Наименование рабочей операции

Наименование холостой (обеспечивающей) операции

010 Фрезерно-центровальная

1.1 Ориентировать деталь

1.2 Подать деталь в рабочую зону

1.3 Закрепить деталь

1.4 Подвести фрезы на быстром ходу

1.5 Отвести фрезы на быстром ходу

1.6 Подвести центровочные свёрла на быстром ходу

1.7 Отвести центровочные свёрла на быстром ходу

1.8 Раскрепить деталь

1.9 Удалить деталь из рабочей зоны

020 Токарно-винторезная

2.1 Ориентировать деталь

2.2 Подать деталь в рабочую зону

2.3 Закрепить деталь

2.4 Подвести резец на быстром ходу

2.5 Отвести резец на быстром ходу

2.6 Раскрепить деталь

2.7 Закрепить деталь

2.8 Подвести резец на быстром ходу

2.9 Отвести резец на быстром ходу

2.10 Раскрепить деталь

2.11 Удалить деталь из рабочей зоны

030 Вертикально-фрезерная

3.1 Ориентировать деталь

3.2 Подать деталь в рабочую зону

3.3 Закрепить деталь

3.4 Подвести инструмент на быстром ходу

3.5 Отвести инструмент на быстром ходу

3.10 Раскрепить деталь

3.11 Удалить деталь из рабочей зоны

п\п

Наименование инструмента

, мин

, мин

, мин

, мин

, мин

1

Фреза торцовая Т5К10

0,22

180

5

0,12

0,0063х2

2

Сверло центровочное Р18

0,08

25

1

0,12

0,0036х2

3

Резец Т5К10 (установ А, черновая обработка)

0,54

60

1,5

0,2

0,0153

4

Резец Т5К10 (установ А, черновая обработка)

0,94

60

1,5

0,2

0,0266х2

5

Резец Т5К10 (установ Б, черновая обработка)

0,7

60

1,5

0,2

0,0198

6

Резец Т5К10 (установ А, чистовая обработка)

0,2

60

3,0

0,18

0,0106

7

Резец Т5К10 (установ Б, чистовая обработка)

0,55

60

3,0

0,18

0,0292

8

Фреза концевая Р18

0,35

80

1,0

0,27

0,0056

п\п

Наименование инструмента

, мин

, мин

, мин

, мин

, мин

1

Фреза торцовая Т5К10

0,22

180

5

0,12

0,0063х2

2

Сверло центровочное Р18

0,08

25

1

0,12

0,0036х2

3

Резцы Т5К10 (установ А, черновая обработка, многорезцовая наладка)

0,74

60

1,5

0,2

0,021

4

Резцы Т5К10 (установ А, черновая обработка, многорезцовая наладка)

0,74

60

1,5

0,2

0,021

5

Резец Т5К10 (установ Б, черновая обработка)

0,7

60

1,5

0,2

0,0198

6

Резец Т5К10 (установ А, чистовая обработка)

0,2

60

3,0

0,18

0,0106

7

Резец Т5К10 (установ Б, чистовая обработка)

0,55

60

3,0

Операция

Наименование механизма

Время простоев на 100 мин.

, мин

Время работы j-ого нормализованного узла

, мин

Простои конкретных механизмов

, мин

Фрезерно-центровальная

Узел подачи и зажима

0,55

0,3

0,00165

Фрезерная бабка

0,04

0,22

0,00009

Сверлильная бабка

0,03

0,08

0,00002

Гидравлическое оборудование

0,2

0,3

0,0006

Электрооборудование

0,5

0,3

0,0015

Система охлаждения

0,08

0,3

0,00024

Транспортер стружки

0,24

0,3

0,00072

Токарная черновая

Установ А

Узел подачи и закрепления заготовки

0,55

0,54

0,00297

Шпиндельный блок с механизмом фиксации и приводом вращения

0,18

0,54

0,00097

Узел поперечных суппортов

0,07

0,08

0,000056

Узел продольных суппортов

0,06

0,54

0,000324

Гидравлическое оборудование

0,20

0,54

0,00108

Электрооборудование

1,43

0,54

0,007728

Система охлаждения

0,08

0,54

0,000432

Транспортер стружки

0,24

0,54

0,001296

Токарная черновая

Установ А (Х2)

