Розрахунок вихідних даних

Діаметри обробки

Згідно [1, ф.1.1-1.2, с.4] для токарних верстатів найбільший та найменший діаметри обробки визначаються так:

;;

де мм - висота центрів верстата.

Оскільки мм, то згідно рекомендацій [1, п.1.1, с.4] застосовуємо менші коефіцієнти у вищенаведених формулах:

(мм) ;

(мм) ;

Глибина різання

Згідно [1, ф.1.10-1.12, с.5] для токарних верстатів найбільша та найменша глибина обробки визначається так:

;

(мм) ;

де -для чавуну та бронзи,- для сталі;

= 1250 мм - міжцентрова відстань (що задана за умовою)

Тоді для сталі:

(мм) ;

(мм) ;

Для чавуну та бронзи:

(мм) ;

(мм) ;

Отже, максимальне і мінімальне значення глибини різання:

мм ; мм ;

Подача

Згідно [1, ф.1.19-1.20, с.7]:

(мм/об) ;

(мм/об) ;

Швидкість різання

Згідно [1, ф.1.25, с.8]:

;

Максимальна швидкість різання розраховується для чистового точіння при:

- найменшій глибині різання мм ;

- стійкості РІ Т = 60 хв;

- коефіцієнті = 340 для твердого сплаву за [4, табл.17, с.269];

- коефіцієнті = 1;

- показниках ступеню для твердого сплаву за [4, табл.17, с.269]: ;

- подача рівнамм/об;

(м/с);

Мінімальна швидкість різання розраховується при:

- найбільшій глибині різання мм ;

- стійкості РІ Т = 60 хв;

- коефіцієнті = 56 для швидкорізальної сталі за [4, табл.17, с.269];

- показниках ступеню для швидкорізальної сталі за [4, табл.17, с.269]: ;

- подача рівна мм/об ;

(м/с);

Частоти обертання шпинделя

Визначаються згідно [1, ф.1.26-1.27, с.9]: ;

(об/хв);

(об/хв).

Головна складова сили різання

Згідно [1, ф.1.31, с.10]: , де

-коефіцієнт для твердого сплаву за [4, табл.22, с.273];

- показники ступеню за [4, табл.22, с.273];

мм - найбільша глибина різання при чорновій обробці ;

мм/об - подача при чорновій обробці ;

м/с - швидкість різання при чорновій обробці;

- коефіцієнт для умов чорнової обробки згідно [1, с.10];

(Н);

Потужність

Ефективна потужність двигуна згідно [1, ф. 1.32, с.10]:

(кВт);

Потужність холостого ходу верстата згідно [1, с.11]:

(кВт);

Необхідна потужність електродвигуна згідно [1, ф. 1.33, с.10]:

(кВт), де

- коефіцієнт, який враховує потужність, що витрачається на рух подачі.

Розрахунок кількості швидкостей:

Діапазон частот обертання шпинделя:

Знаменник ряду:

Кількість ступенів регулювання згідно [1, ф. 2.1, с.12]:

, приймаємо

(Умови оптимізації: Р₁  Р₂  Р₃ ; Х₁  Х₂  Х₃ )

1) Z = 4₁ 2₄ 2 ₈ = 16 4) Z = 4₁ 2₈ 2 ₄ =16

2) Z = 2₄ 4 ₁ 2₈ =16 5) Z = 2₄ 2₈ 4 ₁ =16

3) Z = 2₈ 2₄ 4₁ =16 6) Z = 2₈ 4₁ 2₄ = 16

Приймаємо: Z = 4₁ 2₈ 2 ₄ = 16

2. Картина обертів коробки подач

Структурна формула коробки подач – Z=4₁ 2₈ 2₄ =16

1. Підготовка матриці картини “вали – оберти”:

а) вертикально наносимо вісі валів: вісь шпинделя;

I –вхідний вал; II, III – проміжні вали; IV – вихідний вал;

