Розроблення конструкції поворотної фрезерної головки для оброблення алюмінієвих сплавів

Abstract

Представлена дипломна робота присвячена проектуванню. проектування фрезерної головки з двома осями обертання та електричним шпинделем. Дипломна робота включає дослідження двокоординатних фрезерних головок, що продаються в усьому світі, з подальшим проектуванням трьох варіантів. Найбільш підходящий варіант опрацьовано за допомогою 3D-моделі та проектних розрахунків. В рамках роботи спочатку необхідно провести дослідження фрезерних головок, що продаються в Україні та світі. Пошук послужить джерелом інформації про поточний стан проблеми і покаже, яке рішення є найбільш вигідним при проектуванні самої конструкції. У першій частині дипломної роботи розглянуто існуючі фрезерні головки інших виробників, варіанти приводів для осей А та С, також перераховані види двигунів, редукторів та інші компоненти фрезерної голови. Наведені кінематичні схеми трьох фрезерних головок (вилкова, ортогональна та універсальна). Найкращою з них по результатам виявилась вилкова головка. В неї найкращий баланс потужності, кутової швидкості, точності та габаритів, що є важливим для обробки складних деталей і ідеально підходить для обробки деталей з алюмінію, на відміну від універсальної та ортогональної голови, вони більш підходящі для обробки великих чорнових деталей. У другій частині дипломної роботи розроблялась фрезерна двовісна головка. Було розглянуто кілька варіантів двигунів та редукторів і по параметрах розрахувалось, що найкращий – перший варіант з високомоментними двигунами на обох осях. Був обраний підходящий шпиндель, підшипник, фрезерна головка та метод її охолодження. Також були розраховані параметри чорнової обробки по осям А і С, параметри свердління, розрахувались навантаження на підшипники. В графічній частині проекту приведені: креслення фрезерної головки в зборі, креслення поворотного розподільника, а також креслення осьового валу, деталювання елементів, специфікації до складальних креслень. Ключеві слова: Фрезерна головка, фрезерування, багатокоординатна обробка, алюміній, Осі.The presented thesis is devoted to the design of a milling head with two axes of rotation and an electric spindle. The thesis includes a study of two-axis milling heads sold worldwide, followed by the design of three variants. The most suitable option was developed using a 3D model and design calculations. As part of the work, it is first necessary to conduct a study of milling heads sold in Ukraine and around the world. The search will serve as a source of information about the current state of the problem and will show which solution is the most profitable when designing the structure itself. In the first part of the thesis, the existing milling heads from other manufacturers, drive options for the A and C axes, and types of motors, gearboxes, and other components of the milling head are reviewed. The kinematic diagrams of three milling heads (fork, orthogonal, and universal) are presented. The best of them was found to be the fork head. It has the best balance of power, angular speed, accuracy, and dimensions, which is important for machining complex parts and is ideal for machining aluminum parts, while the universal and orthogonal heads are more suitable for machining large rough parts. In the second part of the thesis, a two-axis milling head was developed. Several variants of motors and gearboxes were considered and it was calculated that the best option was the first variant with high-torque motors on both axes. A suitable spindle, bearing, milling head and cooling method were selected. The roughing parameters for the A and C axes, drilling parameters, and bearing loads were also calculated. The graphical part of the project includes: a drawing of the milling head assembly, a drawing of the rotary distributor, as well as a drawing of the axial shaft, detailing of elements, specifications for assembly drawings.