http://www.ce-studbaza.ru/werk.php?id=9278
Гидравлический привод состоит из силового гидравлического цилиндра, насоса, бака, трубопроводов, аппаратуры управления и регулирования. Гидроцилиндры бывают одностороннего и двухстороннего действия. Благодаря использованию более высокого давления жидкости по сравнению с пневмоприводом при тех же развиваемых усилиях имеет меньшие габариты и вес; масло обеспечивает смазку трущихся частей.
суббота, 27 января 2018 г.
Проектирование механизма автоматического зажима инструмента в патроне
http://www.ce-studbaza.ru/werk.php?id=9277
6. Проектирование механизма автоматического зажима инструмента в патроне.
6.1 Описание конструкции механизма
Рисунок 35 – Конец шпинделя с инструментальной оправкой
На рисунке 35 изображена конструкция конца шпинделя с механизмом зажима оправки на основе кулачков. Момент от шпинделя 3 передается шпонками 5. При разжиме оправка 6, происходит движение штока 1 влево, кулачки 2 сдвигаются и втулка 3 выталкивает оправку.
В качестве механизированного привода зажима используется гидроцилиндр одностороннего действия. Зажим осуществляется при помощи комплекта тарельчатых пружин. Разжим происходит при выдвижении штока гидроцилиндра.
6.2 Определение усилия зажима инструмента.
Конструкция хвостовиков выполнена таким образом, чтобы обеспечить высокое усилие зажима по плоскости прилегания, после чего конус, благодаря деформации, займет свое место.
Усилие зажима распределяется следующим образом: 80 % на прижим по плоскости, - 20 % - на конус, поэтому именно усилие зажима по плоскости прилегания определяет нагрузочную способность хвостовика и жесткость его крепления.
По ГОСТ 51547-2000 определяем усилие зажима для оправки HSK №80 – 18 000 H.
6.3 Расчет комплекта тарельчатых пружин
Выбор комплекта тарельчатых пружин:
Рисунок 36 - Тарельчатая пружина
Подбираем материал пружин Сталь 60С2А ГОСТ 14959-69 σ_Т=1400H/〖мм〗^2 ;
σ_В=1600H/〖мм〗^2 .
Определяем необходимую толщину стенки пружины
S=0,0284√(F_0.65 );
Поскольку нагрузку можно считать статической, то F=18 000 H принимается соответствующей прогибу, равному 0,8f. Тогда нагрузка при прогибе 0,65f приблизительно будет равно:
F_0.65=0.65/0.8 F_0.8=0.65/0.8 18000=14625 H;
Тогда толщина S=0,0284√14625=3,425 мм. Принимаем S=3 мм.
По ГОСТ 3057-90 определяем основные размеры пружины.
D=50 мм, d=25 мм
Таблица 6 Параметры и размеры тарельчатых пружин
Расчёт выполняем по [4, стр 118-123]
Пружины выбираются из условия:c= D/d=50/25=2. Условие с= D/d=1,8…2,4 выполняется
m=d/S=25/3=8,3. Условие m=d/S=8…11 выполняется.
ᵠ=0,093 (рис. 63) ;
Высота внутреннего конуса f=0,5ᵠ(D-d)=0,5*0,093(50-25)=1,1625 мм. Принимаем f=1,0;
Уточнённое значение угла подъёма:
ᵠ=2f(D-d)=2*1(50-25)=0,095 рад;
Усилие пружины при прогибе:
F_0.8=ɣ*2,8*〖10〗^5*(S^2 ᵠlnC)/m(c-1) =0,8*2,8〖*10〗^5*(〖3,2〗^2*0,095*ln2)/8.3(2-1) =20200 H
Необходимый относительный прогиб:
ɣn= ɣ F/F_0.8 =0,818000/20200=0,712
Определяем напряжение по формуле:
σ=- ɣn*ᵠE[ᵠ(1-0.5 ɣn)((c-1)/lnc-1)-1/m]=-0,712*0,095*2,08*〖10〗^5*[0,095(1-0,5*0,712)((2-1)/ln2-1)-1/8.3]=1314 H/〖мм〗^2;
Необходимое количество пружин:
n=h/(f(ɣ_П-ɣ_1))
h – Рабочий ход пружин; h=5 мм
n=5/(1(0,712-0,3))=12,136 штук
Округляем до целого числа n=12 штук
Масса комплекта пружин:
Q=π/4 (D^2-d^2 )s*p*n=3.14/4 (〖50〗^2-〖25〗^2 )3*7.8*〖10〗^(-3)*12=413.303 грамм;
Для зажима оправки HSK №80 нужен комплект из 12 пружин с размерами HCDxdxSxfxh0=HCx50x25x3,0x1,0x12
6.4 Расчет гидроцилиндра
Гидравлический привод состоит из силового гидравлического цилиндра, насоса, бака, трубопроводов, аппаратуры управления и регулирования. Гидроцилиндры бывают одностороннего и двухстороннего действия. Благодаря использованию более высокого давления жидкости по сравнению с пневмоприводом при тех же развиваемых усилиях имеет меньшие габариты и вес; масло обеспечивает смазку трущихся частей.
