл различны, то

Nэ=(Nв1+Nв2+…+Nвn)+(Nп1+Nп1+…+Nпп)

Предварительный расчет головки включает расчет основных деталей (зубчатых колес и валов). При этом прежде всего находятся числа зубьев и модуль колес, а затем диаметры начальных окружностей, основных окружностей, окружностей выступов и впадин и ширина зубчатых венцов колес.

Числа зубьев легко найти по величине передаточного числа от шпинделей сверл к валику головки:

і=nc/nв=zв/zс.

Диаметр начальной окружности колеса может быть определен по формуле

dн=mz,

где m - модуль зубьев в мм; г - число зубьев колеса.

Число зубьев наименьшего колеса передачи, работающей с переменным режимом, должно удовлетворять следующему неравенству:

zmin< z < zmax,

где zmin =17 - минимальное число зубьев по условию неподрезания, для нормальных (некорригированных) колес с эвольвентным профилем зубьев; z - число зубьев рассчитываемого колеса; zrnax - максимально допустимое число зубьев.

Максимально допустимое число зубьев находят из условия равнопрочности по контактным [кн] и по изгибным [и] напряжениям;



где у - коэффициент формы зубьев (определяется по справочникам); і - передаточное число, равное отношению числа зубьев большего колеса к числу зубьев меньшего колеса.

Следовательно, для определения необходимого числа зубьев меньшего колеса рассчитываемой пары сначала требуется определить допускаемые контактные и изгибные напряжения, передадаточноге число и коэффициент формы зубьев.

Допускаемые контактные напряжения при переменном режиме работы колес одностороннего вращения можно определить по формуле

[кн] = [кн]10 Кэ ,

где [кн]10 - контактное напряжение, допускаемое при числе циклов нагружений, равном 107 (берется из справочников); Кэ - коэффициент эквивалентных напряжений, зависящий от режима работы и срока службы головки (Nэ = (1,1-1,2) 60 апТ - эквивалентное число циклов нагружений зубьев, зависящее от числа оборотов п колеса, от числа нагружений а зубьев за один оборот, от заданного срока службы Т головки).



Допускаемое напряжение изгиба может быть найдено в зависимости от величины предела прочности в или предела текучести т по следующим приближенным формулам;

при твердости сердцевины зубьев НВ  350 -[и]  0,4в;

при твердости сердцевины НВ >350 - [и]  0,7в.

Модуль т от зубчатых колес предварительно может быть найден в зависимости от [и], числа зубьев малого колеса передачи и крутящего момента Мц на его оси по следующей приближенной формуле:



Ширину колес обычно выбирают на этапе предварительного расчета в зависимости от отношения этой величины к диаметру начальной окружности наиболее нагруженного колеса. Это отношение обычно находится в пределах 0,2-0,3.

Предварительный расчет шпинделей и ведущего валика сводится к определению приближенных значений диаметров: шпинделей в местах расположения их нижних опор, а ведущего валика - в месте расположения колеса, так как, именно, в этих местах такие детали наиболее нагружены.

Для расчета может быть использована формула

d = (0,28  0,3) Мк2.

Результаты по этой формуле получаются приближенными, потому что она выведена из формулы

[]=Mк/W=Mк/0,2d2.

В этой формуле вместо действительного допускаемого напряжения кручения [] подставлено значительно пониженное (в 5- б раз) напряжение. Это сделано для того, чтобы учесть влияние на размер диаметра вала обязательно действующего и пока не известного изгибающего момента, а вместо полярного момента сопротивления Wp-его приближенное значение.

Оси паразитных колес на этом этапе не рассчитываются, так как в процессе работы головки на них действует только изгибающий момент, который можно определить после того, как будут определены расстояния между опорами этих осей, т. е. после выявления конструкции узлов головки на следующем этапе проектирования.

На этапе конструирования, как отмечалось выше, прорабатываются все узлы головки, окончательно выявляется конструкция деталей, подбираются подшипники по предварительно найденным размерам посадочных мест для них, решаются вопросы монтажа и смазки головки.

