- •Введение
- •1.2 Содержание и оформление расчетно-пояснительной записки
- •1.3 Исходные данные для проектирования
- •1.4 Техническая характеристика станка
- •2 Задание на модернизацию
- •2.1 Патентно-информационные исследования
- •2.2 Направления патентных исследований
- •3 Схемотехническое проектирование привода
- •3.1 Определение скоростных параметров электромеханического привода
- •3.2 Компоновка механического привода
- •3.3 Графоаналитическое проектирование привода
- •3.3.1 Графоаналитический расчет привода
- •3.3.2 Проектирование привода с многоскоростным электродвигателем
- •3.3.3 Проектирование привода сложенной структуры.
- •3.3.4 Проектирование привода с бесступенчатым регулированием частот вращения
- •3.3.5 Особенности проектирования привода подач
- •4 Конструирование модернизируемого узла
- •4.1 Расчет и конструирование коробки передач
- •4.2 Зубчатые передачи
- •Окружное усилие на колесе Ft2 будет осевой силой Fa1 для червяка
- •4.3 Валы и оси
- •4.3.1 Силы, нагружающие валы цилиндрических
- •4.3.2 Силы, нагружающие валы конических передач
- •4.3.3 Сила, нагружающая валы ременных
- •4.3.4 Силы, нагружающие валы червячных передач
- •4.3.5 Сила, нагружающая валы от муфт
- •4.3.6 Проектный расчет валов
- •5 Шпиндельный узел
- •6 Проектирование привода подач
- •6.1 Передача ходовой винт-гайка скольжения
- •6.2 Передача винт-гайка качения
- •6.2.1 Проектный расчет швп
- •6.3 Гидростатическая передача винт-гайка
- •7 Направляющие
- •7.1 Конструкции направляющих и
- •7.2 Расчет направляющих скольжения с полужидкостной смазкой
- •7.3 Расчет направляющих качения без циркуляции тел
- •7.4 Расчет направляющих с циркуляцией тел качения
- •Принципы и методы повышения точности станка
- •Общие положения и методы оценки точности при модернизации
- •8.2 Критерии оценки качества станков при модернизации
- •Заключение
- •Список литературы
- •3 94026 Воронеж, Московский просп., 14
2 Задание на модернизацию
В техническом задании на проект указываются конкретный объект модернизации станка и направление поиска конструктивного решения, например:
модернизировать шпиндельный узел станка с повышением скоростного параметра привода;
модернизировать коробку скоростей станка с повышением к.п.д. привода;
модернизировать тяговый механизм подачи с повышением точности позиционирования и плавности перемещения стола (суппорта);
модернизировать привод подачи с разработкой индивидуальных приводов по осям х, y и др.
Допускается изменение тематики проекта по индивидуальным заданиям.
2.1 Патентно-информационные исследования
Патентный поиск проводится для освоения студентами навыка постановки задачи и определения направления поиска технических решений улучшающих показатели модернизируемой части станка.
Патентные исследования выполняются на основе анализа авторских свидетельств России и патентов США, Германии, Англии, Франции по следующим основным классам международной классификации изобретений и патентов:
класс В4, В13, В21, В23, В29, В39;
класс С1, С9, С19, С33;
класс F16,
класс Н3, Н25, Н55, Н57;
класс Q1, Q3, Q5, Q7, Q16;
класс G 5 и другие.
Перечень классов охватывает изобретения в различных областях машиностроительного и станкостроительного производств. В них представлены элементы или комплекс технических решений как станков в целом, так и отдельных механизмов и деталей.
Помимо в патентных исследованиях должна использоваться современная техническая информация по достижениям и разработке новых конструкций станков и оборудования, публикуемая в специальной технической литературе.
В частности, в реферативных научно – технических журналах «Технология машиностроения», «Технология и оборудование механосборочного производства», «Проблемы машиностроения и автоматизации». ООО «Рубикон» г. Ижевск выпускает иллюстрированный каталог на СD «Станки металлорежущие». Сайт каталога WWW. stanki. udm. ru и др.
Найденные технические решения анализируются с точки зрения возможности применения в разрабатываемой конструкции, выявляются достоинства и недостатки, вносятся свои предложения и формируются основные условия применения.
2.2 Направления патентных исследований
При модернизации с целью повышения точности привода главного движения рекомендуется проводить патентный поиск по усовершенствованию конструкций шпиндельных узлов (ШУ), а именно: усовершенствование способов получения и регулировки натяга подшипников; изменение конструкции опор; улучшение условий сохранения смазки за счет использования более совершенных уплотнений; применение демпфирующих устройств, снижающих вибрацию ШУ; тензометрирование ШУ для адаптивного управления режимов резания; изменение конструкции ременной передачи (ремни, натяжные устройства и др.); применение водяного или воздушного охлаждения шпинделя или гильзы ШУ и др.
Повышение точности механизма подачи может осуществляться: при использовании охлаждения ходового винта через канал, проходящий внутри винта; изменением конструкции направляющих, например, замена направляющих скольжения на гидро- или аэростатические, или комбинированные с направляющими качения; использованием покрытий, снижающих трение и повышающих плавность хода; изменением системы смазки. Повысить точность позиционирования стола, суппорта, каретки шпиндельной бабки и др. можно усовершенствованием конструкций опор ходового винта и конструкции гайки, например: замена пары винт-гайка скольжения на винт-гайку качения или на гидростатическую пару. Повысить точность обработки можно использованием в механизмах подач датчиков регистрирующих статические и динамические характеристики процесса резания для диагностики и управления процессом резания. В станках с зубчато-реечным механизмом подачи повысить точность позиционирования и плавность хода рабочего органа можно, в частности, заменой на червячно-реечный механизм скольжения или гидростатический и др.
При модернизации станка с целью повышения производительности станка основное направление поиска проведения патентных исследований это повышение КПД приводов станка, которое можно осуществить: сокращением кинематических цепей приводов за счет использования комплектных регулируемых электроприводов, или заменой регулируемого электропривода с двух-трех диапазонной коробкой скоростей на мотор-редуктор, или на мотор-шпиндель. Повышение производительности можно достигнуть: увеличением скоростной характеристики привода с одновременным усовершенствованием конструкции опор шпинделя или ходового винта и системы смазки; усовершенствованием устройства ориентации шпинделя или механизмов управления частотой вращения шпинделя.
Значительное повышение производительности станка происходит при изменении конструкции приводов подач в направлении усовершенствования электропривода, например, при замене обычных электродвигателей постоянного или переменного тока на линейные, исключающие механические преобразователи движения, при этом величина рабочих подач доходит до 30 м/мин, а быстрых до 120 м/мин.
Повышению к.п.д. станка и, следовательно, производительности способствует:
- улучшение системы смазки коробок скоростей и подач (например, замена системы смазки заливом в картер на централизированную импульсную смазочную систему с аэрозольной подачей смазочного материала в зубчатые приводы станка);
- усовершенствование конструкции зубчатых соединений и способа установки зубчатых колес на валах;
- улучшение конструкций опор валов коробок передач, способов их установки и защиты от загрязнения и др.
Повышению производительности способствует:
- использование системы охлаждения с подачей СОЖ через инструмент;
- использование многоместных инструментальных магазинов;
- усовершенствование конструкции инструментальных магазинов для сокращения временного цикла.
По результатам патентных исследований определяется направление модернизации конкретных механизмов станка базовой модели.