Узел подачи и закрепления заготовки

0,55

0,94

0,00517х2

Шпиндельный блок с механизмом фиксации и приводом вращения

0,18

0,94

0,001692х2

Узел поперечных суппортов

0,07

0,15

0,000105х2

Узел продольных суппортов

0,06

0,94

0,000564х2

Гидравлическое оборудование

0,20

0,94

0,00188х2

Электрооборудование

1,43

0,94

0,013442х2

Система охлаждения

0,08

0,94

0,000752х2

Транспортер стружки

0,24

0,94

0,002256х2

Токарная черновая

Установ Б

Узел подачи и закрепления заготовки

0,55

0,7

0,00385

Шпиндельный блок с механизмом фиксации и приводом вращения

0,18

0,7

0,00126

Узел поперечных суппортов

0,07

0,1

0,00007

Узел продольных суппортов

0,06

0,7

0,00042

Гидравлическое оборудование

0,2

0,7

0,0014

Электрооборудование

1,43

0,7

0,01001

Система охлаждения

0,08

0,7

0,00056

Транспортер стружки

0,24

0,7

0,00168

Токарная чистовая

Установ А

Узел подачи и закрепления заготовки

0,55

0,2

0,0011

Шпиндельный блок с механизмом фиксации и приводом вращения

0,18

0,2

0,00036

Узел поперечных суппортов

0,07

0,03

0,000021

Узел продольных суппортов

0,06

0,2

0,00012

Гидравлическое оборудование

0,2

0,2

0,0004

Электрооборудование

1,43

0,2

0,00286

Система охлаждения

0,08

0,2

0,00016

Транспортер стружки

0,24

0,2

0,00048

Токарная чистовая

Установ А

Узел подачи и закрепления заготовки

0,55

0,55

0,003025

Шпиндельный блок с механизмом фиксации и приводом вращения

0,18

0,55

0,00099

Узел поперечных суппортов

0,07

0,08

0,000056

Узел продольных суппортов

0,06

0,55

0,00033

Гидравлическое оборудование

0,2

0,55

0,0011

Электрооборудование

1,43

0,55

0,007865

Система охлаждения

0,08

0,55

0,00044

Транспортер стружки

0,24

0,55

0,00132

Вертикально-фрезерная

Узел подачи и зажима

0,55

0,35

0,00195

Фрезерная бабка

0,04

0,35

0,00021

Силовой стол с гидроприводом

0,24

0,35

0,000805

Электрооборудование

1,43

0,35

0,005005

Система охлаждения

0,08

0,35

0,00028

Транспортер стружки

0,24

0,35

0,00084

0,121

Операция

Наименование механизма

Время простоев на 100 мин.

, мин

Время работы j-ого нормализованного узла

, мин

Простои конкретных механизмов

, мин

Фрезерно-центровальная

Узел подачи и зажима

0,55

0,3

0,00165

Фрезерная бабка

0,04

0,22

0,00009

Сверлильная бабка

0,03

0,08

0,00002

Гидравлическое оборудование

0,2

0,3

0,0006

Электрооборудование

0,5

0,3

0,0015

Система охлаждения

0,08

0,3

0,00024

Транспортер стружки

0,24

0,3

0,00072

Токарная черновая

Установ А

многорезц.

(Х2)

