Обґрунтування конструкції поворотного стола для фрезерних верстатів
Автор: Мацинський Роман Юрійович
Кваліфікаційний рівень: магістр
Спеціальність: Комп'ютерний інжиніринг в машинобудуванні
Інститут: Інститут механічної інженерії та транспорту
Форма навчання: денна
Навчальний рік: 2025-2026 н.р.
Мова захисту: українська
Анотація: Метою цієї дипломної роботи є проектування поворотного позиціонувального столу (розмірний ряд 500/630), призначеного для конструювання одноцільових верстатів. Головним завданням є заміна існуючої системи гідравлічного приводу обертання стільниці на електричний сервопривід. Важливою вимогою є проектування змінного розташування конструкції поворотного столу, яке б краще адаптувалося до всіх типів одноцільових верстатів. Воно повинно відповідати, перш за все, просторовим та динамічним вимогам запропонованого верстата. Потрібне рішення для розміщення двигуна по двох осях та певна модульна компоновка з можливістю використання серводвигунів різної потужності та додаткових планетарних редукторів з будь-якими передавальними числами та конструктивним розташуванням (пряме та кутове виконання). Ще однією вимогою є розробка нового методу герметизації внутрішніх просторів верстата від потрапляння бруду та агресивних речовин з навколишнього середовища процесу обробки, використовуючи пасивні та нові активні ущільнення надлишкового тиску. Далі в роботі йде загальна оптимізація конструкції поворотного столу для нової концепції конструкції, зокрема лиття корпусу столу, гідравлічної системи підйому столу, кінцевих вимикачів, ущільнень столу тощо. Позиціонування та посилення стільниці столу вирішується парою передніх зубчастих вінців з зубчастою передачею Гірта. Підйом та опускання стільниці столу, необхідні для посилення та точного позиціонування, вирішуються центральним лінійним гідравлічним двигуном. Об’єкт дослідження: силова дія на елементи конструкції поворотного позиціонувального столу. Предмет дослідження: залежність конструктивних параметрів поворотного позиціонувального столу від силового навантаження та їх моделювання в CAD системі в середовищі МСЕ. Мета дослідження: проектування конструкції поворотного позиціонувального столу для одноцільових верстатів. В роботі було запропоновано кілька альтернативних рішень для вирішення обертового руху стільниці столу, з яких два варіанти (А та В) були повністю опрацьовані. Варіант А має власний привід для обертової стільниці столу, вирішений конічною передачею з горизонтальною віссю приводу. Це нова концепція приводу столу, інші виробники обертових столів переважно використовують черв’ячну передачу, яка є найближчою заміною рейці від гідравлічного приводу столу. Перевагою конструкції варіанта А є значно вищий ККД, нижчі виробничі витрати та менша кількість деталей, ніж у варіанті з черв’ячною передачею. Спосіб розміщення редуктора зовні та з горизонтальною віссю обертання є більш вигідним у випадках, коли потрібен легший доступ до двигуна або коли його неможливо розмістити під поворотним столом з міркувань простору. Варіант B має власний привід поворотного столу, виконаний з внутрішньою прямозубою шестернею з вертикальною віссю приводу. Таке розташування дозволяє досягти значно вищого передавального числа при тому ж монтажному просторі, ніж із прямозубою шестернею із зовнішніми зубцями. Варіант конструкції з редуктором під поворотним столом і вертикальною віссю використовується там, де достатньо місця в установці під поворотним столом. Двигун краще захищений від негативного впливу процесу обробки. Запропоновані варіанти пристрою позиціонування характеризуються модульною конструкцією, що дозволяє краще адаптувати їх до конкретних просторових та продуктивних вимог. Конструкція поворотного позиціонувального столу розроблена з врахуванням високої експлуатаційної надійності та низьких вимог до обслуговування. Міцна конструкція гарантує високу жорсткість, зменшує вібрацію та підвищує якість обробки. Внутрішня частина пристрою захищена від потрапляння бруду та агресивних речовин з навколишнього середовища процесу обробки за допомогою ущільнення надлишкового тиску. Всі важливі конструктивні вузли були перевірені детальними розрахунками. Базовий корпус столу, розв’язаний методом скінченних елементів за допомогою програми Autodesk Inventor. Просторова візуалізація дозволила оптимізувати проектування нового пристрою. Розроблений пристрій має всі передумови для виконання необхідної функції. Отримані в роботі проєктні рішення та відповідні результати досліджень вказують на їх актуальність та доцільність використання на практиці. Ключові слова: поворотний стіл, позиціонування, ЧПК, Autodesk Inventor, максимальне напруження, деформація максимальна, метод скінченних елементів.