
- •Ю.Н. Гондин, в.А. Колюнов, б.В. Устинов
- •Содержание
- •Опорный конспект лекций
- •1. Основные этапы конструирования станков
- •2. Определение основных технических характеристик станка
- •2.1. Определение предельных значений частот вращения шпинделя и предельных значений подач
- •Скорости резания, допускаемые станками и инструментом, в м/мин
- •Значения Rs и zs
- •2.2. Предварительное определение мощности электродвигателя
- •3. Разработка кинематической схемы
- •3.1. Выбор типа привода
- •3.2. Компоновка привода главного движения
- •3.3. Выбор типа последней передачи
- •Рекомендуемые значения окружных скоростей
- •3.4. Кинематические расчеты коробок скоростей
- •3.4.1. Множительные структуры коробок скоростей
- •Тогда передаточное отношение передач, согласно графику, будет
- •Ряды предпочтительных чисел коробок скоростей
- •Структуры коробок скоростей в зависимости от количества скоростей в приводе
- •3.4.2. Коробки скоростей с бесступенчатым регулированием
- •3.4.3. Коробки скоростей со сложенной структурой
- •Со сложенной структурой
- •3.4.4. Особые множительные структуры
- •Характеристиками передач
- •Частоты вращения вала электродвигателя при и
- •3.5. Особенности кинематического расчета коробок подач
- •И график частот вращения (б)
- •4. Компоновки станков
- •Консольного (I) и бесконсольного (II) фрезерных станков:
- •4.1. Структурный анализ базовых компоновок
- •Компоновке узлов токарного станка
- •Ограничивающих условий
- •4.2. Установление и фиксация взаимосвязи отправных позиций проекта общего вида станка
- •5. Шпиндельные узлы станков
- •5.1. Конструкции шпиндельных узлов на подшипниках качения
- •Основные типы концов шпинделей
- •Точность и быстроходность шпиндельных узлов на разных опорах
- •Границы применимости различных методов смазывания
- •Рекомендуемые для шпинделей марки стали и методы упрочнения
- •Коническом двухрядном в передней опоре
- •В передней опоре
- •Рекомендуемые классы точности подшипников качения для шпинделей станков
- •5.2. Конструкции шпиндельных узлов на подшипниках скольжения
- •Масляными клиньями
- •Рекомендуемые для шпинделей с опорами на подшипниках жидкостного трения марки стали и методы упрочнения
- •5.3. Алгоритм проектирования шпиндельного узла
- •Допустимые значения температуры нагрева наружного кольца подшипника качения в с
- •Выбор типа опор в зависимости от основных параметров шпиндельного узла
- •Приводные элементы шпиндельных узлов в зависимости от класса точности станка
- •6. Проектирование привода главного движения станка
- •С трехступенчатой коробкой скоростей
- •(С прямозубыми передачами)
- •6.1. Устройства для соединения вала двигателя с первым валом коробок скоростей
- •Материал шкивов
- •Геометрические параметры зубчатых ремней
- •Ширина ремня в зависимости от модуля
- •6.2. Передачи зацеплением
- •Характеристика зубчатых колес
- •6.3. Валы
- •Рекомендуемые для силовых зубчатых колес (цилиндрических и конических) марки стали и методы упрочнения
- •Требования к твердости валов и рекомендуемые марки стали и методы упрочнения
- •6.4. Специфика расчета передач коробок скоростей
- •На шпинделе от частоты вращения n
- •Здесь DиDсвыражены в метрах, аС1– в килограммах.
- •6.5. Механизмы переключения коробок скоростей
- •7. Базовые детали и направляющие
- •7.1. Конструктивные формы базовых деталей и материалы
- •7.2. Расчет базовых деталей
- •Значения коэффициентов k1 и k2 в зависимости от расположения перегородок в станине
- •7.3. Конструкция направляющих станков и их расчет
- •Конструктивные схемы направляющих
- •8. Фундаменты станков
- •Факторы, определяющие выбор способа установки станков, обеспечивающего их нормальную работоспособность
- •8.1. Рекомендации по установке станков нормальной точности на фундаменты
- •Высота фундаментов под металлорежущие станки нормальной точности массой до 30 т (сНиП II-б.7-70)
- •8.2. Расчеты фундаментов
- •Характеристики прочности и жесткости грунтов
- •9. Контроль знаний Контрольные вопросы
- •Задачи к экзаменационным билетам
- •Глоссарий
- •Список литературы
9. Контроль знаний Контрольные вопросы
Техническая документация проектов.