Узел подачи и закрепления заготовки

0,55

0,47

0,002585х2

Шпиндельный блок с механизмом фиксации и приводом вращения

0,18

0,47

0,000846х2

Узел поперечных суппортов

0,07

0,07

0,000005х2

Узел продольных суппортов

0,06

0,47

0,000282х2

Гидравлическое оборудование

0,20

0,47

0,00094х2

Электрооборудование

1,43

0,47

0,006721х2

Система охлаждения

0,08

0,47

0,000376х2

Транспортер стружки

0,24

0,47

0,001128х2

Токарная черновая

Установ Б

Узел подачи и закрепления заготовки

0,55

0,7

0,00385

Шпиндельный блок с механизмом фиксации и приводом вращения

0,18

0,7

0,00126

Узел поперечных суппортов

0,07

0,1

0,00007

Узел продольных суппортов

0,06

0,7

0,00042

Гидравлическое оборудование

0,2

0,7

0,0014

Электрооборудование

1,43

0,7

0,01001

Система охлаждения

0,08

0,7

0,00056

Транспортер стружки

0,24

0,7

0,00168

Токарная чистовая

Установ А

Узел подачи и закрепления заготовки

0,55

0,2

0,0011

Шпиндельный блок с механизмом фиксации и приводом вращения

0,18

0,2

0,00036

Узел поперечных суппортов

0,07

0,03

0,000021

Узел продольных суппортов

0,06

0,2

0,00012

Гидравлическое оборудование

0,2

0,2

0,0004

Электрооборудование

1,43

0,2

0,00286

Система охлаждения

0,08

0,2

0,00016

Транспортер стружки

Тогда производительность такой линии с учетом потерь по инструменту и оборудованию будет составлять:

шт/смену.

Как видно по расчетам, производительности обоих линий удовлетворяют требуемой производительности. Дальнейшее увеличение числа оборудования для повышения производительности будет экономически нецелесообразным.

6 Выбор транспортно-загрузочной системы

Транспортные системы являются одним из основных элементов автоматизированного производства в любой отрасли промышленности. Кроме основных функций — перемещения изделий и материалов, транспортные системы могут изменять ориентацию, производить накопление и адресование изделий, осуществлять обработку изделий и материалов в процессе перемещения. Наиболее полно возможности транспортных систем реализованы в автоматических линиях, нашедших широкое применение в массовом производстве. В автоматических линиях полностью решены вопросы загрузки и выгрузки, передачи изделий с одного участка на другой. В этих линиях обычно применяются специальные или специализированные транспортеры, предназначенные для перемещения одного или нескольких видов изделий. Необходимость частой переналадки технологического оборудования на другой тип изделий, характерна для большинства современных быстросменных и многономенклатурных производств, сопряжена с большими материальными и временными затратами, исключающими применение традиционных автоматических линий

В качестве транспортно – загрузочной системы в данной линии можно использовать роботы-манипуляторы.

7 Расчет затрат для выбранных вариантов автоматических линий

Ранее варианты АЛ рассматривались с точки зрения обеспечиваемой ими производительности и оба из них обеспечивают требуемую производительность. Для окончательного выбора компоновки АЛ определим стоимость каждой из них.

Для расчета стоимости того или иного варианта автоматической линии необходимо предварительно определить состав оборудования, которое будет входить в данную линию.

В обеих компоновках будут использоваться транспортеры деталей, стружки, поворотные столы. В АЛ со станками с ЧПУ загрузка и выгрузка деталей будет осуществляться с помощью портальных роботов, в то время как в АЛ с копировальными станками этот процесс будет осуществляться манипуляторами.

Приведенные затраты автоматической линии находятся по формуле:

;

;

где - стоимость основного оборудования;

- стоимость транспортно – загрузочной системы.

Основное оборудование АЛ со станками-дублерами состоит из:

• Фрезерно – центровальный станок - 1шт ×3000у.е.=3000 у.е.

• Токарный многорезцовый копировальный полуавтомат- 8шт 8×5000у.е.=40000 у.е.

• Агрегатный станок – 1шт.×3000у.е.=3000у.е.

Общая стоимость основного оборудования составляет: 46000у.е.

Вспомогательное оборудование для данной схемы:

• Манипулятор 7шт.×3000у.е.=21000 у.е.

• Транспортер стружки 8шт. ×320у.е.=2560 у.е.

• Транспортер роликовый, шаговый 1000у.е.

Общая стоимость вспомогательного оборудования составляет 24560у.е

Приведенные потери составляют для данного варианта:

у.е

Аналогично рассчитываем стоимость основного оборудования для варианта компоновки АЛ со станками-дублерами:

• Фрезерно – центровальный станок - 1шт ×3000у.е.=3000 у.е.

• Токарный многорезцовый копировальный полуавтомат- 7шт.×5000у.е.=35000 у.е.

• Агрегатный станок – 1шт.×3000у.е.=3000у.е.

Общая стоимость основного оборудования составляет: 41000у.е.

