3. Обоснование основных технических характеристик главного привода станка

3.1. Основные технические параметры главного привода

Основными техническими характеристиками главного привода металлорежущих станков, определяющими в процессе эксплуатации степень экономической эффективности и технологические возможности, являются его геометрические и рабочие параметры.

Геометрические параметры определяют предельные размеры обрабатываемых поверхностей заготовок и габариты рабочего пространства на данном станке. Геометрическими параметрами являются:

а) для токарных станков – наибольший параметр D обрабатывае-мой детали над станиной и наибольшая длина L обрабатываемой поверхности;

б) для сверлильных – наибольший условный диаметр сверления d и ход пиноли со шпинделем h;

в) для фрезерных – размеры рабочей поверхности B × L и ход H стола.

Рабочие характеристики определяют допустимые режимы обработки на станках при выполнении процесса резания и могут представлять собой кинематические и силовые параметры.

Рабочими кинематическими параметрами, определяющими производительность станка, являются:

а) число диапазонов регулирования частот вращения шпинделя z_n;

б) предельные n_min и n_max и промежуточные n_i частоты вращения шпинделя.

Рабочим силовым параметром является мощность электродвигателя привода главного движения N_эυ, определяющая возможность применения станка для чистовой или черновой обработки.

Определение основных технических характеристик станка необходимо производить, исходя из обеспечения возможности его работы в разнообразных условиях при обработке различных материалов соответствующими режущими инструментами. Скорости резания υ должны изменяться в широком диапазоне с целью получения более выгодных режимов резания при выполнении разнообразных операций. Учитывая тенденции дальнейшего совершенствования и развития процессов резания и технический прогресс в области режущих инструментов, нужно иметь достаточные резервы повышения режимов обработки.

3.2. Расчет и обоснование режимов резания

Расчет режимов резания следует выполнять с целью получения их оптимальных значений на основании анализа физико-механиче-ских свойств материалов заготовок и размеров обрабатываемой детали, установив характерные операции и параметры режущих инструментов. Подачи, скорости, силы и эффективные мощности резания рассчитываются по эмпирическим формулам теории резания или выбираются по нормативным таблицам режимов обработки резанием. Выбрав оптимальную глубину резания t, определяют оптимальные предельные значения подач s_min и s_max и, задавшись соответствующим периодом стойкости инструмента T, предельные оптимальные значения скоростей резания υ_min и υ_max, а затем – мак-симальные силы резания P_x, P_y, P_z и максимальную эффективную мощность резания N_υ.

Для сокращения затрат времени на выполнение курсового проекта и с учетом его учебного характера в задании могут быть указаны некоторые исходные проектные параметры станка, такие как предельные частоты вращения шпинделя и максимальная эффективная мощность резания, на основании которых определяются основные технические характеристики. В этом случае производится анализ обрабатываемых заготовок и применяемых режущих инструментов на станке, устанавливаются и обосновываются операции, для которых заданы предельные режимы резания и максимальные силовые параметры. Затем из условия обеспечения оптимальных режимов обработки уточняются и корректируются проектные характеристики главного привода.

Максимальные скорости резания υ_max наиболее вероятны при обработке мягких сталей твердосплавным инструментом с малыми сечениями стружки, а минимальные υ_min – при обработке легированных сталей и твердых чугунов.

Для токарных операций υ_max соответствует продольному точению резцом с твердосплавной режущей частью типа ТК с наименьшими глубиной резания и подачей при наименьшей стойкости Т = 30 мин, а υ_min – c наибольшей глубиной резания и подачей, резцом с режущей частью из быстрорежущей стали при стойкости Т = 60 мин.

Для сверлильных операций υ_max определяется при сверлении с наименьшими диаметром сверла и подачей, а при расчете υ_min – c наибольшими их значениями. Максимальное значение скорости резания сравнивается с допустимыми скоростями резания при выполнении других работ на станке.

Для фрезерных операций υ_max соответствует фрезерованию минимальным диаметром фрезы с твердосплавной режущей частью при минимальных стойкости, глубине резания и подаче на зуб фрезы и наименьшей ширине фрезерования. При определении υ_min принимают: материал режущей части фрезы – быстрорежущая сталь, диаметр фрезы и стойкость – наибольшие, а глубина резания, подача на зуб фрезы и ширина фрезерования – максимальные.