 |
|
Расчетные схемы действующих нагрузок на шпиндель
6.1 Составление расчетной схемы нагрузок на шпиндель и определение составляющих сил резания 
и 
Для составления расчетной схемы нагрузок на шпиндель используется свертка шпиндельной бабки широкоуниверсального инструментального фрезерного станка с ЧПУ (см. рисунок 5.1). Шпиндель получает вращение от третьего вала через цилиндрическую прямозубую зубчатую передачу 
и находится под действием крутящего момента 
на межопорном участке.
На переднюю консольную часть шпинделя действует радиальная 
и тангенциальная 
составляющие силы резания. Расчетная схема шпинделя с приложенными к нему нагрузками (рисунок 6.1) представлена для операции встречного фрезерования. Стрелками показаны направления вращения приводного колеса и шпинделя, а также перпендикулярная и параллельная подаче s вертикальная 
и горизонтальная 
составляющие силы резания соответственно.
Рисунок 6.1 – Расчетная схема нагрузок на шпиндельный узел при встречном фрезеровании
+ 
Рисунок 6.2 – Расчетная схема нагрузок на шпиндельный узел при фрезеровании торцовой фрезой на вертикальном шпинделе
Исходной формулой для расчета сил резания является выражение эффективной мощности резания
Расчетная скорость резания определяется по формуле
где 
– максимальный диаметр режущего инструмента: 
– расчетная частота вращения шпинделя, 
Составляющая силы находится по формуле
где 
эффективная мощность резания, кВт: 
– расчетная скорость резания, м/мин: 
Составляющая силы резания определяется по формуле
где и – составляющие сил резания, Н: 
6.2 Определение составляющих сил резания 
и 
В общем случае если на шпиндель действуют силы зацепления приводного зубчатого колеса, то расчет на жесткость выполняется в двух плоскостях и должны рассчитываться силы и .
При выполнении операции фрезерования горизонтальным шпинделем на широкоуниверсальном инструментальном фрезерном станке неизвестна точка приложения силы резания P. Поэтому она раскладывается на вертикальную и горизонтальную составляющие силы резания соответственно перпендикулярно и параллельно подаче. Расчет сил и при встречном фрезеровании производится исходя из соотношений:
Следовательно: 