Вспомогательное оборудование для данной схемы:

• Манипулятор 7шт.×3000у.е.=21000 у.е.

• Транспортер стружки шт.×320у.е.=2240 у.е.

• Транспортер роликовый, шаговый 1000 у.е.

Стоимость вспомогательного оборудования для данного варианта составляет 24240 у.е.

Как видно из расчетов второй вариант является экономически более целесообразным. Приведенные потери составляют для него:

у.е.

Из экономического сравнения двух вариантов видим, что вариант АЛ с применением многорезцовой обработки оказался более выгодным.

Все расчеты заносим в таблицу 7.1.

Таблица 7.1 – Стоимость основного и вспомогательного оборудования

Таблица 7.2 – Структура техпроцесса в автоматизированном производстве при совмещении операций

8 Описание работы спроектированной АЛ

В состав АЛ последовательного агрегатирования (прил. В) входит следующее оборудование:

• Фрезерно-центровальный станок мод. МР71М (поз. 1) 1шт.

• Токарный многорезцовый полуавтомат мод. 1Н713 (поз. 2) 2 шт.

• Токарный копировальный полуавтомат мод. 1716Ц (поз. 3) 3 шт.

• Агрегатный станок (поз. 4) 1шт.

• Манипулятор мод. (поз. 4) 7 шт.

• Конвейер пластинчатый (поз. 5) 1шт.

На первом фрезерно-центровальном станке производится фрезерование торцев детали и сверление центровых отверстий с помошью фрезерной и сверлильной бабок. Заготовка устанавливается на станке с помощью станочных призм. На втором и третьем токарном многорезцовом полуавтомате производится черновое точение цилиндрических поверхностей с помощью продольного суппорта и многорезцовых наладок. На четвертом, пятом и шестом токарных копировальных полуавтоматах производится точение цилиндрических поверхностей, фасок и канавок с помощью копировальных и поперечных суппортов. На всех токарных станках заготовка устанавливается в переднем зубчатом центре и поджимается задней бабкой с установленным в ней вращающимся центром. На агрегатном станке производится фрезерование шпоночного паза концевой фрезой, установленной во фрезерной насадке, заготовка, установленная на самодействующем столе, совершает движение подачи. Однорукие манипуляторы используются в качестве загрузочных устройств. Транспортирующим устройством в данной АЛ является пластинчатый конвейер с установленными на нем призмами для ориентирования заготовки.

Работа элементов АЛ происходит следующим образом (см. циклограмму работы АЛ – прил. Г): цикл начинается с подвода руки манипулятора к конвейеру, далее происходит зажим заготовки кистью и отвод манипулятора, его поворот к станку, одновременно с поворотом заготовки на 180⁰ при необходимости, и подвод руки. При попадании ориентированной заготовки в зажимное приспособление происходит зажим ее на станке после чего манипулятор разжимает кисть и отводит руку от станка, одновременно с отводом руки включается быстрый подвод заготовки вместе со столом или соответствующих суппортов в рабочую зону далее включается рабочий ход затем быстрый отвод. Одновременно с быстрым отводом включается подвод отведенной руки манипулятора к станку, зажим заготовки манипулятором и разжим зажимного приспособления. Обработанная заготовка отводится вместе с рукой манипулятора от станка, манипулятор поворачивается к конвейеру, подводит руку и устанавливает деталь в призмах на конвейере, разжимает кисть и, одновременно с перемещением конвейера, отводит руку от него. На этом цикл работы АЛ заканчивается.

9 Описание конструкции и работы станка

Агрегатные станки представляют собой специальные станки, созданные на базе стандартных узлов и агрегатов.