б) креслимо горизоитально на рівній відстанні лінії вихідних обертів від мініманих до максимальних, відповідно до розрахункової кількості ступінів коробки та заданими мінімальними обертами;

в) на вихідному валу (вал IV) – наносимо впорядкований ряд обертів за ознакою арифметичної прогресії зі знаменниками в піддіапазонах _і =2^{(n – 1)} ₀ (₀= 0,0125), починаючи з мінімальних. Мінімальні оберти вихідного вала КП залежать від найменшого проектного шагу різі. Зазвичай, мінімальльний проектний шаг нарізання різей може бути 0,5; 0,75; 1,0 мм., в цьому випадку мінімальні вихідні оберти КП складуть відповідно 0,05; 0,075 або 0,1 оберти (при t_гв =10 мм ) або 0,042 чи 0,0833 оберти (при t_гв =12 мм).

На вході коробки (вал I) перевагу віддаємо 0,4 або 0,5 оберта вхідного вала на один оберт шпинделя. Такі оберти дають можливість при необхідності розширити діапазон подач, підвищуючи або знижуючи вдвічі оберти вхідного вала (до 0,8 або 1,0 оберта або знижуючи до 0,2 або 0,25 оберта на один оберт шпинделя).

2. Відповідно до вибраного або зданого варіанту структури КП, проектується нижня обмежувальна лінія з передатних відно-шень множних груп (і_мн=1\2; 1\1 або 2\1) та найменшого передатного відношення основної групи (і_{мін(осн)})

Передатне відношення основної групи (і_осн=n_{мін(осн)}\n_вх) визначають по таблиці 4.2.2 (колонка-3).В таблиці наведено декілька варіантів передатних відношень основної групи. Перевага за тим варіантом, при якому менша динаміка зростання крутного моменту на ведомому валу. Наприклад, при вхідних обертах коробки подач n_вх =0,5 об., мінімальні оберти ведомого вала основної групи можуть бути (поз.5) n_{мін(осн)}=0,2 об.; (поз.6) n_{мін(осн)} = 0,4 об.; (поз.11) n_{мін(осн)} =0,1 об.

Перевага за тим варіантом, при якому менша динаміка зростання крутного моменту на ведомому валу. Наприклад, при вхідних обертах коробки подач n_вх =0,5 об., мінімальні оберти ведомого вала основної групи можуть бути (поз.5) n_{мін(осн)}=0,2 об.; (поз.6) n_{мін(осн)} = 0,4 об.; (поз.11) n_{мін(осн)} =0,1.

Віддаємо перевагу поз.6, бо в цьому випадку крутний момент на ведомому валу збішиться на 25%, тоді як на 5-й та 11-й позиціях – відповідно в 2,5 і 5 разів.

3. Проектують нижнню граничну лінію картини обертів.

Виходячи з вибраного по таблиці 4.2.2 оптимального варіанту основної групи (поз.6) , оберти ведомого вала в цій групі скла-дуть: n_{мін(осн)} =0,4 об.; n ₂ =0,5 об.; n ₃ =0,6 об.; n_4(нб) =0,7 об.,

Звідси передатні відношення відповідно будуть:

і_1(осн)=4\5; і_2(осн) =5\5=1\1; і_3(осн) =6\5=3\2; і_4(осн)=7\5.

З точки вхідних обертів n_вх =0,5 об. наносимо промені пере-датних відношень основної групи.

Передатне відношення двох множних груп сладе і_∑ =^-8. Розподіляємо: I група - і_(мін)I = ^-4; II група - і_{(мін) II} =^-4.

З точки обертів вала II n ₂ =0,5 об. наносимо промені передатних відношень і_(мін)I = ^-4 та і_{(мін) II} =^-4 і одержуємо нижню граничну лінію картини обертів.

4. Промені інших передатних відношень зубчастих передач наносять відповідно до характеристик груп.