7)
де nV - показник ступеня;
? В - межа міцності, МПа.
Для обробки заготовок з кіркою Kпv=0,8.
При обробці стали твердим сплавом Т15К6 Kиv=1.
Тоді KV=1,2? 0,8? 1=0,96.
Тоді швидкість різання:
м/хв.
Приймаємо стандартну частоту обертання n=400 хв - 1, тобто дійсна швидкість різання V=201 м/хв.
Окружна сила різання при фрезеруванні визначається за формулою:
(4.8)
Поправочний коефіцієнт на якість оброблюваного матеріалу кmp визначимо за формулою:
, (4.9)
Значення коефіцієнта CР і показників ступеня: CР=825, x=1, y=0,75, q=1,3, u=1,1, w=0,2.
Тоді окружна сила дорівнює:
Н
Виходячи з досвідчених даних співвідношення між складовими сили різання Py: Pz=1: 2 [6]. Тоді Py=Pz/2=+2062 Н.
Тоді сумарна сила різання:
(4.10)
Зобразимо схему навантаження шпинделя, замінивши підшипники опорами (рисунок 4.2).
Малюнок 4.2 - Схема навантаження шпинделя
Визначимо реакції, що виникають в підшипникових опорах.
Складемо рівняння моментів щодо опори В:
SМВ=RA? l-P ?? (l + a)=0,
Складемо рівняння рівноваги на вертикальну вісь Z:
SF=RB + RA -P? =0=P? -RA=4611-5533=- 922 H.
Передня опора являє собою роликовий радіальний дворядний підшипник з короткими роликами діаметром d=120 мм. Радіальна жорсткість jA=1600 Н/мкм (16? 105 Н/мм).
Задня опора комплексна, що складається з двох кулькових радіально-наполегливих підшипників, які являють собою дві умовні опори. Сила попереднього натягу FH=890 H [1].
Визначимо жорсткість задньої опори.
Осьова жорсткість комплексної опори [1]:
(4.11)
де fн - сила натягу, Н;=3 - коефіцієнт, що враховує компоновку опор.
, (4.12)
де z=15 - число тіл кочення в підшипнику;
a - фактичний кут контакту в підшипнику, що змінюється під дією попереднього натягу, град; Ш=20 - діаметр кульки, мм.
Тоді осьова жорсткість опори:
Радіальна жорсткість комплексної опори:
, Н/мм, (4.13)
де ja - осьова жорсткість опори, Н/мм; - коефіцієнт, що характеризує розподіл навантаження між тілами кочення і залежить від співвідношення між силою натягу і радіальної навантаженням в опорі:
Приймаємо k4=0,71.
Тоді
Н/мм.
Радіальне переміщення переднього кінця шпинделя визначається за формулою [1]:
d=d1 + d2 + d3 + d4, мм (4.14)
де d1 - переміщення, викликане вигином тіла шпинделя, мм;
d2 - переміщення, викликане піддатливістю опор, мм;
d3 - зрушення, викликаний защемляють моментом, мм.
d4 - переміщення, викликане піддатливістю контакту між кільцями підшипника і поверхнями шпинделя і корпусу, мм.
Так як складова d4 має невелике значення, у розрахунках її враховувати не будемо.
Так як приводний елемент розташований між передньою і задньою опорами шпинделя, пружне переміщення переднього кінця шпинделя з урахуванням защемляють моменту в передній опорі визначається за формулою [1]:
(4.15)
де Е=2,1? 105 МПа - модуль пружності матеріалу шпинделя;
e=0,5 - коефіцієнт защемлення в передній опорі; - середнє значення осьового моменту інерції перерізу консолі, мм4; - середнє значення осьового моменту інерції перерізу шпинделя в прольоті між опорами, мм4.
Визначимо осьові моменти інерції:
мм4, (4.16)
де d2=120 мм - діаметр шпинделя в передній опорі;=65 мм - діаметр отвору в шпинделі.
мм4, (4.17)
де d1, d2- зовнішній і внутрішній діаметри шпинделя в задній опорі, мм.
d=6 мкм? [d]=20 мкм - умова виконується.
Кут повороту в передній опорі
(4.18)
? А=0,000018 радий lt; [? А]=0,001 радий.
Отже, жорсткість шпиндельного вузла забезпечується.
.3 Розрахунок шпинделя на вібростійкість
Наближений розрахунок власної частоти шпинделя, що не має великих зосереджених мас, можна проводити за формулою [7]:
, с - 1, (4.19)
де m - маса шпинделя, кг;
- відносне відстань між опорами:
- коефіцієнт, залежить від l.
Визначимо масу шпинделя:
де d - діаметр шпинделя, мм; - діаметр отвору в шпинделі, мм; - довжина шпинделя, мм;
?- Щільність матеріалу шпинделя, кг/м3.
Гц.
? с=490 Гц gt; [? з]=250 Гц [7]
Отже, отримана частота власних коливань задовольняє вимогам до даного типу верстатів.
5. ПРИЗНАЧЕННЯ системи змащування СТАНКА
Уважне ставлення до ...