В рамках данного курсового проекта необходимо сконструировать агрегатный станок для обработки шпоночного паза вала-шестерни. В связи с этим предварительно принимаем следующие нормализованные узлы, из которых будет состоять проектируемый станок:

- станина;

- стол силовой с электромеханическим приводом подачи;

- привод галавного движения;

- насадка фрезерная;

- призмы;

- прижим гидравлический;

- режущий инструмент;

Компоноваться данные элементы будут следующим образом: на станину (поз. 1), представляющую собой полый сварной корпус, будут устанавливаться все элементы, необходимые для осуществления процесса обработки. Таким образом, в станину будет монтироваться в горизонтальном положении привод главного движения (поз. 7), который посредством муфты станочной (поз. 8) будет передавать вращение фрезерной насадке (поз. 3) и установленной в ней фрезе (поз. 6). Для установки заготовки под обработку и ориентации относительно инструмента используем стандартный станочные приспособления – раздвижные призмы (поз. 4), которые крепятся к совершающему движение подачи силовому столу (поз. 2). Для того, чтобы в процессе обработки заготовка находилась неподвижно относительно инструмента и не меняла положение под действием сил резания, будем использовать зажимное приспособление (поз. 5), которое также устанавливается на плиту.

Сам процесс обработки будет происходить в следующей последовательности: установка вала на призмы, фиксация вала с помощью зажимного приспособления посредством прижатия его к призмам, подвод заготовки на ускоренном ходу в зону обработки, непосредственная обработка шпоночного паза на рабочем ходу, отвод заготовки из зоны обработки на ускоренном ходу. При этом сам ускоренный подвод и отвод осуществляется посредством перемещения платформы стола по направляющим при вращении электродвигателя быстрых перемещений, изменение направления осуществляется реверсированием электродвигателя. Рабочий ход осуществляется посредством движения платформы с заготовкой за счет вращения ходового винта от электродвигателя рабочей подачи. Скорость рабочей подачи настраивается сменяемыми зубчатыми колесами, величина усилия подачи силового стола регулируется фпикционной предохранительной муфтой, сжатие дисков которой производится винтом и планкой через пружину.

10 Определение режимов обработки

Расчет режимов резания при обработке шпоночного паза ведем в следующей последовательности:

1) схема обработки паза

Рисунок 10.1 – Схема бработки шпоночного паза

2) по рис. 10.1 глубина резания мм и ширина обработки мм;

3) согласно [1, стр. 284, табл. 35] принимаем подачу ;

4) скорость резания рассчитываем по формуле

,

где - стойкость инструмента, мин [1, стр. 290, табл. 40];

- число зубьев фрезы, ;

[1, стр. 287, табл. 39];

где – коэффициент, характеризующий группу стали по обрабатываемости, =1, =0,9 [1, с. 262, табл.2];

– коэффициент, учитывающий состояние поверхност[1,с.263,табл.5];

– коэффициент, учитывающий влияние материала инструмента, [1, с. 263, табл.6];

По рассчитанной скорости резания определяем требуемую частоту вращения фрезы при обработке данной поверхности:

об/мин.

11 Определение усилий и мощности резания

Определяем главную составляющую силы резания:

Согласно [1] выбираем значения степеней и коэффициентов:

Тогда усилие резания

Н.

Так как в процессе обработки усилие резания может меняться вследствии затупления режущего инструмента и неравномерности припуска, то необходимо учесть эти изменения путем введения соответствующих коэфициентов:

Н

Определяем мощность резания:

Принимаю мощность электродвигателя 2,2 кВт

12 Кинематический расчет фрезерной насадки

Кинематическая схема насадки

Исходя из условия ось вращения электродвигателя горизонтальная, а ось вращения фрезы – вертикольна, следовательно необходимо использовать коническую передачу для изменения оси. Расчитаем передаточное число передачи:

Принимаем U=1,25

Приближенный расчет модуля передачи

Этот расчет проводят для основного выбора механических свойств материала зубчатых колес. Приближенное значение модуля определяют при усредненных параметрах для передач (мм):

Где: , [Н×мм] – крутящий момент на шестерне;

, [МПа] – предварительные допустимые напряжения при изгибе.

Н*м

Принимаем заготовку колеса из стали 40Х, ТО – улучшение . При этом - =580 МПа

Предварительные допустимые напряжения при расчете зубьев на изгибную прочность для нереверсивных передач определяют по формуле:

МПа

мм

Проектный расчет зубчатых передач на контактную прочность зубьев

Диаметр наружной делительной окружности колеса (на внешнем дополнительном конусе):

,

где – коэффициент ширины зубчатого венца по внешнему конусному расстоянию.

