Пример выполнения контрольной работы

 

Общая характеристика станка.

Назначение станка:

 

Станок является универсальным. Он предназначен для выполнения разнообразных токарных работ: для нарезания метрической, дюймовой, модульной, питчевой, правой и левой, с нормальным и увеличенным шагом, одно и многозаходной резьбой, для нарезания торцовой резьбы и для копировальных работ (с помощью прилагаемого к станку гидрокопировального устройства). Станок применяется в условиях индивидуального и мелкосерийного производства.

 

Техническая характеристика станка:

Наибольший диаметр обрабатываемой детали:

- над станиной – 400мм:

- над нижней частью суппорта - 200мм:

Наибольший диаметр обрабатываемого прутка - 45мм;

Расстояние между центрами – 710, 1000 мм;

Наибольшая длина обтачивания – 640, 930 мм;

Число скоростей вращения шпинделя – 23;

Пределы чисел оборотов шпинделя в минуту – 12,5 - 2000 об/мин;

Пределы величин подач суппорта а мм/об;

- продольных – 0,070 – 4,16 мм/об;

- поперечных - 0,035 - 2‚08мм/об;

Шаги нарезаемых резьб:

- метрической в мм-1-192;

- дюймовой (число ниток на 1") - 24-2

- модульной, модуль в мм - 0,54 - 48;

- питчевая в питчах – 96 - 1;

Скорость быстрого продольного перемещения суппорта – 3,4м/мин;

Мощность главного электродвигателя - 7‚5кВт или 10кВт;

Основные узлы станка:

Основные узлы станка (рисунок 1). А - гитара сменных колес;Б - передняя бабка с коробкой скоростей; В - суппорт; Г - задняя бабка; Д - шкаф с электрооборудованием: Е - привод быстрых перемещений суппорта; Ж - фартук; З - станина; И - коробка подач.

Органы управления:

1,4 - рукоятки управления коробкой скоростей; 2 – рукоятка переключения звена увеличения шага; З - грибок управления реверсом для нарезания правых и левых резьб; 5 - маховичок ручного продольного перемещения суппорта; 6 - ползунок с пуговкой для

включение и выключения реечной шестерни фартука; 7 – рукоятка ручного поперечного перемещения суппорта; 8 - кнопочная станция; 9 - рукоятка ручного перемещения верхней части суппорта; 10 – кнопка включения быстрых перемещений суппорта; 11 – рукоятка включения, выключения и реверсирования продольной и поперечной подач суппорта; 12, 14 - рукоятки включения, выключения и реверсирования вращения шпинделя; 13 - рукоятка включения маточной гайки фартука; 15, 16 - рукоятки управления коробкой подач.

Движения в станке:

Движение резания - вращение шпинделя с обрабатываемой деталью.

Движения подач - перемещения суппорта в продольном и поперечном направлениях. Задней бабке может сообщаться движение подачи вдоль оси шпинделя совместно с суппортом. Все движения подач являются прямолинейным поступательными движениями.

Вспомогательные движения – быстрые перемещения суппорта в продольном и поперечном направлениях от отдельного привода, ручные установочные перемещения суппорта в продольном и поперечном направлениях, а верхней части суппорта – под любым углом к оси вращения детали; перемещения и зажим пиноли задней бабки. Перемещение и закрепление задней бабки и поворот четырехпозиционного резцедержателя осуществляется вручную.

Принцип работы:

Обрабатываемая деталь устанавливается в центрах или закрепляется в патроне. В резцедержателе могут быть закреплены четыре резца. Поворотом резцедержателя каждый из четырех резцов может быть установлен в рабочее положение. Инструменты для обработки отверстий вставляются в пинопь задней бабки. Прилагаемый к станку гидрокопировальный суппорт благодаря наличию следящей системы позволяет обрабатывать партии ступенчатых и фасонных деталей по шаблону или эталонной детали без промеров и ручного управления станком в процессе обработки.

 

Конструктивные особенности:

В станке коробка скоростей и коробка подач имеют двухрукояточное управление с наглядными шкалами.

