ТКМ Часть 2

Министерство транспорта Российской Федерации Федеральное агентство железнодорожного транспорта Омский государственный университет путей сообщения

__________________________________

А. А. Рауба, Д. В. Муравьев, А. В. Обрывалин

ТЕХНОЛОГИЯ КОНСТРУКЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ

РАЗДЕЛ «ОБРАБОТКА МАТЕРИАЛОВ РЕЗАНИЕМ»

Часть 2

Утверждено редакционно-издательским советом университета в качестве методических указаний к лабораторным работам

по дисциплинам «Технологические процессы в машиностроении» и «Технология конструкционных материалов»

Омск 2011

2

УДК 621.91 (076.5)

ББК 34.63 Я73 Р25

Технология конструкционных материалов. Раздел «Обработка мате-

риалов резанием». Часть 2: Методические указания к лабораторным работам по дисциплинам «Технологические процессы машиностроительного производства» и «Технология конструкционных материалов» / А. А. Рауба, Д. В. Муравьев, А. В. Обрывалин; Омский гос. ун-т путей сообщения. Омск,

2011. 48 с.

В методических указаниях представлены пять лабораторных работ, в которых рассмотрены основные сведения об устройстве и механизмах металлорежущих станков, принципы построения и анализа их кинематических схем. Приведены кинематические схемы простейших механизмов и некоторых типов станков для самостоятельного расчета величин подачи суппорта и частоты вращения шпинделя.

Предназначены для студентов 2-го и 3-го курсов очной и заочной форм обучения, изучающих дисциплины «Технологические процессы машиностроительного производства» и «Технология конструкционных материалов».

Библиогр.: 8 назв. Табл. 12. Рис. 19.

Рецензенты: доктор техн. наук, профессор А. П. Моргунов; доктор техн. наук, профессор А. В. Бородин.

___________________________

© Омский гос. университет путей сообщения, 2011

3

1.2.Порядок выполнения работы…………………………………………. 12

1.3.Содержание отчета……………………………………………………. 13

1.4.Пример выполнения задания…………………………………………. 13

1.5.Контрольные вопросы…………………………………………………. 16

Лабораторная работа 2. Кинематическая схема токарно-винторезного станка……………………………………………………………………………. 16

2.2.Порядок выполнения работы………………………………………….. 22

2.3.Содержание отчета……………………………………………………... 22

2.4.Контрольные вопросы…………………………………………………. 22

Лабораторная работа 3. Кинематическая схема одношпиндельного верти-

кально-сверлильного станка…………………………………………………… 23

3.1.Краткие теоретические сведения.………………………………………….. 23

3.2.Порядок выполнения работы………………………………………….. 27

3.3.Содержание отчета……………………………………………………... 29

3.4.Контрольные вопросы…………………………………………………. 29

Лабораторная работа 4. Поперечно-строгальный станок……………………. 30

4.1. Краткие теоретические сведения……………………………………… 30

4.2.Порядок выполнения работы………………………………………….. 36

4.3.Содержание отчета……………………………………………………... 36

4.4.Контрольные вопросы…………………………………………………. 37

Лабораторная работа 5. Лимбовая делительная головка……………………... 38

4

ВВЕДЕНИЕ

Металлорежущие станки являются основным технологическим оборудованием машиностроительного и ремонтного производства. Наибольшее распространение на ремонтных предприятиях железнодорожного транспорта получили станки токарной группы. Наряду с ними используются сверлильные, строгальные и фрезерные станки.

В основе многообразия металлорежущих станков при всем различии их внешних форм, назначения и технических характеристик лежат простые кинематические элементы, которые в различном сочетании образуют определенные кинематические цепи. Во многих случаях разные станки имеют одинаковые частные кинематические цепи и общие (типовые) механизмы.

Работу каждого механизма станка изучают по его кинематической схеме. Любой металлорежущий станок настраивают на выполнение определенной работы путем решения уравнений кинематических цепей. Для графического изображения кинематических цепей и их элементов приняты стандартные условные обозначения.

Методические указания состоят из пяти лабораторных работ. В первой лабораторной работе приведены описания типовых передач, используемых в металлорежущих станках, и их условные обозначения в кинематических схемах, анализ схем простейших механизмов; во второй – конструкция и кинематика токарно-винторезного станка, принципы построения структурных схем приводов главного движения и движения подачи, правила составления уравнения кинематических цепей механизмов станка; в третьей – конструкция и кинематика вертикально-сверлильного станка, методика расчета режима резания при сверлении; в четвертой – конструкция, кинематика и способы настройки поперечно-строгального станка, принцип работы кулисного и храпового механизмов; в пятой работе – описание наиболее распространенного делительного приспособления для фрезерных станков – лимбовой делительной головки, методы деления заготовок на равные и неравные части, индивидуальное задание по настройке делительной головки на дифференциальное деление и фрезерование винтовых поверхностей.