Рисунок 37 - Расчетная схема гидроцилиндра
Определим общее усилие по формуле :
Pu=Pu1
где Pu - общее усилие;
Pu1- усилие, создаваемое тарельчатыми пружинами (20200 Н);
Общее усилие:
Pu=Pu1=20200 H.
Для сжатия пакета тарельчатых пружин необходима сила на 30% больше общего усилия, т.е.:
〖Pu〗_(расч.)=1,3∙Pu=1,3∙20200 =26260 H.
Диаметр поршня гидроцилиндра:
=2√(26260/(3,14*6,3*0,85)=) 68 мм,
где ∆p - перепад давления рабочей жидкости (6,3 МПа);
- КПД гидропривода.
Рабочее давление а гидроцилиндре:
P=(4*P_u)/(π*D^2*η)=(4*26260)/(3.14*〖68〗^2*0.9)=9,131 МПа
Принимаем диаметр поршня гидроцилиндра D=63 мм, диаметр штока d=32 мм.
6. Проектирование механизма автоматического зажима инструмента в патроне.
6.1 Описание конструкции механизма
Рисунок 35 – Конец шпинделя с инструментальной оправкой
На рисунке 35 изображена конструкция конца шпинделя с механизмом зажима оправки на основе кулачков. Момент от шпинделя 3 передается шпонками 5. При разжиме оправка 6, происходит движение штока 1 влево, кулачки 2 сдвигаются и втулка 3 выталкивает оправку.
В качестве механизированного привода зажима используется гидроцилиндр одностороннего действия. Зажим осуществляется при помощи комплекта тарельчатых пружин. Разжим происходит при выдвижении штока гидроцилиндра.
6.2 Определение усилия зажима инструмента.
Конструкция хвостовиков выполнена таким образом, чтобы обеспечить высокое усилие зажима по плоскости прилегания, после чего конус, благодаря деформации, займет свое место.
Усилие зажима распределяется следующим образом: 80 % на прижим по плоскости, - 20 % - на конус, поэтому именно усилие зажима по плоскости прилегания определяет нагрузочную способность хвостовика и жесткость его крепления.
По ГОСТ 51547-2000 определяем усилие зажима для оправки HSK №80 – 18 000 H.
6.3 Расчет комплекта тарельчатых пружин
Выбор комплекта тарельчатых пружин:
Рисунок 36 - Тарельчатая пружина
Подбираем материал пружин Сталь 60С2А ГОСТ 14959-69 σ_Т=1400H/〖мм〗^2 ;
σ_В=1600H/〖мм〗^2 .
Определяем необходимую толщину стенки пружины
S=0,0284√(F_0.65 );
Поскольку нагрузку можно считать статической, то F=18 000 H принимается соответствующей прогибу, равному 0,8f. Тогда нагрузка при прогибе 0,65f приблизительно будет равно:
F_0.65=0.65/0.8 F_0.8=0.65/0.8 18000=14625 H;
Тогда толщина S=0,0284√14625=3,425 мм. Принимаем S=3 мм.
По ГОСТ 3057-90 определяем основные размеры пружины.
D=50 мм, d=25 мм
Таблица 6 Параметры и размеры тарельчатых пружин
Расчёт выполняем по [4, стр 118-123]
Пружины выбираются из условия:c= D/d=50/25=2. Условие с= D/d=1,8…2,4 выполняется
m=d/S=25/3=8,3. Условие m=d/S=8…11 выполняется.