Включение механической подачи суппорта в любом направлении производится одной мнемонической рукояткой. Термин «мнемоническая» означает. что направление поворота рукоятки совпадает с направлением выбранной подачи.

В станке предусмотрена возможность быстрых перемещений суппорта в продольном и поперечном направлениях. При этом включение быстрых перемещений производится той же мнемонической рукояткой, но с дополнительным нажимом кнопки, расположенной, в верхней части рукоятки.

Закрепление задней бабки на направляющих станины и ее освобождение также осуществляется одной рукояткой, каторая приводит в действие эксцентриковый зажим.

 

Рисунок 1-Станок

Рисунок 2 - Кинематическая схема

 

Движение резания:

Вращение от электродвигателя мощностью 7,5 или 10 кВт (рис.2) передается клиноременной передачей 142 - 254 валу I коробки скоростей. Усиленные многодисковые фрикционы, управляемые муфтой М₁‚ служат для включения прямого или обратного хода шпинделя.

При прямом ходе вал II получает две различные скорости вращения через двойной подвижный блок шестерен Б₁. При обратном ходе валу II сообщается вращение с одной скоростью шестернями 50- 24 и 36-38. Наличие тройного блока шестерен Б₂, позволяет получить на валу III шесть различных чисел оборотов в минуту. Последние могут быть переданы шпинделю либо непосредственно через шестерни 65-43, когда двойной блок шестерен Б₅ включен влево (как показано на схеме), либо через перебор, когда блок Б₅ вклюен вправо. В этом случае вращение шпинделю VI от вала III передается двумя двойными подвижными блоками Б₃ и Б₄ позволяющим получить три различных передаточных отношения: 1; 1/4 и 1/16 (четвертое передаточное отношение совпадает со вторым), и зубчатой передачей 26- 52. Через перебор шпиндель получает 18 различных скоростей вращения, а всего он имеет 23 скорости – от 12,5 до 2000 об/мин.

Движения подач и образования винтовой поверхности:

Привод подач состоит из звена увеличения шага, двухскростного механизма реверса, гитары сменных колес, коробки подач и механизма подач фартука. Движения подач заимствуются либо от шпинделя через шестерни 60-60, когда блок Бе звена увеличения шага находится в крайнем правое положение.

Реверс, используемый в основном для изменения направления вращения ходового винта, имеет две скорости правого и одну скорость левого вращения. При крайнем левом положении тройного подвижного блока шестерен Б₇ вращение от вала VII валу VIII передается шестернями 42-42 с передаточным отношением равным 1, а при среднем положении блока Б₇ - шестернями 28- 56 с передаточным отношением равным 1/2; при крайнем правом положении блока Б₇ изменяется направление вращения, которое в этом случае передается шестернями 35-28-35.

Коробка подач получает вращение от вала VIII через гитару со сменными блоками шестерен С₁ и С₂. Для нарезания метрических и дюймовых резьб и получения механической подачи сменные блоки С₁ и С₂ устанавливаются так, как показано на схеме. и вращение коробке подач сообщается через шестерни 42-95-50. При нарезании модульных и питчевых резьб сменные блоки переворачиваются, и вращение передается шестернями 64-95-97.

Нарезание дюймовых, питчевых и торцовых резьб производится при включенной шестерне 35, установленной на валу Х, и выключенных муфтах М₂,М₃ и М₄. Вращение от вала IX передается валу XIV через шестерни 35-37-35, механизм Нортона, шестерни 35-28 и 28-35 и множитепьный механизм, состоящий из двух подвижных двойных блоков шестерен Б₈ и Б₉, который обеспечивают получение четырех различных передаточных отношений: 1/8, 1/4, 1/2 и 1. При включении кулачковой муфты М₅ вращение от вала ХIV передается ходовому винту ХVI.

Для нарезания метрических и модульных резьб, а также для получения механической подачи коробка подач перестраиваестся. Шестерня 35 на валу Х выводится из зацепления с шестрней 37, включаются муфты М₂ и М₄, а муфта М₃, остается выключенной. В этом случае вращение от вала IХ валу ХIV передается муфтой М₂, валом XI, механизмом Нортона, муфтой М₄ и множительным механизмом.

