Відповіді на екз білети мрс 2016

Білет 1.

1. Основні вузли металообробних верстатів.

Розглянемо основні вузли металообробних верстатів на прикладі токарно-гвинторізного верстата.

Верстати мають такі основні вузли:

• станина служить для монтажу всіх основних вузлів верстата та є його основою. Найвідповідальнішою частиною станини є напрямні, на яких відбувається переміщення каретки супорта і задньої бабки;

• передня бабка закріплена на лівому кінці станини. У ній знаходиться коробка швидкостей верстата, основною частиною якої є шпиндель. У деяких верстатах коробка швидкостей розміщена в передній тумбі станини. У цьому випадку вона пов'язана зі шпинделем ремінною передачею. Такі верстати називають верстатами з розділеним приводом;

• коробка подач служить для передачі обертання шпинделю від окремого привода ходового вала або ходового гвинта, а також для зміни їхньої частоти обертання, для отримання необхідних подач або певного кроку при нарізуванні різьби. Це досягається зміною передавального відношення коробки подач. Коробка подач пов'язана зі шпинделем верстата гітарою із змінними зубчатими колесами;

• фартух, у якому обертання гвинта або валу перетвориться в поступальний рух супорта з інструментом;

• задня бабка, у пінолі в якої може бути встановлений центр для підтримки оброблюваної заготовки або осьовий інструмент (свердло, розгортка тощо) для обробки центрального отвору в заготовці, закріпленої в патроні;

• супорт служить для закріплення різального інструменту в різцевій каретці і повідомлення йому руху подачі. Супорт складається з нижнього полозка (каретки), що переміщається по напрямних верстата. По напрямних нижнього полозка в напрямку, перпендикулярному лінії центрів, переміщаються поперечний полозок, на яких розташована різцева каретка з різцетримачем. Різцева каретка змонтована на поворотній частині, яку можна встановлювати під кутом до лінії центрів верстата.

Універсальним, або токарно – гвинторізним називають верстат, який оснащений спеціальним пристроєм для нарізання різьби – ходовим гвинтом.

Основні вузли верстата;

1 – Передня тумба, передня опора верстата, в ній може бути розташовано електродвигун.

2 – Задня тумба, задня опора верстата.

Тумби можуть розташовуватися на регульованих опорах, для вирівнювання верстата.

3 - Станина це чавунна ( високоміцний модифікований) масивна основа коробчастої форми, на який змонтовано головні вузли верстата. В верхній частині станіни розташовані базові поверхні, .на яких змонтовано дві плоскі і дві призматичні напрямні, по яких переміщуються каретка супорту ( передня призматична і задня плоска) і задня бабка. ( передня плоска і задня призматична ).

4 – Передня бабка – це чавунна коробка, яка розташована зліва на станині. Всередині неї міститься коробка швидкостей ( закрита з торця захисним з ємним кожухом) і – шпиндель .

На лицьовій частині вузла розташовані органи ( ручки) керування верстатом

5 – Шпиндель - головний робочий орган верстата. Це масивний порожній вал, виготовлений із легованої сталі. На передньому кінці шпинделя міститься посадочний конус, на якому базують і встановлюють патрон для закріплення заготовок.

6 – Задня бабка – слугує для підтримування кінців довгих заготовок у процесі обробки, а також для закріплювання і подавання стержневих інструментів. Має рухому піноль з внутрішнім конусом Морзе і маховичком, пінолі і рукоятки для фіксації самої задньої бабки.

7 – Супорт – це пристрій для закріплення різця і забезпечення руху подачі, тобто переміщення різця в повздовжньому і поперечному напрямках.. Рух подачі здійснюється вручну або механічно. Механічний рух подачі передається через ходовий вал чи ходовий гвинт. Основні вузли:

Фартух – чавунний корпус, в якому міститься механізм для перетворення обертального руху ходового валу й ходового гвинта на прямолінійний рух супорта. У фартуху розміщено також запобіжний пристрій – муфту, який призначений для захисту верстата від перевантажень, автоматичного вимкнення механічної подачі, при досягненні кареткою нерухомого упора. Розташований напроти …..

8 – каретка – переміщується по напрямних станіни.