ᵠ=0,093 (рис. 63) ;
Высота внутреннего конуса f=0,5ᵠ(D-d)=0,5*0,093(50-25)=1,1625 мм. Принимаем f=1,0;
Уточнённое значение угла подъёма:
ᵠ=2f(D-d)=2*1(50-25)=0,095 рад;
Усилие пружины при прогибе:
F_0.8=ɣ*2,8*〖10〗^5*(S^2 ᵠlnC)/m(c-1) =0,8*2,8〖*10〗^5*(〖3,2〗^2*0,095*ln2)/8.3(2-1) =20200 H
Необходимый относительный прогиб:
ɣn= ɣ F/F_0.8 =0,818000/20200=0,712
Определяем напряжение по формуле:
σ=- ɣn*ᵠE[ᵠ(1-0.5 ɣn)((c-1)/lnc-1)-1/m]=-0,712*0,095*2,08*〖10〗^5*[0,095(1-0,5*0,712)((2-1)/ln2-1)-1/8.3]=1314 H/〖мм〗^2;
Необходимое количество пружин:
n=h/(f(ɣ_П-ɣ_1))
h – Рабочий ход пружин; h=5 мм
n=5/(1(0,712-0,3))=12,136 штук
Округляем до целого числа n=12 штук
Масса комплекта пружин:
Q=π/4 (D^2-d^2 )s*p*n=3.14/4 (〖50〗^2-〖25〗^2 )3*7.8*〖10〗^(-3)*12=413.303 грамм;
Для зажима оправки HSK №80 нужен комплект из 12 пружин с размерами HCDxdxSxfxh0=HCx50x25x3,0x1,0x12
6.4 Расчет гидроцилиндра
Гидравлический привод состоит из силового гидравлического цилиндра, насоса, бака, трубопроводов, аппаратуры управления и регулирования. Гидроцилиндры бывают одностороннего и двухстороннего действия. Благодаря использованию более высокого давления жидкости по сравнению с пневмоприводом при тех же развиваемых усилиях имеет меньшие габариты и вес; масло обеспечивает смазку трущихся частей.
Рисунок 37 - Расчетная схема гидроцилиндра
Определим общее усилие по формуле :
Pu=Pu1
где Pu - общее усилие;
Pu1- усилие, создаваемое тарельчатыми пружинами (20200 Н);
Общее усилие:
Pu=Pu1=20200 H.
Для сжатия пакета тарельчатых пружин необходима сила на 30% больше общего усилия, т.е.:
〖Pu〗_(расч.)=1,3∙Pu=1,3∙20200 =26260 H.
Диаметр поршня гидроцилиндра:
=2√(26260/(3,14*6,3*0,85)=) 68 мм,
где ∆p - перепад давления рабочей жидкости (6,3 МПа);
- КПД гидропривода.
Рабочее давление а гидроцилиндре:
P=(4*P_u)/(π*D^2*η)=(4*26260)/(3.14*〖68〗^2*0.9)=9,131 МПа
Принимаем диаметр поршня гидроцилиндра D=63 мм, диаметр штока d=32 мм.
Проектирование мотор-шпинделя
http://www.ce-studbaza.ru/werk.php?id=9276
Шпиндельные узлы с двумя радиально-упорными подшипниками в передней опоре. Эта опора компонуется по схеме тандем-X и воспринимает осевую нагрузку в трех направлении. Шпиндельные узлы не различаются конструкцией задней опоры.
В задней опоре установлены радиально-упорные подшипники аналогичные тем, что и в передней опоре, только меньшего диаметра, она также компонуется по схеме дуплекс-X, но нагрузка воспринимается в противоположную сторону .
Параметр быстроходности для таких шпинделей K=(4..6)105 мм•мин-1.
Шпиндельные узлы с двумя радиально-упорными подшипниками в передней опоре. Эта опора компонуется по схеме тандем-X и воспринимает осевую нагрузку в трех направлении. Шпиндельные узлы не различаются конструкцией задней опоры.
В задней опоре установлены радиально-упорные подшипники аналогичные тем, что и в передней опоре, только меньшего диаметра, она также компонуется по схеме дуплекс-X, но нагрузка воспринимается в противоположную сторону .