Двухвенцовая шестерня Б₁₀ передает вращение ходовому валику в ХVII через двухвенцовую шестерню 56, обгонную муфту М₀ и вал XV для осуществления механических подач суппорта. При смещении шестерни Б₁₀ влево ее левый зубчатый венец входит в зацепление с шестерней 56, жестко закрепленной на валу XV, и вращение последнему передается помимо обгонной муфты, что необходимо для нарезания торцовых резьб.

От ходового валика ХVII вращение через шестерни 27-20-28, предохранительную муфту М_n и червячную передачу 4-20 сообщается валу ХIХ. Последний связан передней шестерней 40 непосредственно с зубчатыми венцами кулачковых муфт М₇ и М₉, а задней шестерней 40 через паразитное колесо 45 - с зубчатыми венцами кулачковых муфт М₆ и М₈.

При сцеплении кулачковых муфт М₆ и М₇ включается про­дольная подача суппорта в том или ином направлении; при этом вращение от вала XX через шестерни 14 — 66 передается валу XXI с закрепленной на нем реечной шестерней 10.

Поперечная подача суппорта в ту или иную сторону включает­ся муфтами М₈ и М₉, после чего вращение от вала XXII передает­ся поперечному ходовому винту XXIII шестернями 40 — 61 — 20. При одинаковой настройке коробки подач поперечные подачи имеют вдвое меньшую величину, чем продольные.

 

 

Число оборотов шпинделя в минуту:

-число оборотов электродвигателя в минуту, =1450 об/мин;

, - диаметры шкивов соотвественно ведущего и ведомого, мм;

= 142 мм; = 254 мм; = 0,98;

 

Передаточное число коробки скоростей определяется:

- передаточное отношение между первым и вторым валами коробки скоростей;

- передаточное отношение между вторым и третим валами коробки скоростей;

- передаточное отношение между n –I валов и шпинделем;

об/мин

об/мин

Определяется диапазон регулирования:

Теоретические значение знаменателя прогрессии φ:

k- количество различных чисел оборотов шпинделя.

Принимаем φ=1,26 из стандартного ряда.

Определяем промежуточные числа оборотов:

об/мин

об/мин

об/мин

об/мин

об/мин

об/мин

об/мин

об/мин

об/мин

об/мин

об/мин

об/мин

об/мин

об/мин

об/мин

об/мин

об/мин

об/мин

об/мин

об/мин

об/мин

об/мин

 

КПД привода станка определяется по формуле:

где - КПД ременной передачи, равный 0,98;

- КПД зубчатых колес, равный 0,97;

- КПД подшипников качения, равный 0,99;

- КПД подшипник скольжения, равный 0,97;

- доля подачи, затрачиваемая на коробку передач, равная 0,75;

- число последовательно расположенных ременных передач в приводе;

-число зубчатых пар, участвующих в работе;

- число пар подшипников качения и скольжения соответственно;

Эффективная мощность на приводе:

кВт;

Предельные (наибольший и наименьший) крутящие моменты на шпинделе:

Н*м;

Н*м;

Максимально допустимый крутящий момент на шпинделе по слабеющему элементу привода определяется:

где Р_З – допустимое усилие изгиба, действующее на зуб шестерни, Н;

m – модуль шестерни, мм;

z – число зубьев шестерни;

где y – коэффициент формы зуба, ;

t- шаг зубьев шестерни ( мм);

- допустимое напряжение материала зубьев на изгиб в Н/мм² ( =260-300Н/мм²);

- коэффициент, учитывающий влияние окружной скорости ( =1);

- коэффициент перекрытия зуба ( =1);

Н*м;

Н*м;

Детали обрабатываемые на данном станке:

Универсальный токарно-винторезный станок предназначен для выполнения чистовых и получистовых разнообразных токарных работ в мелкосерийном и индивидуальном производствах. На станке могут нарезаться резьбы: метрическая, дюймовая, модульная, питчевая и архимедова спираль с шагом 3/8”; 7/16”; 2; 5,5; 6; 6,5; 7; 8; 8,5; 10; 12; и 14мм.

