Разработка электромеханического привода подачи станка модели 6С12Ц (стр. 2 из 6)

t_MAX=3 мм – максимальный припуск.

S_ZMАХ=0,3 мм/зуб – максимальная подача.

Т=240 минут – стойкость.

К_v =К_mv*К_иv*К_пv=

.

Z=26, D_MАХ=250мм – параметры режущего инструмента

В_MАХ=1.0*250=250мм – ширина фрезерования

Рассчитываем скорость:

м/мин.

Проведём расчет составляющих сил резания по следующей формуле:

Для силы Р_z , при материале режущей части резца – твердый сплав, имеем:

t=0.5 мм – припуск.

S_z=0.09 –подача, мм/зуб.

– частота вращения шпинделя, об/мин.

С_р=825, x=1.0, y=0.75, u=1.1, q=1.3, w=0.2 – коэффициент и показатели степени.

К_мр=

- поправочный коэффициент, учитывающий влияние качества обрабатываемого материала на силовые зависимости.

Z=10, D_MIN=100мм – параметры режущего инструмента

В_MIN=0,8*100=80мм – ширина фрезерования

Рассчитываем составляющую Р_z :

Н.

Для силы Р_z , при материале режущей части резца – быстрорежущая сталь, имеем:

t=3 мм – припуск.

S_z=0,3 –подача, мм/зуб.

– частота вращения шпинделя, об/мин.

С_р=82,5, x=0,95, y=0.8, u=1.1, q=1.1, w=0

К_мр=

Z=26, D=250мм – параметры режущего инструмента

В=250мм – ширина фрезерования

Рассчитываем составляющую Р_z :

Н.

2.3 Предварительное определение мощности электродвигателя движения подачи

Мощность, потребляемую на подачу, определяют по формуле

,

где

- КПД цепи подачи;

‑ эффективная мощность подачи, кВт

где

‑ тяговая сила подачи, кгс;

V_s=S_z*z*13=0.3*26*13=94.6 ‑ скорость подачи, мм/мин.

Тяговую силу можно определить по следующим формулам.

Для столов фрезерных станков

где

‑ составляющая силы резания в направлении подачи, кгс;

‑ составляющая сил резания, прижимающая каретку суппорта или стола к направляющим, кгс;

‑ масса перемещаемых частей, кг;

‑ приведенный коэффициент трения на направляющих;

‑ коэффициент, учитывающий влияние опрокидывающего момента.

Для столов фрезерных станков

=1,4 и =0,2;

Масса перемещаемых частей определяется приблизительно по формуле:

,

где G_c=80 кг – приведенная масса стола станка;

к=0,2-0,5 – коэффициент, учитывающий обьем пустот в обрабатываемой заготовке;

V_з=a*b*c=1,25*0,32*0,4=0,16 м³ – объем обрабатываемой заготовки;

=7800 кг/м³ – плотность обрабатываемого материала.

кг

кгс

Определим эффективную мощность подачи:

кВт

КПД цепи подачи приближенно определим по формуле:

,

где

КПД передачи винт-гайка качения;

КПД подшипниковой пары;

КПД пары зубчатых колес;

i=8 – количество подшипниковых пар

z=8 - количество пар зубчатых колес

Мощность, потребляемая на подачу:

, кВт.

3. Определение диапазона скорости вращения двигателя подач

Частота двигателя рассчитывается по формуле:

,

где

‑ скорость подачи, согласно паспорту станка (табл. 3.1), мм/мин,

р=6мм – шаг винта передачи винт-гайка качения,

i – передаточное число механизма подачи.

Табл.3.1. Механика привода подач станка 6С12Ц

Характер подачи	Подачи стола, мм/мин
	Продольная	Поперечная	Вертикальная
Минимальная	20	20	8
Максимальная	1000	1000	400
Ускоренная	2500	2500	1000

Рассчитаем передаточные числа согласно кинематической схеме механизма подач:

Определим максимальную частоту вращения двигателя, которая необходима для быстрого перемещения органов станка:

- для продольной и поперечной подач

, об/мин

- для вертикальной подачи

, об/мин

Рассчитаем необходимый момент на валу двигателя по формуле [3]:

,

где N – мощность двигателя, кВт

n – частота вращения двигателя, об/мин

Н*м

Принимаю двигатель 1G . 5 100–0EC 4 . –6VV1 с параметрами [2] (табл. 3.2)

nNPNMNINnmechJ

мин –1 кВт Н*м % A мин –1 кг/м 2 кг

1410 1.24 7.5 61 4.3 5 7000 0.011 33

4. Расчет и разработка кинематической схемы привода станка

Расчет диапазонов регулирования привода

Определяем диапазон регулирования привода:

.

Определяем диапазон регулирования двигателя:

.

.

Определяем диапазон регулирования выходного звена при постоянной мощности:

.

Для обеспечения бесступенчатого регулирования частоты вращения шпинделя при постоянной мощности знаменатель ряда передаточных отношений передач коробки скоростей φ₁ принимаю равным R_дР. Требуемое число ступеней коробки скоростей:

.

СИЛОВОЙ РАСЧЕТ ПРИВОДА СТАНКА

Расчетный крутящий момент на любом валу привода подач станка равен:

Н·м,

где N_дв – номинальная мощность главного электродвигателя, кВт;

η – КПД механизма от вала электродвигателя до рассматриваемого вала;

n – частота вращения вала на предельных режимах резания, мин^-1.

На первом валу:

Н·м,

5. ПЕРЕДАЧА ВИНТ-ГАЙКА КАЧЕНИЯ

Свойства передачи. Передача винт — гайка качения обладает свойствами, позволяющими применять ее как в приводах подач без отсчета перемещений (универсальных станков, силовых столов агрегатных станков), так и в приводах подач и позиционирования станков с ЧПУ. Для передачи характерны высокий коэффициент полезного действия (0,8—0,9), небольшое различие между силами трения движения и покоя, незначительное влияние частоты вращения винта на силу трения в механизме, полное отсутствие осевого зазора. Недостатками являются высокая стоимость, пониженное демпфирование, отсутствие самоторможения.