Разработка привода продольной подачи токарного станка

Привод продольной подачи токарного станка работает в следующих режимах: перемещение резца на расстояние l₀= к концу заготовки с максимальной скоростью V_max; черновое точение участка детали длиною l с усилием резанья F_р1, скоростью вращения шпинделя n₁ и подачей S₁; отвод резца к началу заготовки на максимальной скорости; работа поперечной подачи в течении t₀₁ c; чистовое точение участка детали длиною l с усилием резанья F_р2, скоростью вращения шпинделя n₂ и подачей S₂; отвод резца на расстояние l₀ от конца заготовки с максимальной скоростью V_max; замена обрабатываемой детали в течении t₀₂.

разгон, работа на холостом ходу в течении t_хх=2с, сверление отверстия D₁=10мм со скоростью n₁=390об/мин, подачей S₀=0,1 мм/об, на глубину Н=100мм, работа на холостом ходу в течении t_хх=2с, торможение, стоянка =20с, смена сверла, разгон и работа на холостом ходу в течении t_хх=2с, рассверливание отверстия до D₂=15мм со скоростью n₂=380об/мин, подачей S₀=0,1 мм/об, на глубину Н=100мм, работа на холостом ходу в течении t_хх=2с, торможение. Моменты инерциидвигателя J_дв=0,0018кг·м², номинальный момент М_н=4Н·м, и редуктора J_р=0,005кг·м², а также КПД η=0,7 и передаточное отношение i_р=7,1.

В качестве примера использованы сверла из стали. Остальные коэффициенты выбраны в зависимости от обрабатываемого материала из справочной литературы [2].

Расчет нагрузочной диаграммы

1.Расчет статических моментов

Момент сопротивления на валу шпинделя при сверлении и рассверливании до диаметра D₂ равен:

,

где D – диаметр отверстия, мм;

S₀ – подача, мм/об.

С_м, q_м, y_м, К_р - коэффициенты, зависящие от обрабатываемого материала и иных технологических факторов, определяется по справочникам.

Для рассматриваемого технологического процесса (коэффициенты определяются из справочника [2]):

С_м=0,0345, q_м=2, y_м=0,8, К_р=0,6.

Момент сопротивления на валу шпинделя.

При сверлении отверстия диаметром D₁:

При рассверливании отверстия до диаметра D₂:

Момент сопротивления на валу двигателя.

Так как нагрузка реактивная, то момент приводится по формуле:

Момент сопротивления при сверлении отверстия диаметром D₁ с учетом потерь:

Момент сопротивления при рассверливании отверстия до диаметра D₂ с учетом потерь:

Момент электропривода на холостом ходу можно оценить следующим образом:

, тогда

Принимаем

2.Расчет динамических моментов

Как правило, если технологическим процессом не оговорено обратное, при пуске приводов главного движения и приводов подач металлорежущих станков используют форсированный пуск, что обеспечивает наибольшую производительность станка. При этом задаются моментом двигателя исходя из перегрузочной способности двигателя ( ). Примем М_max=2M_н:

Согласно основному уравнению движения электропривода, динамический момент равен:

Следовательно динамические моменты равны:

При пуске:

При торможении: