Розробка конструкції та силовий аналіз цангових розтискних оправок для токарної обробки

Abstract

У дипломній роботі розглянуті питання, які пов'язані з аналізом і розробкою конструкції і моделюванням силових характеристик розтискних оправок із сегментними цангами для оснащення автоматизованих токарних верстатів. Вибрано структуру приводу головного руху багатоцільового токарного верстата з ЧПК. Проведено розрахунок кінематичних і силових характеристик приводу головного руху. Розроблено конструкцію та проведено розрахунок жорсткості шпиндельного вузла верстата, проведено його динамічний розрахунок. Отримано власні частоти та форми коливань шпинделя. Приведена характеристика та типи затискних систем для токарної обробки заготовок та проведений аналіз конструкцій цангових розтискних оправок і огляд існуючих досліджень і розробок по затиску заготовок цанговими затискними механізмами. Розроблено конструкцію цангової розтискної оправки із сегментною цангою та гексагональною пірамідальною передавально-підсилюючою ланкою. Розроблено моделі передачі сил у цанговій розтискній оправці із сегментною цангою та гексагональною пірамідальною передавально-підсилюючою ланкою у статиці та у процесі усталеного обертання. Досліджено за допомогою розроблених математичних моделей вплив конструктивних, кінематичних та експлуатаційних параметрів на статичну та динамічну радіальні сили затиску заготовки.

The thesis deals with issues related to the analysis and design of the design and modeling of the power characteristics of collet expansion joints for the equipment of automated lathe machines. The structure of the drive of the main movement of the CNC lathe is selected. The calculation of kinematic and power characteristics of the drive of the main motion is carried out. The design and the calculation of the stiffness of the spindle assembly of the machine are developed. Its dynamic calculation is carried out. Own frequencies and spindle oscillation forms are obtained. The characteristic and types of clamping systems for turning billets are given. Conducted analysis of the designs of the collet-shaped mandrel and review of existing research and development on the clamping of billets by the chain tightening mechanisms. The design of a collet-shaped mandrel with a hexagonal pyramidal transmission-reinforcing link was developed. The model of transmission of forces in a collet expansion joints with a hexagonal pyramidal transmission-reinforcing link in the static and in the process of steady rotation has been developed. The influence of constructive, kinematic and operational parameters on the static and dynamic radial forces of the workpiece clamping was studied with the help of developed mathematical models.