Станки / ЛР_1

Лабораторная работа № 1

Снятие кинематической схемы станка

Цель работы

1. Ознакомиться с внутренним устройством и компоновкой узлов и механизмов станка.

2. Научиться самостоятельно разбираться в назначении механизмов и определять их взаимосвязь при работе станка.

3. Получить практические навыки составления кинематических схем станков, пользуясь принятыми условными обозначениями элементов этих схем, и составления уравнений кинематического баланса его кинематических цепей.

4. Научиться производить необходимые замеры.

Содержание работы

1. Внимательно ознакомиться и изучить устройство, расположение, назначение и взаимодействие механизмов станка.

2. Составить кинематическую схему станка.

3. Обозначить на схеме величины параметров звеньев кинематических цепей станка.

4. Написать уравнения кинематических цепей станка.

Основные понятия

Кинематическая цепь – это совокупность ряда передач – зубчатых, винтовых, реечных, ременных, храповых и других, осуществляющих передачу движений от начального звена к конечному, например, от электродвигателя к шпинделю (условные обозначения передаточных пар и механизмов металлорежущих станков по ГОСТ 2.770–68 приведены в приложении 2).

Рис. 1. Винторезная цепь токарного станка

Уравнение кинематического баланса – это зависимость движения одного конечного звена кинематической цепи oт другого, например, шпинделя (заготовки) и суппорта (резца).

Для винторезной цепи (рис. 1) уравнение кинематического баланса (кратко – уравнение баланса) можно записать так:

,

где i_х – передаточное, отношение органа настройки, например, гитары сменных колес; t_хв – шаг ходового винта; t_н – шаг нарезаемой резьбы.

Сокращенная запись уравнения баланса: 1об.шп.→ t_н.

Кинематическая схема станка – его условное изображение совокупности его кинематических цепей в одной плоскости (плоскости чертежа). Назначение кинематической схемы станка – дать полное представление о том, как передается движение к исполнительным механизмам. Передачи и механизмы в схемах показывают наглядным контуром, напоминающим форму действующих устройств (прил. 2).

На кинематической схеме приводят данные, по которым настраивают станок – мощность и частоту вращения ротора электродвигателей, диаметры шкивов, числа зубьев зубчатых колес, модуль рейки, число заходов червяков, число заходов и шаг ходовых винтов.

В приложении 1 представлена кинематическая схема токарно-винторезного станка мод. 16K20 с проставленными числами зубьев зубчатых колес, диаметрами шкивов и другими данными.

Рассмотрим примеры составления уравнений баланса кинематических цепей станка.

1. Цепь главного движения (с перебором, реверсивная муфта включена влево). Конечные звенья цепи: электродвигатель М – шпиндель (вал У1); конечные перемещения: n_дв→ n_шп.

Уравнение баланса (для положения, показанного на рисунке прил.1)

,

где n_шп – частота вращения шпинделя, об/мин.

2. Винторезная цепь при нарезании специальных резьб или повышенной точности (муфты M₁ в М₂ включены, коробка подач отключена). Конечные звенья цепи: шпиндель – суппорт; конечные перемещения: 1об.шп.→ t_н.

Уравнение баланса (блок Б₅ в правом положении)

,

где а, в, с, d – числа зубьев сменных колес гитары; t_хв – шаг ходового винта; t_н – шаг нарезаемой резьбы.

3. Цепь продольной подачи (муфты M₁ и М₂ выключены, а муфты M₃, М₄, и M₀ включены). Конечные звенья цепи: шпиндель – суппорт, конечные перемещения: 1об.шп.→ S_пр.

Уравнение баланса (блок Б₅ в правом положении)

где а, в, с, d – числа зубьев сменных колес гитары; S_пр – продольная подача, мм/об; m – модуль рейки, m=3 мм.

4. Цепь поперечной подачи (муфты M₁ и М₂ выключены, а муфты M₃, М₄, и M₀ включены). Конечные звенья цепи: шпиндель – поперечный суппорт; конечные перемещения: 1об.шп.→ S_поп.

Уравнение баланса (блок Б₅ в правом положении)

где t_хв – шаг ходового винта поперечной подачи (t_хв = 5 мм); S_поп – поперечная подача, мм/об.

Порядок проведения работы

Для выполнения данной работы необходим токарно–винторезный станок мод. ТВ–4 (станок используется в качестве макета и к электрической сети не подключен).

Последовательность выполнения работы

1. Изучить общее устройство станка и компоновку его узлов.

2. Произвести частичную разборку станка (под руководством преподавателя или учебного мастера).

3. Изучить устройство и взаимодействие механизмов приводов главного движения и подачи.

4. Пользуясь приведенными в приложении 2 условными обозначениями, составить кинематическую схему станка.

5. Путем просчетов и замеров проставить на кинематической схеме число зубьев всех зубчатых и червячных колес, диаметр шкивов, частоту вращения вала электродвигателя, модуль рейки и число заходов червяков, а также число заходов и шаг ходовых винтов.

6. Проверить правильность проведенной работы.

7. Оформить отчет по лабораторной работе.

Проверка и анализ работы

В составленной кинематической схеме необходимо проверить:

1. Правильность подсчета чисел зубьев зубчатых колес.

2. Зацепляемость зубчатых венцов передвижных двойных и тройных блоков зубчатых колес.

3. Правильность общего построения схемы и размещения на ней изображений отдельных механизмов и узлов станка.

Проверка 1. Проверить правильность подсчета чисел зубьев пары зубчатых колес путем сравнения расчетного и фактического межцентровых расстояний этой пары:

а) определить модуль зубьев зубчатых колес

мм

(1)

для любого зубчатого колеса проверяемой пары;

б) рассчитать межцентровое расстояние

мм,

(2)

где и – числа зубьев зубчатых колес проверяемой пары;

Рис. 2. Схема проверки межцентрового расстояния	Рис. 3. Схема проверки зацепляемости тройного зубчатого блока

в) замерить фактическое межцентровое расстояние на станке, построив замер по схеме, показанной на рис.2, где d₁ и d₂ – диаметры валов, несущих зубчатые колеса, l – расстояние, подлежащее замеру;

фактическое межцентровое расстояние

мм.

(3)

При правильном подсчете чисел зубьев величины расчетного и фактического межцентровых расстояний должны совпадать.

Проверка 2. Проверить правильность подсчета чисел зубьев зубчатых колес двойного или тройного зубчатого блока и зацепляемость зубчатых венцов блока с парными зубчатыми колесами:

а) подсчитать суммы чисел зубьев зубчатых колес каждой зацепляющейся пары и полученные результаты сравнить (рис. 3):

;

(4)

в) если указанное равенство сумм чисел зубьев соблюдено, то подсчет чисел зубьев на зубчатых колесах блока можно считать правильным.

Проверка 3. Схема, составленная студентами на лабораторном занятии, сравнивается с эталонной схемой станка, выдаваемой студентам только по окончании работы.

Внимательно сравнив составленную на лабораторном занятии схему с эталонной, студенты должны исправить свою схему и внести в нее недостающие элементы. Проверка производится при участии преподавателя.

Содержание отчета

1. Название работы.

2. Цель работы.

3. Оборудование, приспособления, инструменты.

4. Краткое описание общего устройства станка и компоновки его узлов.

5. Техническую характеристику станка.

6. Кинематическую схему станка.

7. Проверка правильности проведения работы по формулам (1) – (4).

8. Выводы.