9 – різцетримач, призначено для закріплення ріжучого інструменту та пристосувань.

10 – Коробка подач – розташована в лівій передній частині станини, і становить механізм, який передає обертання від шпинделя до ходового вала чи ходового гвинта.

11- Коробка швидкостей – слугує для зміни частоти обертання шпинделя, тобто швидкості обертання деталі.

12 – ходовий гвинта – служить для передачі руху від коробки подач на супорт при нарізанні різьби різцем.

13 – Ходовий вал - призначений для передачі руху з коробки подач на рух ( повздовжній чи поперечний) супорта з різцетримачем при обробці торцевих чи циліндричних поверхонь на механічній подачі. Для перетворення обертового руху на прямолінійний використовуються черв’ячні передачі і зубчасто – рейковий механізм.

14 – кожух, який закриває гітару змінних коліс.

• 15 - електрошафа, в ній розташовані комутаційні прилади та апаратура захисту електрообладнання ( запобіжники, теплові реле, електромагнітні пускачі

2.Основні відомості про затилування . Універсальний токарно – затилувальний верстат, його конструкція, призначення, принцип дії.

Затыловочные станки предназначены для затылования задних поверхностей зубьев дисковых фасонных (Рис.1.а) и модульных (Рис.1.б) фрез; резьбовых дисковых и гребенчатых (Рис. 1.в) фрез; цилиндрических фрез с прямыми и винтовыми (Рис.1.г) зубьями; червячных цилиндрических (Рис.1.д) и конических (Рис.1.е) зуборезных фрез; метчиков и плашек с целью сохранения неизменности профиля зубьев и величи ннзаднихуглов режущих зубьев при переточках их по переднім поповерхностям.

Рис.1. Виды фрез, затылуемых на токарно-затыловочных станках

а – фасонная дисковая; б – модульная дисковая; в – резьбовая гребенчатая;

г – цилиндрическая с винтовыми зубьями; д – червячная цилиндрическая;

е – червячная коническая.

Форма задних поверхностей затылуемых зубьев в направлении падения затылка у дисковых и гребенчатых фрез образована архимедовой спиралью, а у остальных инструментов – сложной пространственной спиралью.

При затыловании инструментов профильными резцами, форма задних поверхностей зубьев образуется методом следа посредством одного сложного движения формообразования. Характер этого движения зависит от вида затылуемого инструмента.

Основные размеры затыловочных станков регламентированы ГОСТ 19660-74 "Станки токарные затыловочные. Основные размеры". Затыловочные станки по конструктивному оформлению схожи с токарными и их основной особенностью является наличие механизма затылования. Этот механизм располагается в суппорте станка и предназначен для обеспечения возвратно-поступательного движения П₂ резца (Рис.2.а) в направлении к затылуемой поверхности и от нее Возвратно-поступательное движение резца обеспечивается примене­нием дисковых сменных кулачков специального профиля (Рис.2.б). Профиль кулачка имеет рабочую аbс и нерабочую са части. Рабочую часть кулачка выполняют по архимедовой спирали, а нерабочую – по плавной кривой.

Сменный кулачок 1 (Рис.2.в), установленный в суппорте станка, под воздействием пружины 2 находится в постоянном контакте с пальцем 3, расположенном в подвижной части суппорта 4 с резцедержателем. При вращении кулачка его рабочая часть воздействует на палец, и подвижная часть суппорта перемещается на затылуемый зуб инструмента, сжимая пружину. Возврат подвижной части суппорта в исходное положение осуществляется пружиной по кривой нерабочей части профиля кулачка. Вращение кулачка кинематически связано с вращением шпинделя станка, и соотношение их скоростей регулируется с помощью гитары затылования.

Рис.2. Механизм затылования :а – схема затылования; б – сменный кулачок; в – затыловочный суппорт токарно-затыловочного станка.

Кинематика станка К96, его наладка на различные виды работ.

Назначение станка. Станок предназначен для затылования зубьев червячных, фасонных и модульных фрез с прямыми и вин­товыми канавками, а также метчиком. На станке К96 можно, кро­ме этого, производить нарезание резьбы и шлифование затылован-ных инструментов.

