підшипниками задньої опори, прогини в передній опорі все одно на порядок вище за великих сил, виникають на торці шпинделя при фрезеруванні.
15. Розрахунок жорсткості шпинделя
Радіальне переміщення переднього кінця шпинделя:
;
де - переміщення, викликане вигином тіла шпинделя;
- переміщення, викликане податливістю (нежорсткими опор);
- переміщення, викликане зсувом від дії поперечних сил.
В
Малюнок 15.1 - Переміщення переднього кінця шпинделя
Застосуємо відомі формули опору матеріалів та нехтуючи величиною, яка для реальних розмірів шпинделів, що мають центральне отвір, не перевищує 3-6 відсотків, запишемо:
В
де Е - модуль пружності матеріалу шпинделя, Е = 2 В· Па;
- осьові моменти інерції перерізу шпинделя відповідно на консольної частини і між опорами;
В В
і - відповідно податливість передньої і задньої опор шпинделя;
В
В
- коефіцієнт, що враховує наявність в передній опорі защемляють моменту, = 0,1 .... 0,2. Приймаються = 0,5;
а - довжина вильоту (консольної частини) шпинделя, а = 60 мм;
l - відстань між опорами шпинделя, використовуючи програму приймаємо оптимальне l = 250 мм;
F = Pу = 1291,5 Н.
В
Визначимо сумарний кут повороту від статичної та динамічного навантаження:
.
Таким чином при діаметрі фрези 22мм і глибині шпоночно паза 9мм, даний ШУ може застосуються на даному фрезерному верстаті при обробці шпонкового паза, виходячи з допуску на глибину паза шпони, поглиблення (відведення) осі фрези при фрезеруванні не повинен перевищувати, в даному випадку поглиблення складе:
, що менше допустимого значення.
16. Динамічний розрахунок шпиндельного вузла
Для отримання частотних характеристик шпиндельного вузла розіб'ємо його на ділянки і розрахуємо їх осьові моменти інерції і масу:
В
Малюнок 16.1 - Креслення вузла шпинделя
В
Малюнок 16.2 - Розбиття шпиндельного вузла на ділянки
Використовуючи пакет КОМПАС-3D V8 і 3D модель даного вузла розрахуємо необхідні параметри:
В В В В В
Жорсткість Cr і коефіцієнт демпфірування h опор (згідно пункту 15):
Cr1 = 635000 Н/мм
Cr2 = 508000 Н/мм
В
де - відносне розсіювання енергії на кульковою радіально-впертій здвоєною опорі; - відносне розсіювання енергії на роликовій радіально здвоєною опорі; а = 60 мм - виліт; l = 250 мм - межопорное відстань h1, 2 = 0,11
Отримані дані заносимо в програму і на підставі нижчеперелічених формул отримуємо графіки частотних характеристики вузла. Передавальна функція УС шпинделя
В В
В
Малюнок 16.3 - Графіки амплітудно-частотних характеристик
В
Таким чином власна частота 90 с-1, що входить до інтервал 63-117рад/с робочої частоти шпиндельного вузла, тому використовувати цю частоту обертання шпинделя і близькі до неї не рекомендується. Для цього слід збільшити робочу частоту приводу.
Висновок
У курсовій проект досліджений технологічний процес обробки деталі в неавтоматизованому виробництві, проведений синтез і аналіз двох компонувань автоматичних ліній, обраний найбільш раціональний варіант автоматичної лінії за критерієм забезпечення заданої продуктивності і мінімуму приведених витрат, розроблена циклограма роботи обраного варіанту автоматичної лінії.
Також була спроектована верстатне система на базі шпоночно-фрезерного верстата. Спроектовано шпиндельний вузол даного верстата. Зроблено динамічний розрахунок шпиндельного вузла, режимів і потужності різання, в умовах фрезерування даного шпоночно паза.
Список літератури
1. Довідник технолога машинобудівника. У 2-х т. Т2/Під. ред. А.Г. Косилової і Р.К. Мещерякова 4-е изд-. М.: Машинобудування, 1985.-496с. p> 2. Методичні вказівки з виконання курсових робіт з дисципліни В«Теорія проектування автоматизованих верстатних комплексів В»№ 774.Сост.: Л.П. Калафатова, А. Д. Молчанов Донецьк ДонНТУ 2003. 47с. p> 3. Шаумян Г.А. Комплексна автоматизація виробничих поцессов.-М.: Машинобудування, 1987. -288с. p> 4. Ануров В.І. Довідник конструктора-машинобудівника В 3-х т. Т1./Під. Ред. І.М. Жесткова: М. Машинобудування 2001.-920с. br/>
