Исследование показателей динамического качества САУ специализированного фрезерного станка с ЧПУ

Введение……………………………………………………………………….......5
1.Описание основных узлов и технические характеристики
специализированного фрезерного станка с ЧПУ.................................................6
2 График частот вращения шпинделя 11
3 Числа зубьев в передачах 18
4 Кинематическая схема привода главного движения 23
5 Эскизное оформление привода главного движения 24
5.1 Кинематические и силовые характеристики 24
5.2 Модули зубьев в передачах 25
5.3 Диаметры валов 27
5.4 Межцентровые расстояния между валами 30
5.5 Геометрические параметры зубчатых колес 31
5.6 Схема установки подшипников шпиндельного узла 33
6 Силовой расчет привода главного движения 35
6.1 Расчет валов на прочность 35
6.2 Расчет шпиндельного узла 41
6.3 Уточненный расчет опор шпинделя 43
6.4 Проверочный расчет зубчатых колес 46
7 Система автоматического управления приводом продольной подачи. 48
7.1 Математическая модель САУ 49
7.2 Переходные характеристики САУ 52
7.3 Динамические показатели качества САУ 83
Выводы по работе .................................................................................................99
Список использованных источников и литературы…………..………............100

Весь текст будет доступен после покупки

Повышение интенсивности работы современных металлообрабатывающих станков вызывает необходимость обеспечивать заданное качество обработки заготовок при высоком уровне производительности. Эта задача требует новых форм управления технологическими процессами, комплексной механизации и автоматизации производственных процессов. Основным путем решения этой задачи следует считать совершенствование и модернизацию металлообрабатывающего оборудования, в том числе за счет создания автоматизированных систем управления, обеспечивающих стабильность параметров технологического процесса (поддержание постоянных скоростей, усилий, мощностей и т. д.), а также высокое качество динамических характеристик приводов.
Одним из способов повышения точности обработки при сохранении или даже снижении трудоемкости является автоматизация металлообрабатывающего оборудования путем создания и внедрения САУ, обеспечивающих управление объектами и процессами в автоматическом режиме. Системы автоматического управления (САУ) доказали свою эффективность и нашли широкое применение в машиностроении. Важной задачей в любом используемом оборудовании является повышение показателей динамического качества САУ.

Весь текст будет доступен после покупки

Описание основных узлов и технические характеристики специализированного фрезерного станка с ЧПУ
Станок специализированный фрезерный с ЧПУ модели ФП-7МН предназначен для фрезерования (контурного и объёмного) по программе деталей сложной конфигурации из титана и труднообрабатываемых жаропрочных сплавов с использованием высокопроизводительного инструмента на повышенных режимах резания.
На станке можно фрезеровать плоскости, наружные и внутренние криволинейные контуры с постоянным углом наклона, образующие выпуклые и вогнутые поверхности двойной кривизны, а также сверлить, зенкеровать, растачивать и развертывать отверстия, нарезать резьбы.

Таблица 1 – Технические характеристики специализированного фрезерного станка с ЧПУ
Размеры рабочей поверхности, мм:
Длина
- ширина
3000
500
Программируемые перемещения по координатам, мм
- продольное (стола) Х
- поперечное (ползуна) У
- вертикальное (каретки) Z


3000
600
250
Мощность привода шпинделя, кВт 22
Скорость движения подачи по координатам
- Х ,Y мм/мин
- Z
-X,Y мм/мин (ускоренные)
0-1500
0-1200
2400
Частота вращения шпинделя, мин-1 18-3550
Масса станка, кг 15000
Отклонение от контура при чистовом фрезеровании концевой фрезой, мм
±0,1



Рисунок 1 – Общий вид станка

Специализированный фрезерный станок имеет три одновременно программируемых перемещения: Х - продольное стола; Y - поперечное ползуна; вертикальное фрезерной головки - Z. Управление перемещением рабочих органов станка осуществляется от устройства ЧПУ посредством электродвигателей постоянного тока с тиристорным управлением через редукторы подач и шариковые винтовые пары.
Обратная связь по всем трем приводам подач осуществляется посредством вращающихся трансформаторов BTM.1B, соединенных с валами приводных электродвигателей всех подач через пары точных зубчатых колес. Один оборот ВТМ-1В соответствует перемещению исполнительных органов станка на 2 мм по всем координатам.
Конструкция шпинделя станка предусматривает автоматизированный зажим инструмента. Зажим фрезы в конусе шпинделя выполняется с помощью тарельчатых пружин, а отжим - с помощью гидравлического цилиндра (см. рисунок 2).

































2 График частот вращения шпинделя
Комбинированный привод сочетает в себе ступенчатую коробку скоростей и регулируемый двигатель с тиристорным или частотным регулированием. Наибольшее распространение получили приводы, состоящие из ступенчатой коробки и электродвигателя постоянного тока с тиристорным управлением

Диапазон регулирования привода
R_п=R_дв R_к,
где R_"дв" – диапазон регулирования двигателя;
R_к – диапазон регулирования коробки.
Из этого следует, что двигатель является основной группой, а коробка скоростей – первой переборной группой, для которой знаменатель ряда ?_к=R_дв ? .
Определяем максимальную частоту вращения шпинделя
n_("шп" ("max" ))=R_п n_("шп" ("min" )),
где R_п=100 – диапазон регулирования привода;
n_("шп" (min?) )=20 мин^(-1) – минимальная частота вращения шпинделя .
Тогда,
n_("шп" (max?) )=100?20=2000 "ми" "н" ^(-1).
Определяем мощность двигателя :
P_"дв" =P_"эф" /?,
где P_эф=18,7 "кВт" – эффективная мощность резания (по заданию);
? – КПД привода.
Для расчета мощности двигателя ориентировочно принимаем КПД привода равным [1, с. 12], принимаем

Весь текст будет доступен после покупки

1. Михеев И.И., Ярмоленко Е.Н. Кинематический расчет приводов станков: Учеб. пособие. – Пенза: Изд-во Пенз. гос. ун-та, 2003. – 100 с.
2. Михеев И.И. Расчет и конструирование металлорежущих станков: Учеб. пособие / И.И. Михеев, Е.Н. Ярмоленко, В.Н. Денисов. – Пенза: Изд-во Пенз. гос. ун-та, 2005. – 152 с.
3. Пантелеев, В.Ф. Расчеты деталей машин: учеб. пособие / В.Ф. Пантелеев, Д.В. Кочетков. – Изд. 4-е, доп. – Пенза: Изд-во ПГУ, 2015. – 200 с.
4. Металлорежущие станки: учебник. В 2 т. / Т.М. Авраамова, В.В. Бушуев, Л.Я. Гиловой и др.; под ред. В.В. Бушуева. Т. 1. – М.: Машиностроение, 2011. – 608 с.
5. Металлорежущие станки: учебник. В 2 т. Т. 2 / В.В. Бушуев, А.В. Еремин, А.А. Какойло и др.; под ред. В.В. Бушуева. Т. 2. – М.: Машиностроение, 2011. – 586 с.
6. Пантелеев В.Ф. Кинематический и энергетический расчеты механических приводов машин: метод. указания и задания к курсовому проектированию по деталям машин / В.Ф. Пантелеев, Д.В. Кочетков; под ред. В.В. Смогунова. – Пенза: Изд-во ПГУ, 2011. – 80 с.

Весь текст будет доступен после покупки