6

Лабораторная работа 1

ТИПОВЫЕ МЕХАНИЗМЫ МЕТАЛЛОРЕЖУЩИХ СТАНКОВ

Ц е л ь р а б о т ы: ознакомиться с конструкцией типовых механизмов металлорежущих станков и условными обозначениями основных элементов передач в кинематических схемах, рекомендуемыми ГОСТ 2.770-68; приобрести навыки в определении частоты вращения валов и скорости перемещений узлов станка.

1.1.Краткие теоретические сведения

Передачей называют механизм, передающий движение от одного элемента к другому (с вала на вал), или преобразующий один вид движения в другой.

В металлорежущих станках для передачи вращательного движения применяют ременные, цепные, зубчатые и другие передачи; для сообщения узлам станков поступательного движения – кинематическую пару «винт-гайка», реечную передачу и другие механизмы. Требования ЕСКД предусматривают условные обозначения элементов в кинематических схемах (ГОСТ 2.770-68), наиболее часто встречающиеся из которых приведены в табл. 1.1.

7

упругая

фрикционная конусная

кулачковая (зубчатая) односторонняя

кулачковая (зубчатая) двухсторонняя

Звено рычажных механизмов двухэлементное:

ползун

кулиса

Храповые зубчатые механизмы:

снаружным зацеплением односторонние

снаружным зацеплением двусторонние

Шкив ступенчатый, закрепленный на валу

Передача ременная (без уточнения типа ремня)

Передачи зубчатые (цилиндрические):

внешнее зацепление (общее обозначение без уточнения типа зубьев)

внутреннее зацепление

Передачи зубчатые с пересекающимися валами и конические (общее обозначение без уточнения типа зубьев)

8

О к о н ч а н и е т а б л . 1 . 1 .

Передачи зубчатые со скрещивающимися валами:

червячные с цилиндрическим червяком

Передачи зубчатые реечные (общее обозначение без уточнения типа зубьев)

Кинематическая пара «винт-гайка»:

гайка на винте, передающем движение: неразъемная

разъемная

Вал с концевой частью под съемную рукоятку

Электродвигатель

В механизмах станков используются следующие виды соединений деталей (зубчатых колес, полумуфт и др.) с валом:

н е п о д в и ж н о е (рис. 1.1, а) – зубчатое колесо жестко связано с валом; с в о б о д н о е п р и в р а щ е н и и (рис. 1.1, б) – зубчатое колесо и вал вращаются независимо друг от друга, и колесо не может перемещаться вдоль

вала;

Рис. 1.1. Виды соединений зубчатых колес с валами:

а – неподвижное соединение; б – свободное при вращении

п о д в и ж н о е б е з в р а щ е н и я – зубчатое колесо вращается вместе с валом (рис. 1.2) и может перемещаться по шлицам или по шпонке вдоль вала. Например, за счет перемещения блока зубчатых колес (тройного блока из шестерен z1, z2, z3) возможны следующие три варианта передачи вращения от ва-

9

ла I к валу II: блок будет смещен влево – в зацеплении будут находиться зубчатые колеса z1-z4; если блок находится в центральном положении – z2-z5; если блок смещен вправо, тогда шестерня z3 будет вращать шестерню z6;

п р и п о м о щ и в ы т я ж н о й ш п о н к и (рис. 1.3), которая может соединить с валом I только одну шестерню из трех (z1, z2, z3), остальные две вращаются на валу I свободно. На валу II шестерни закреплены неподвижно.

Изменяя положение шпонки, можно обеспечить три различных частоты вращения вала II, используя следующие варианты зацепления зубчатых колес: z1-z4, z2-z5 или z3-z6.

При составлении кинематических схем необходимо соблюдать следующие правила:

–шестерни, входящие в зацепление при переключении зубчатых передач, должны на схеме касаться друг друга своими диаметрами (см. рис. 1.2);

–на плоской развертке пространственной кинематической схемы зацепления между шестернями, насаженными на валы и расположенными в разных параллельных плоскостях, обозначаются пунктирными линиями. Например, в реверсивном механизме (рис. 1.5) передача вращения с вала I на вал III, который в действительности не располагается в плоскости схемы, осуществляется непосредственно через зубчатые колеса z1-z2 при левом фиксированном положении колеса z1.

10