- допустимые напряжения при расчете на контактную прочность, их определяют по формуле:

,

где =710 МПа - граница контактной прочности;

- допустимый коэффициент запаса прочности по контактным напряжениям. - для зубчатых колес с однородной структурой материала

=1- коэффициент долговечности

МПа

- для конічних прямозубих колес

мм

Модуль передачи определяют по расчитанному диаметру колеса, приняв и .

мм

Полученное значение модуля округляем до стандартного мм

мм

Ширина зубчатого венца колеса:

=0,3*56=16,8мм

Принимаю мм

Основные геометрические размеры колес (рис. 12.1) определяют по формулам табл.12.1.

Таблица 12.1 - Основные размеры колес передач

Рис. 12.1 – Основные размеры конических передач

Высота зуба на торце допольнительного конуса:

=6.43 мм

Высота головки и ножки зубьев на торце дополнительного конуса:

=3,5 мм

=2,23 мм

=2,93 мм

=4,2 мм

Углы головки и ножки зубьев:

=3,58⁰

=4,29⁰

Углы конуса вершин

=42,24⁰

=54,92⁰

Углы конуса впадин

=34,37⁰

=47,05⁰

13 Расчет прогиба шпинделя

Для расчета будем использовать программу автоматического расчета прогиба шпнделя. Исходными данными расчета являются:

- номер расчетной схемы;

- составляюшие усилий резания:

• P_z=2583H;

• P_y=1531.5H;

• P_o=369H;

- диаметр конца шпинделя Dm=70мм;

- диаметр отверстия в шпинделе Dot=17мм;

- диаметр шпинделя между опорами Dk=45мм;

- угол между усилием резания и окружным усилием Gm=0,465 Рад.

Выходными данными программы являются:

- FR1, FR2 – реакции в передней и задней опорах, Н;

- У – прогиб рабочего конца шпинделя, мкм;

- Теtа – угол поворота шпинделя в передней опоре, Рад.

После расчета программа выдала следующие значения:

FR1=4,96,17Н;

FR2=-1571,09Н;

У=35,4922мкм;

Теtа=0,00003918Рад.

14 Расчёт жёсткости опор качения

Жёсткость опоры:

;

где - упругое сближение тел качения и колец подшипника, мм;

- контактные деформации на посадочных поверхностях подшипника, шпинделя и корпуса мм;

где =15,88мм – диаметр шариков шарикового радиально-упорного подшипника 36212;

К_R - вспомогательный коэффициент поддатливости, зависящий от коэффициента K_F и отношения F_r/C₀.

Определим K_F по графику (МУ№125 рис. 3.4), зная угол контакта шарика и кольца подшипника и отношение силы осевого предварительного натяга к статичексой грузоподъемности подшипника F_а/C₀:

Сила осевого предварительного натяга:

С₀=39300 Н; F_а/C₀=911,5/39300=0,02

K_F=0,08; F_r/C₀=4096/39300=0,05 => К_R=0,01

;

где k=0,0025 – коэффициент поддатливости;

d – диаметр внутреннего кольца подшипника, d=60 мм;

D - диаметр наружного кольца подшипника D=110 мм;

В – ширина подшипника, В=44 мм.

Жесткость опор:

Н/мм

Н/мм

Анализируя полученные данные, делаем вывод, что хотя подшипники передней опоры более жёсткие по сравнению с подшипниками задней опоры, прогибы в передней опоре всё равно на порядок выше из-за больших сил, возникающих на торце шпинделя при фрезеровании.

15 Расчёт жёсткости шпинделя

Радиальное перемещение переднего конца шпинделя:

;

где - перемещение, вызванное изгибом тела шпинделя;

- перемещение, вызванное податливостью (нежёсткостью опор);

- перемещение, вызванное сдвигом от действия поперечных сил.

Рисунок 15.1 – Перемещения переднего конца шпинделя

Применим известные формулы сопромата и пренебрегая величиной , которая для реальных размеров шпинделей, имеющих центральное отверстие, не превышает 3-6 процентов, запишем:

где Е – модуль упругости материала шпинделя, Е=2*Па;

- осевые моменты инерции сечения шпинделя соответственно на консольной части и между опорами;

и - соответственно податливость передней и задней опор шпинделя;

- коэффициент, учитывающий наличие в передней опоре защемляющего момента, =0,1….0,2. Принимаем =0,15;

а – длина вылета (консольной части) шпинделя, а=64,5 мм;

l – расстояние между опорами шпинделя, l=143,5 мм;

F=P_у=1291,5 Н.

