Дипломная работа: Совершенствование операции подготовки прутков круглого сечения к обработке на станках-автоматах
А 2 = 1159 мм2 – активная площадь поршня.
Принимаем противодействие в штоковой полости p 2 = 0,5 МПа.
Значение усилия, рассчитанное по формуле (2.8),
(Н).
Рабочее давление определяется на основе уравнения
, (2.9)
где F 1 – рабочее усилие, Н;
F = 3008,5 Н – сила на приводе.
Формула для определения рабочего давления имеет вид
. (2.10)
Значение рабочего давления, рассчитанное по формуле (2.10),
(МПа).
Рабочее усилие (усилие на штоке гидроцилиндра) рассчитывается по формуле
; (2.11)
(Н).
2.3 Разработка конструкции и расчет силовой головки
Силовая головка обеспечивает ускоренную рабочую подачу режущего инструмента в зону обработки и позволяет реализовать оптимальные скорости резания.
Силовая головка состоит из муфты 1 , крышек 2 , 4 , корпуса 3 , пиноли 5 , шпинделя 6 , фланцев 7 , 9 , втулок 8 , 12 , кронштейна 10 , плиты 11 , командоаппарата 50 , упора 51 , электродвигателя 52 , колец, гаек, винтов, болтов, шпилек, подшипников.
Вращение шпинделя 6 осуществляется электродвигателем 52 через муфту 1 , которая передает вращение через шлицевое соединение. Быстрое и медленное перемещение пиноли 5 с подшипниками обеспечивается гидросистемой. В начале цикла при подаче рабочей жидкости в правую канавку пиноль 5 вместе с подшипниками перемещается влево. Командоаппарат 50 отслеживает это перемещение. По окончании обработки подается сигнал на отвод. Жидкость подается в другую канавку, пиноль 5 возвращается в исходное положение.
Точность обработки на станке определяется в значительной мере точностью вращения шпинделя, передающего движение закрепленному в нем инструменту. В связи с этим к силовой головке предъявляются следующие основные требования:
1. Точность вращения – характеризуется биением переднего конца шпинделя. Для разрабатываемого специального станка для обработки фасок на прутках круглого сечения точность вращения назначается с учетом требуемой точности обрабатываемой на станке детали.
2. Жесткость – определяется правильностью положения шпинделя под действием рабочих сил. Слишком большие деформации шпинделя неблагоприятно отражаются на точности обработки и на работоспособности опор шпинделя и его привода.
Указанные требования обеспечиваются правильным выбором материала шпинделя.
Так как основным требованием для шпинделя является достаточная жесткость, зависящая от модуля упругости материала шпинделя. В связи с тем, что модуль упругости различных сталей практически одинаков, нет оснований применять для шпинделей легированные стали, поэтому в качестве материала для изготовления шпинделя в станке для обработке фасок используется среднеуглеродистая конструкционная сталь 45 с последующим улучшением (закалка высоким отпуском до твердости HRC 22-28).
Выбор конструкции шпиндельного узла.
В шпиндельном узле станка для обработки фасок на прутках круглого сечения одна опора делается плавающей, а другая жестко закреплена. При нагреве шпиндельного узла может произойти его удлинение, что повлечет за собой затяжку подшипника и его быстрый износ. Плавающая опора смещается вдоль оси шпиндельного вала и предотвращает заклинивание подшипника.
В зависимости от скоростного коэффициента выбирается тип подшипников и схема шпиндельного узла.
Скоростной коэффициент определяется по формуле
; (2.12)
где KV – скоростной коэффициент, зависящий от схемы шпиндельного узла;
d – диаметр под передней опорой, мм;