Основное содержание технического задания.
Понятие конструирование.
Основные этапы конструирования станков.
Основные этапы конструирования станочных узлов.
Основные требования, предъявляемые к проектируемым станкам.
Обоснование технической характеристики станков.
Расчет диапазона регулирования частот вращения шпинделя привода главного движения.
Расчет диапазона регулирования подач.
Расчет мощности электродвигателя привода главного движения.
Предварительный расчет тягового усилия в приводе подач.
Расчет мощности двигателя привода подач.
Обоснование выбора типа двигателя привода подач.
Множительные структуры коробок скоростей.
Сложенные структуры коробок скоростей.
Особые множительные структуры коробок скоростей.
Коробки скоростей с бесступенчатым регулированием частоты вращения шпинделя.
Обоснование выбора оптимального варианта структурной формулы привода главного движения.
Графическое изображение множительных структур коробок скоростей.
Графоаналитический метод кинематического расчета коробок скоростей.
Особенности кинематического расчета коробок подач.
Обоснование выбора приводных элементов шпинделя.
Структурный анализ базовых компоновок станков.
Основные элементы компоновок.
Проработка общего вида станка на базе оптимального варианта компоновки.
Требования, предъявляемые к шпиндельным узлам коробок скоростей.
Конструктивные схемы шпиндельных узлов.
Подшипники качения шпиндельных опор коробок скоростей.
Подшипники жидкостного трения (гидродинамические и гидростатические) шпиндельных узлов станков.
Подшипники с газовой смазкой (аэродинамические и аэростатические) шпиндельных узлов станков.
Основные виды расчетов шпиндельных узлов.
Материалы шпинделей станков.
Алгоритм проектирования шпиндельных узлов.
Основные элементы коробок скоростей станков.
Ременные передачи коробок скоростей станков. Разновидности, особенности расчета.
Разновидности присоединительных муфт в коробках скоростей станков. Особенности конструкции и расчета.
Конструкции валов коробок скоростей. Материалы. Особенности расчета.
Конструкция зубчатых колес коробок скоростей. Материалы. Особенности расчета.
Определение КПД привода коробки скоростей.
Понятие о расчетной частоте вращения шпинделя коробок скоростей станков.
Механизмы переключения коробок скоростей станков.
Базовые детали и направляющие металлорежущих станков.
Материалы базовых деталей.
Расчет базовых деталей станков.
Направляющие металлорежущих станков. Требования к ним. Конструктивные особенности.
Расчет направляющих скольжения на износостойкость по средним и наибольшим давлениям.
Фундаменты металлорежущих станков. Разновидности.
Способы крепления станков на фундаменте.
Рекомендации по установке станков нормального класса точности на фундаменты.
Расчеты фундаментов.
Задачи к экзаменационным билетам
В каждом экзаменационном билете помимо двух теоретических вопросов включено по одной задаче. В рассматриваемом разделе не представлено конкретное их содержание, а перечислена только основная тематика этих задач.
На основании конкретных исходных данных обосновать предельные значения частот вращения шпинделя коробки скоростей со ступенчатым регулированием (или значения подач для коробки подач) и множительной структурой, выбрать оптимальный вариант структурной формулы, построить структурную сетку.
По заданной структурной формуле построить график частот вращения (подач), а по нему кинематическую схему механизма (в основном для особых множительных структур).
По графику частот вращения написать структурную формулу привода и изобразить кинематическую схему.
Для заданной конструкции шпиндельного узла в зависимости от типа подшипников в опорах и их класса точности определить биение переднего конца шпинделя.
В зависимости от величины радиального биения переднего конца шпинделя и класса точности подшипника одной из опор определить класс точности подшипника другой опоры.
По заданной конструкции шпиндельного узла с указанием размеров и классов точности подшипников качения определить жесткость этого узла с учетом податливости его опор.
По заданной кинематической схеме коробки скоростей или подач в зависимости от составляющих усилий резания, веса стола (суппорта) станка с приспособлением и детали, а также формы сечения направляющих определить расчетное значение мощности приводного электродвигателя и привода главного движения или подач.
Для заданной формы компоновки станка (технологического модуля) написать несколько вариантов (3-4) структурных формул компоновок с сохранением состава движения базовой компоновки. Изобразить варианты их схем.