Определим оптимальную величину межопорного расстояния используя программу:

16 Динамический расчет шпиндельного узла

Для получения частотных характеристик шпиндельного узла разобъем его на участки и расчитаем их осевые моменты инерции и массу:

Рисунок 16.1 – Разбиение шпиндельного узла на участки

Используя пакет КОМПАС-3D V8 и 3D модель данного узла рассчитаем необходимые параметры:

M1 = 1,47 кг

Jx1 = 0,000915 кг*м²

M2 = 1,4 кг

Jx2 = 0,000523 кг*м²

L2=103 мм

М2_пог=1,4*1/0,103=13,56 кг*м_пог

M3 = 1,2 кг

Jx3 = 0,00109 кг*м²

M4 = 0,731 кг

Jx4 = 0,000211 кг*м²

L4=68 мм

М4_пог=0,731*1/0,068=10,63 кг*м_пог

Жесткость Cr и коэффициент демпфирования h опор (согластно пункту 14):

Cr1=360000 Н/мм

Cr2=215000 Н/мм

где =0,42 – относительное рассеивание энергии на шариковой радиально-упорной сдвоенной опоре;

а=64,5 мм – вылет;

l=143,5 мм – межопорное расстояние

h_1,2=0.18

Полученные данные заносим в программу и на основании нижеперечисленных формул получаем графики частотных характеристики узла

Передаточная функция УС шпинделя

Таким образом: податливость системы 0,8*10^-5, динамическая жесткость 2,8*10^-4 собственная частота 340 с^-1, что значительно выше рабочей частоты, равной 182 с^-1

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В курсовом проекте исследован технологический процесс обработки детали в неавтоматизированном производстве, произведен сравнительный анализ компоновок автоматических линий, выбран наиболее рациональный вариант автоматической линии по критерию обеспечения заданной производительности и минимума приведенных затрат, разработана и описана циклограмма работы выбранного варианта автоматической линии. Производительность скомпонованной автоматической линии с учетом внецикловых потерь составляет 386 шт/см, при этом время цикла обработки заготовки 57с.

Также был спроектирован агрегатный станок, предназначенный для фрезерования шпоночного паза. Станок компоновался из нормализованных узлов. Произведен расчет режимов и мощности резания, по которым выбирались исполнительные узлы станка, и проводился их кинематический расчет для обеспечения требуемых режимов резания, произведен статический и динамический расчет шпиндельного узла. Результатами расчетов являются: жесткость опор качения – 360000 и 215000 н/мм; рабочий прогиб шпинделя у=7,67 мкм; податливость системы 0,8*10^-5 ; динамическая жесткость системы 2,8*1,^-4 собственная частота фрезерной головки 340 с^-1.

Список литературы

1. Справочник технолога машиностроителя. В 2-х т. Т2/ Под. ред. А.Г. Косиловой и Р.К. Мещерякова 4-е изд-. М.: Машиностроение, 1985.-496с.

2. Методические указания по выполнению курсовых работ по дисциплине «Теория проектирования автоматизированных станочных комплексов» №774.Сост.:Л.П. Калафатова, А. Д. Молчанов Донецк ДонНТУ 2003. 47с.

3. Нормализованные узлы и детали агрегатных станков и автоматических линий. Каталог – справочник М.: Науч.-исслед. Ин-т информации по машиностроению 1972г

4. Шаумян Г.А. Комплексная автоматизация производственных поцессов.-М.: Машиностроение, 1987. -288с.

5. Методические указания к самостоятельной работе над курсовым проектом по деталям машин. Раздел 3 «Эскизный проект» и «Технический проект» проектирование зубчатых и червячных передач (для студентов технических специальностей)/ Сост. В.С.Горелик, В.С.Исадченко, В.И.Проскурин и др. – Донецк: ДПИ, 1992. 84 с.