Наиболее сложными деталями при конструировании следует считать рабочие шпиндели (валы, несущие инструменты). Сложность обусловлена тем, что эти валы должны быть консольными, причем с весьма большой консолью. Вместе с инструментом консоль шпинделей превышает в 1,5-2 (а иногда и больше) раза длину той части шпинделя, которая находится в опорах корпуса головки. Кроме того, шпиндель подвергается воздействию значительных радиальных и осевых нагрузок, приложенных на конце консоли (на режущей кромке инструмента) и в промежутке между опорами в корпусе (на зубьях колеса). Поэтому шпиндели необходимо устанавливать на радиальных и упорных подшипниках, или на радиально-упорных подшипниках.

Наиболее компактную конструкцию шпинделей обеспечивают радиально-упорные двухрядные шариковые подшипники. Применение конических роликовых подшипников нецелесообразно, так как при той же нагрузке они изнашиваются по сравнению с упорными шарикоподшипниками значительно быстрее.

При расчете шарикоподшипников для головок необходимо руководствоваться сроком их работы (машинного времени 2000 ч), что практически приводит к смене подшипников не чаще 1 раза в год. Между радиальными шарикоподшипниками устанавливаются распорные втулки, исключающие перегрузку подшипников от силы натяжения гайки при регулировании шпинделей. В головках, предназначаемых для легких работ, вместо радиальных шарикоподшипников могут быть использованы подшипники скольжении.

Оси паразитных зубчатых колес в головках монтируются также на шариковых или на обычных подшипниках скольжения. Если паразитное зубчатое колесо вращает не более двух рабочих шпинделей, то используют радиальные подшипники для осей тех же размеров, что и для рабочих шпинделей. Если же паразитное зубчатое колесо приводит во вращение три рабочих шпинделя, диаметры осей для подшипников принимают равными 1,3 диаметра направляющей части рабочего шпинделя.

Ответственной деталью головки является центральный ведущий валик, связанный непосредственно со шпинделем станка. От ведущего валика вращение передается рабочим шпинделям головки. Поэтому модуль зацепления всех зубчатых колес головки определяется по нагрузке на зуб зубчатого колеса этого валика.

Ведущий валик обычно разгружают от осевых сил и монтируют в связи с этим только на радиальных шарикоподшипниках.

Связь валика со шпинделем станка осуществляется при помощи переходной детали с коническим хвостовиком, входящим в коническое отверстие шпинделя, и с торцовым пазом, захватывающим шпонкообразный конец центрального вала головки. Применять центральный валик, выполненный за одно целое с коническим хвостовиком, не рекомендуется, так как в этом случае трудно координировать оси этого валика и хомута, закрепляющего головку на шпинделе станка, с осью шпинделя.

Корпус головки изготовляется из чугуна или алюминиевого сплава и, как уже отмечалось, для облегчения монтажа должен состоять из нескольких частей. Конструкция верхней части должна обеспечивать удобство крепления ее к пиноли шпинделя станка, конструкция остальных частей определяется формой и удобством размещения узлов головки в корпусе.

Отверстия в корпусе головки для шпинделей обычно выполняются ступенчатыми по размерам направляющей части шпинделя и по размерам наружных диаметров подшипников. Существует более технологичная конструкция этого узла. В этой конструкции в корпусе головки делают отверстие по размерам наружного диаметра подшипников, а между подшипниками помещается специальная втулка, которая стопорится пальцем и при работе головки воспринимает осевые силы.

Так как опоры шпинделей головки находятся, как правило, в различных частях корпуса, то эти части должны быть точно сцентрированы относительно друг друга и зафиксированы в определенном угловом положении. Центрирование частей корпуса осуществляется концентрическими выточками и выступами, создаваемыми на каждой части корпуса, фиксация углового положения - штифтами .

Компоновка узлов головки выбирается такой, чтобы можно было обеспечить минимальные габаритные размеры головки и максимальную надежность ее работы. Для этого иногда бывает целесообразно опробовать несколько вариантов компоновки, вплоть до изменения не только конструкции отдельных деталей, но и намеченной заранее кинематической схемы. При этом должны быть обеспечены следующие основные технические условия на сборку:

- биение шпинделей не должно превышать 0,05 мм на длине выступающей из корпуса головки части;

- непараллельность шпинделей к направляющим колонкам, а также неперпендикулярность любого шпинделя к верхней плоскости прилегания крышки к корпусу головки не должна превышать 0,03 мм на длине 300 мм;

- биение конусного отверстия державки для инструмента в рабочем шпинделе не должно быть более 0,05 мм на длине 300 мм.