Движения в станке:

Движение резания – вращение шпин­деля с затылуемым инструментом.

Продольная подача – прямолинейное поступательное движение суппорта с режущим ин­струментом вдоль оси шпинделя.

Движение образования винтовой линии – также продольные перемещения суппорта с режущим инструментом, но кинематически увязанные с враще­нием шпинделя и определяемые шагом винтовой линии.

Затыловочно-делительное движение – прямолинейное возврат­но-поступательное перемещение суппорта в радиальном направлении за время поворота затылуемого инструмента на один зуб.

Вспомогательные движения – ручное продольное пере­мещение суппорта, ручное поперечное перемещение суппорта, руч­ное перемещение верхней части суппорта и ручное перемещение пиноли задней бабки.

Принцип работы.

Обычная архимедова спираль может быть образована сочетанием двух движений:

-равномерного вращения затылуемого инструмента

-равномерного поступательного прямо­линейного перемещения резца в радиальном направлении на вели­чину равную шагу спирали за один оборот заготовки.

Винтовая архимедова спираль требует сочетания трех движе­ний. Кроме двух указанных движений, для образования винтовой архимедовой спирали необходимо еще поступательное перемеще­ние резца вдоль оси вращения затылуемого инструмента на вели­чину равную шагу винтовой линии за один оборот шпинделя.

Однако затылуемые фрезы имеют не один зуб, а Z зубьев, сле­довательно, задача усложняется тем, что необходимо образовать не одну архимедову спираль, а Z спиралей, начала которых распо­ложены на равных расстояниях друг от друга по окружности, иначе говоря, образовать Z – заходную спираль.

Для непрерывного образования многозаходных архимедовых спиралей необходимо вместо радиального перемещения в одном направлении сообщить резцу прямолинейное возвратно-поступа­тельное движение с числом двойных ходов за один оборот шпинде­ля равным количеству заходов спирали.

Затылуемый инструмент закрепляется на оправке в центрах станка и получает вращательное движение. Режущий инструмент устанавливается в затыловочном суппорте, которому сообщает­ся поперечное возвратно-поступательное затыловочное движение, согласованное с вращением заготовки.

При затыловании дисковых фрез суппорту сообщается только периодическая ручная поперечная подача.

При затыловании цилиндрических участков фасонных фрез суп­порту сообщается также механическая продольная подача, ве­личина которой не связана с параметрами фрезы и зависит ис­ключительно от выбранных режимов резания.

При затыловании червячных фрез величина продольного пере­мещения суппорта за один оборот шпинделя должна соответство­вать шагу фрезы. Для затылования фрез с винтовыми канавками затыловочный суппорт получает дополнительное движение, осуще­ствляемое посредством дифференциального механизма.

Движение резания. Шпиндель V станка (Рис. 25, а) приводит­ся в движение фланцевым двухскоростным электродвигателем мощностью 2,5 кВт, причем низшая скорость (700 об/мин) исполь­зуется только для прямого вращения шпинделя, а высшая (1400 об/мин) – только для его обратного вращения.

От электродвигателя движение передается через шестерни 26 – 73 валу I коробки скоростей и далее посредством одного из двух двойных подвижных блоков шестерен Б₁ и Б₂ валу II. Полый вал III получает вращение от вала II через шестерни 50 – 65. Когда, как показано на схеме, муфта M₃ перебора выклю­чена, а шестерня 65 введена в зацепление с шестерней 65, закреп­ленной на валу III, последний сообщает вращение шпинделю V через зубчатую передачу 65 – 65, вал IV и шестерни 20 – 80. При включенной муфте М₃ шпиндель V получает вращение от вала III через шестерни 26 – 104, вал IV и шестерни 20 – 80 (рис. 25,б).

Расчетные перемещения:

Уравнение кинематического баланса:

min при 700 об/мин

м/мин

мах при 700 об/мин

м/мин

Уравнение кинематического баланса:

min при 1400 об/мин

м/мин

мах при 1400 об/мин

м/мин

Движение подачи. Это движение заимствуется от шпинделя V, когда включена кулачковая муфта М₁. Ходовой винт VIII, связан­ный с разъемной маточной гайкой Г_м, получает вращение от шпинделя через реверс с цилиндрическими шестернями 35 – 30 – 30 – 35, вал VI и гитару сменных колес а – b и с – d. Так как в этом случае перемещение суппорта не имеет строгой кинематиче­ской связи с вращением шпинделя, то подбор сменных колес про­изводят приблизительно исходя из выбранной величины подачи, обеспечивающей заданную чистоту поверхности зубьев.

