2. Определение основных технических характеристик привода

2.1. Выбор базовой модели станка

Студенту в задании на проектирование привода станка задаются следующие данные:

• тип станка;

• вид привода;

• эффективная мощность резания N_Э, кВт;

• число ступеней частот вращения шпинделя Z;

• минимальная частота вращения шпинделя n_min, об/мин;

• знаменатель геометрического ряда φ частот вращения привода.

Студент начинает работу над курсовым проектом с выбора базовой модели станка. Модель должна принадлежать той же группе станков, что и тип станка по заданию.

В качестве критерия выбора базового станка являются область применения базового станка и уровень автоматизации. Главными приводами со ступенчатым регулированием частоты вращения шпинделя оснащают автоматизированные редко переналаживаемые станки, работающие в массовом производстве, и неавтоматизированные станки с ручным управлением. Такие приводы просты, компактны, имеют высокий КПД, долговечны. Однако они не применяются для станков с ЧПУ, так как не всегда обеспечивают требуемую частоту вращения шпинделя (регулирование частоты ступенчатое) и не позволяют оптимально регулировать скорость резания в процессе выполнения цикла обработки.

Мощность привода базового станка должна быть близкой к мощности заданной в задании.

Базовый станок можно выбрать в литературе по станкам, в атласах станков, каталогах машиностроительного оборудования и, наконец, в сети Internet на сайтах заводов производителей.

2.2. Определение частот вращения шпиндельного вала

Частоты вращения шпинделя n₁ = n_min, n₂, n₃, ... , n_z = n_max образуют отрезок геометрического ряда со знаменателем φ. Число ступеней частот – Z.

Основные зависимости геометрического ряда, члены ряда:

n₁; n₂ = n₁·φ, n₃ = n₁·φ²,..., n_z =n₁·φ^Z-1, (2.1)

диапазон регулирования привода:

, (2.2)

число ступеней частоты вращения шпинделя:

,

знаменатель геометрического ряда:

,

Из основных зависимостей следует, что геометрический ряд частот вращения шпинделя может быть построен, когда исходными данными является:

1) n₁, φ, Z; 2) n₁, n_z, Z; 3) n₁, Z, R; 4) n₁, φ, R.

Стандартные знаменатели геометрического ряда: φ=1,06 – имеет вспомогательное значение, при проектировании станков применяется редко; φ=1,12 – применяют при проектировании автоматов и тяжёлых станков, когда важна точная настройка на заданный режим резания; φ=1,26 и φ=1,41 – применяют при проектировании универсальных токарных, сверлильных, фрезерных и других станков; φ=1,58 и φ=1,78 – применяют при проектировании станков, обработка на которых не требует точной настройки на режим резания из-за большого вспомогательного времени; φ =2 – имеет вспомогательное значение.

Рекомендуемые диапазон регулирования главного привода станков разных групп и числа ступеней частот вращения шпинделя приведены в табл. 2.1. Ряды частот вращения стандартизированы (см. приложение табл.1).

Таблица 2.1 Значения R и Z для станков с вращательным главным движением
Группа станков	R	Z
Токарные средних размеров	40…100	12…24
Карусельные	25…40	9…18
Токарно-револьверные автоматы:
одношпиндельные	20…60	12…18
многошпиндельные	10…30	–
Фасонно-отрезные и фасонно-продольные	4…20	–
Патронные и револьверные полуавтоматы	15…30	9…12
Радиально-сверлильные	8…16	4…9
Фрезерные горизонтальные и вертикальные	20…100	12…36