Параметр быстроходности для таких шпинделей K=(4..6)105 мм•мин-1.
Шпиндельный узел станка-гексапода и механизм зажима инструментальной оправки
http://www.ce-studbaza.ru/werk.php?id=9275
Оглавление
Аннотация 3
Введение 4
1 Общие сведения о станке 5
1.1 Описание и схемы выполняемых на станке операций. 5
1.2. Конструктивные особенности станка 10
1.3. Извлечение из стандартов, регламентирующих размеры и показатели шпиндельного узла 17
2. Выбор электродвигателя 22
2.1. Расчёт режимов резания 22
2.2. Выбор электродвигателя 24
3. Кинематический расчёт привода 26
4 Проектный расчёт привода 26
5. Проектирование шпиндельного узла 27
5.1. Оценка параметров быстроходности шпиндельного узла 27
5.3. Выбор материала для шпинделя и технологии термической обработки 28
5.4. Обоснование способа смазывания и разработки системы смазывания. Определение конструктивных параметров уплотнений. 29
5.5 Обоснование показателей точности деталей, сопряженных с подшипниками 31
5.6. Расчет шпиндельного узла на жесткость 33
6. Проектирование механизма автоматического зажима инструмента. 38
6.1 Описание конструкции механизма 38
6.2 Определение усилия зажима инструмента. 39
6.3 Расчет комплекта тарельчатых пружин 39
6.4 Расчет гидроцилиндра 41
Литература 43
Оглавление
Аннотация 3
Введение 4
1 Общие сведения о станке 5
1.1 Описание и схемы выполняемых на станке операций. 5
1.2. Конструктивные особенности станка 10
1.3. Извлечение из стандартов, регламентирующих размеры и показатели шпиндельного узла 17
2. Выбор электродвигателя 22
2.1. Расчёт режимов резания 22
2.2. Выбор электродвигателя 24
3. Кинематический расчёт привода 26
4 Проектный расчёт привода 26
5. Проектирование шпиндельного узла 27
5.1. Оценка параметров быстроходности шпиндельного узла 27
5.3. Выбор материала для шпинделя и технологии термической обработки 28
5.4. Обоснование способа смазывания и разработки системы смазывания. Определение конструктивных параметров уплотнений. 29
5.5 Обоснование показателей точности деталей, сопряженных с подшипниками 31
5.6. Расчет шпиндельного узла на жесткость 33
6. Проектирование механизма автоматического зажима инструмента. 38
6.1 Описание конструкции механизма 38
6.2 Определение усилия зажима инструмента. 39
6.3 Расчет комплекта тарельчатых пружин 39
6.4 Расчет гидроцилиндра 41
Литература 43
Определение технических показателей приводов и расчет наладки для зубодолбежного станка
http://www.ce-studbaza.ru/werk.php?id=9274
Нарезание зубчатых колёс производится по методу обката (рис. 1) долбяками. Долбяк совершает возвратно-поступательное движение параллельно оси заготовки (главное) и вращается вокруг своей оси(движение круговой подачи), заготовка получает вращательное движение в строгом соответствии с вращательным движением инструмента (движение обката). Процесс резания происходит только при рабочем ходе долбяка, а при обратном (холостом) ходе долбяк в радиальном направлении отводится автоматически от заготовки, благодаря чему устраняются трение и износ режущих зубьев. К началу рабочего хода долбяк автоматически перемещается к заготовке, возвращаясь в исходное положение. На столе станка заготовка может крепиться на оправке, при помощи гидравлического зажима или в специальном приспособлении.
Нарезание зубчатых колёс производится по методу обката (рис. 1) долбяками. Долбяк совершает возвратно-поступательное движение параллельно оси заготовки (главное) и вращается вокруг своей оси(движение круговой подачи), заготовка получает вращательное движение в строгом соответствии с вращательным движением инструмента (движение обката). Процесс резания происходит только при рабочем ходе долбяка, а при обратном (холостом) ходе долбяк в радиальном направлении отводится автоматически от заготовки, благодаря чему устраняются трение и износ режущих зубьев. К началу рабочего хода долбяк автоматически перемещается к заготовке, возвращаясь в исходное положение. На столе станка заготовка может крепиться на оправке, при помощи гидравлического зажима или в специальном приспособлении.
Подписаться на:
Сообщения (Atom)