Расчетные перемещения:

Уравнение кинематического баланса:

Формула настройки:

Условие размещения:

Движение образования винтовой поверхности. При затыловании режущих инструментов с небольшим шагом резьбы это дви­жение, так же как и движение подачи, заимствуется от шпинделя и через кулачковую муфту М₁ реверс и гитару сменных колес пе­редается ходовому винту VIII. Однако в этом случае подбор смен­ных колес а, b, с и d, должен производиться точно в соответствии с шагом t резьбы по формуле:

При затыловании режущих инструментов с крупным шагом включается кулачковая муфта М₂; тогда движение образования винтовой поверхности заимствуется от шпинделя через переборные шестерни, и в расчетную формулу по подбору сменных колес не­обходимо ввести передаточное число перебора.

Небольшим шагом резьбы.

Расчетные перемещения:

Уравнение кинематического баланса:

Формула настройки:

С крупным шагом.

Расчетные перемещения:

Уравнение кинематического баланса:

Формула настройки:

где:

i_п – передаточное отношение перебора (1/4 или 1/16)

Условие размещения:

Затыловочно-делительное движение. Это движение также за­имствуется от шпинделя и через перебор, шестерни 65 – 50 – 39, вал IX, шестерни 50 – 54, вал X, шестерни 54 – 50, вал XI, гитару сменных колес а₁ – b₁ и c₁ – d₁, вал XIII, конический дифференци­ал, Т-образный вал XIV, обгонную муфту М₀ , шестерни 29 – 29, ходовой вал XV, коническую передачу 30 – 30 и вал XVI сообщается кулачку К. Пружина П прижимает ролик Р_к, закрепленный в поперечных салазках суппорта, к кулачку К, благодаря чему вра­щательное движение кулачка К преобразуется в прямолинейное возвратно-поступательное движение поперечных салазок суппорта.

Сменные колеса делительной гитары подбираются из условия, чтобы при повороте шпинделя на один оборот кулачок К совер­шил Z оборотов (Z – число зубьев затылуемой фрезы). Уравнение кинематической цепи для определения сменных колес имеет вид:

Расчетные перемещения:

( Z – число зубьев затылуемой фрезы)

Уравнение кинематического баланса:

где:

i_п – передаточное отношение перебора (1/4 или 1/16);

i_диф – передаточное отношение дифференциала равное 1/2;

N — число подъемов кулачка.

Подбор сменных колес гитары деления производится по фор­муле настройки:

Условие размещения:

Цепь дифференциала:

Для затылования режущих инструментов с винтовыми канав­ками дополнительное приращение скорости вращения кулачка К сообщается от ходового винта VIII через коническую передачу 48 – 36, вал XVII, шестерни 36 – 24, вал XVIII, сменные колеса а₂ – b₂ и c₂ – d₂ гитары дифференциала, вал XX, червячную пере­дачу 3 – 18, конический дифференциал, Т-образный вал XIV, муф­ту обгона М₀, шестерни 29 – 29, ходовой вал XV, коническую передачу 30 – 30 и вал XVI.

Сменные колеса гитары дифференциала подбираются из усло­вия, чтобы при продольном перемещении суппорта на величину шага винтовой канавки Т кулачок К совершил дополнительно Z оборотов.

Расчётные перемещения:

Т мм. Z об.кулачка

Уравнение кинематического баланса цепи приращения движе­ния кулачка К имеет вид:

Отсюда можно определить формулу настройки для подбора сменных ко­лес гитары дифференциала:

Условие размещения:

Вспомогательные движения. Ручное продольное перемещение суппорта осуществляется маховичком М_х1 через вал XXI, шестер­ни 24 – 64, вал XXII и реечную передачу 14 – рейка m = 3 мм. Маховичок М_х2 служит для ручного проворачивания привода при настройке станка.