При компоновке головок необходимо тщательно решать вопрос о смазке трущихся деталей. Тип смазки зависит от окружных скоростей зубчатых колес. Для тихоходных головок с двумя-тремя шпинделями применяется простейший способ смазки - заполнение корпуса головки консистентной смазкой при монтаже. Для быстроходных головок такой способ непригоден, так как сплошное заполнение смазкой шарикоподшипников и зубчатых колес вызывает значительные потери мощности на трение; связанное с этим нагревание подшипников приводит к разжижению смазки, вследствие чего уплотнения, например, фетровые кольца, рассчитанные на консистентную смазку, не могут удержать ее; при утечке смазки детали головки, находящиеся в верхней ее части, не смазываются при работе, что заставляет постоянно следить за головкой и пополнять ее смазкой; данный способ не обеспечивает хорошего смазывания подшипников скольжения, поэтому для быстроходных головок необходима принудительная смазка. Простейшей принудительной смазкой является фитильная, которая осуществляется при помощи шерстяных, обвитых вокруг проволоки, фитилей, помещенных в масляный резервуар, расположенный в верхней части корпуса головки. Резервуар наполняется смазкой через специальную масленку 1-2 раза в смену.

Рациональным способом принудительной смазки следует считать смазку при помощи специального насоса, обеспечивающего непрерывную подачу ее к трущимся поверхностям.
1   2   3   4   5   6   7   8

Похожие:

Конспект лекций и методические указания к выполнению контрольной работы к изучению курса iconМетодические указания к выполнению контрольной работы по предмету «организация производства»
Методические указания к выполнению контрольной работы по предмету «Организация производства» для студентов фпо и зо спец. 070106...

Конспект лекций и методические указания к выполнению контрольной работы к изучению курса iconРабочая программа и методические указания к выполнению контрольной работы по курсу “
Рабочая программа и методические указания к выполнению контрольной работы по курсу “Тепловые процессы в технологических системах”...

Конспект лекций и методические указания к выполнению контрольной работы к изучению курса iconМетодические указания к выполнению контрольной работы по дисциплине...
Методические указания к выполнению контрольной работы по дисциплине «Локальные информационные сети» для студентов специальности 090803...

Конспект лекций и методические указания к выполнению контрольной работы к изучению курса iconМетодические рекомендации к выполнению контрольной работы и задание по курсу «Прогнозирование»
Методические указания к выполнению контрольной работы и задания по курсу „Прогнозирование” (для студентов 3, 4 курсов заочной формы...

Конспект лекций и методические указания к выполнению контрольной работы к изучению курса iconМетодические указания к выполнению контрольной работы по дисциплине...
Методические указания к выполнению контрольной работы по дисциплине «Основы программирования и алгоритмические языки» для студентов...

Конспект лекций и методические указания к выполнению контрольной работы к изучению курса iconМетодические указания к выполнению контрольной работы по курсу «Теория...
Методические указания к выполнению контрольной работы по курсу «Теория вероятностей и математическая статистика» для студентов экономических...

Конспект лекций и методические указания к выполнению контрольной работы к изучению курса iconМетодические указания к выполнению контрольной работы (ргр) по дисциплине...
Методические указания к выполнению контрольной работы (ргр) по дисциплине «Объектно-ориентированное программирование» (для студентов...

Конспект лекций и методические указания к выполнению контрольной работы к изучению курса iconМетодические указания к выполнению контрольной работы для студентов...

Конспект лекций и методические указания к выполнению контрольной работы к изучению курса iconМетодические указания к изучению курса «Финансы предприятий» ивыполнению курсового проекта
Методические указания к изучению курса «Финансы предприятий» и выполнению курсового проекта (для студентов 4, 5 курсов специальностей...

Конспект лекций и методические указания к выполнению контрольной работы к изучению курса iconМетодические указания к выполнению контрольной работы Общие положения
Выполнение контрольной работы является составной частью учебного процесса, активной формой самостоятельной работы студентов

Вы можете разместить ссылку на наш сайт:
Школьные материалы


При копировании материала укажите ссылку © 2013
контакты
uchebilka.ru
Главная страница


<