На станке могут обрабатываться валы и корпусные детали – операция чернового, чистового точения, а так же нарезаться различные типы резьб.

 

На рисунке 4 предоставлена деталь вал.

Рисунок 4 – вал

 

На рисунке 5 предоставлена схема полей допусков для шейки вала 20h6.

Рисунок 5- схема полей допусков

Расчет режимов резания:

Произведем расчет режимов резания по одной технологической операции(рассмотрим черновое точение поверхности шейки вала диаметром 20h6). Данные для расчета берутся из Таблиц [4], расчет производится в соответствии с указаниями в источнике [4].

Принимаем резец правый, проходной с сечением державки резца hxb=25x16 мм, с пластиной из твердого сплаваT14K8. Словное обозначение резца – 2100-0409T14K8 18878-73.

Форма передней поверхности лезвия Резца:VI по ГОСТ 18878-73, обеспечивающая завивание и долбление стружки.

Геометрические параметры лезвия резца ϕ=45˚, ϕ₁=45˚, γ=12˚, α=10˚, λ=0˚; r=1,0мм, γ_p=-5˚.

Тип пластины 01 ГОСТ25395-82.

Толщин пластины - 5,0мм.

Радиус закругления при вершине резца rпринимается в зависимости от сечения державки резца; Угол в плане ϕ назначался в зависимости от жесткости технологической системы; угол наклона главной режущей кромки γ брался с учетом удаления равномерного припуска без удара.

Глубина резания при черновой обработке(точение) –

Z_черн=Z_o•0,8=2,7•0,8=2,16

t= = =1,08≈1,1

Подача S= 0,5 мм/об

Размер державки резца: от 16x25 до 25x25.

Скорость резания

где С_V= 350, Y=0,35, X=0,15, m= 0,2, период стойкости Резца T=60мин.

рассчитываем поправочный коэффициент как произведение частных коэффициентов:

Где - коэффициент учитывающий влияние механических свойств обрабатываемого материала,

Где коэффициент обрабатываемости группы стали, для углеродистых сталей =1, - предел прочности материала заготовки, Мпа( 750 Мпа).

K - коэффициент учитывающий влияние состояние поверхности слоя заготовки; Так как прокат, то принимаемK =0.9;

–коэффициент, учитывающий влияние маркитвердого сплава режущие пластины резца для сплава марки Т5К6 коэффициент =1;

В результате получим:

=1 0,9 1=0,9.

V= =175об/мин

Рассчитаем частоту вращения

=2786,6 об/мин

Принимаем ближайшее меньшее

=2000 об/мин

Фактическая скорость резания

Тангенциальная сила резания:

Здесь =300 – постоянный коэффициент, х=1, y=0,75, n=-0,15, K_p – обобщенный поправочный коэффициент, учитывающий конкретные условия резания.

Рассчитываем коэффициент К_р как произведение частных Коэффициентов:

 

где – коэффициент, учитывающий влияние механических свойств обрабатываемого материала;

 

где n₁ – показатель степени при точении принимается равным 0,75;

- коэффициент, учитывающий влияние главного угла в плане . При =90˚К_ϕp=0,98;

K_ϒ– коэффициент, учитывающий влияние радиуса закругления при вершине резца:

В результате получим:

К_р = 0,89.

Р_z=10 300 1,1¹ 0,5^0,75 126^-0,15 0.89Н.

Мощность резания

^=1,7кВт

Мощность электродвигателя станка составляет 10кВт

1,7<0,85 10

Мощности станка достаточно для работы в таком режиме резания.

 

ОГЛАВЛЕНИЕ

1.МЕТАЛЛОРЕЖУЩИЕ СТАНКИ. ОБЩИЙ КУРС(ПРОГРАММА)…………………………………….....4

2.КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА…………………………….. 8

3.МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ....……………………….…10

4.ПРИМЕР ВЫПОЛНЕНИЯ КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЫ…..11