ТКМ Часть 2

.ks – коэффициент, учитывающий потери в механизме подачи станка, ks = 0,96;

a, b, c, d – соответственно, число ремней в передаче, зубчатых передач, пар подшипников скольжения, пар подшипников качения в кинематической цепи, передающей движение от электродвигателя до шпинделя.

Т а б л и ц а 2.1 Значения коэффициентов полезного действия элементов кинематической цепи

2.1.2. Расчет кинематической цепи привода подачи

Подачей при точении называется перемещение суппорта с резцом за один оборот шпинделя с деталью (Sо), при этом продолжительность такого оборота не имеет значения. Поэтому приводным валом механизма подачи является шпиндель (nпр. вала = nшп = 1 об/мин).

Привод подачи начинается от шестерни z10 (см. рис. 2.2), неподвижно посаженной на шпинделе и передающей вращение шпинделя на четыре шестерни z10-z11-z12-z13 реверсивного механизма – трензеля (см. рис. 1.4), обеспечивающего изменение подачи по направлению.

Шестерня z15 является промежуточной, а шестерни z13, z14 и z16 – сменные, установлены на приспособлении, называемом гитарой (гитара сменных шестерен), и обеспечивают возможность изменения общего передаточного отношения кинематической цепи подачи и, соответственно, значения подачи при настройке станка на резьбонарезную операцию. К станку прилагается комплект сменных шестерен (пятковый набор) с числом зубьев кратным 5; 20; 25; 30; 40; 45; 50; 55; 60; 65; 70; 80; 90; 100, а также шестерня со 127 зубьями для настройки станка на нарезание дюймовой резьбы (1” = 25,4 мм = 127/5).

Сменная шестерня z16 вращает ведущий вал коробки подач IV, обеспечивающий изменение значения подачи, а именно шесть различных значений подачи за счет реализации шести вариантов передачи вращения (передаточного

21

Значение поперечной подачи определяется по формуле:

где iоб3 – общее передаточное отношение от шпинделя до ходового винта поперечной подачи;

tп – шаг ходового винта поперечной подачи, мм.

Структурная схема привода механизма подачи строится аналогично построению схемы (1.12).

2.2.Порядок выполнения работы

1)Изучить конструкцию токарно-винторезного станка.

2)Ознакомиться с устройством и назначением основных узлов станка.

3)Выполнить анализ кинематической схемы станка по индивидуальному заданию (выдается преподавателем).

4)Составить структурную схему механизма привода главного движения.

5)Определить значения частоты вращения шпинделя и крутящего момента на шпинделе.

6)Составить структурную схему механизма привода подачи.

7)Определить значения продольной и поперечной подачи по ходовому валу и продольной подачи по ходовому винту при нарезании резьбы.

2.3.Содержание отчета

1)Описание назначения и устройства основных узлов, приводов и механизмов токарно-винторезного станка.

2)Кинематическая схема токарно-винторезного станка.

3)Структурные схемы механизма приводов главного движения и движения подачи.

4)Расчет значений частоты вращения шпинделя, крутящих моментов на шпинделе и значений подачи.

2.4.Контрольные вопросы

1)Из каких основных узлов состоит токарно-винторезный станок. Каково их устройство и назначение?

23

2)Из каких узлов и механизмов состоят приводы главного движения и движения подачи. Каково устройство и назначение этих узлов и механизмов?

3)Как осуществляются поперечная и продольные подачи суппорта станка?

4)Возможно ли одновременное включение продольной и поперечной подачи за счет вращения ходового вала. Если нет, то почему?

5)Возможно ли одновременное включение продольных подач за счет вращения ходового вала и ходового винта. Если нет, то почему?

Лабораторная работа 3

УСТРОЙСТВО И КИНЕМАТИЧЕСКАЯ СХЕМА ОДНОШПИНДЕЛЬНОГО ВЕРТИКАЛЬНО-СВЕРЛИЛЬНОГО СТАНКА

Ц е л ь р а б о т ы: изучить устройство, управление и кинематическую схему одношпиндельного вертикально-сверлильного станка; освоить методику выбора параметров режима резания при сверлении.

3.1. Краткие теоретические сведения

Одношпиндельный вертикально-сверлильный станок состоит из следующих основных узлов (рис. 3.1): станины, установленной на фундаментной плите шпиндельной бабки, в которой расположен привод главного движения резания, кронштейна, в котором расположен привод движения подачи, и стола, закрепленного на направляющих станины. Станок предназначен для выполнения операций изготовления и обработки отверстий при производстве и ремонте деталей: сверления, рассверливания, надсверливания, зенкерования, развертывания.

Привод главного движения состоит из электродвигателя, коробки скоростей и шпиндельного узла.

Шпиндель представляет собой сплошной шлицевый вал, который вращается вместе с посаженным на него тройным блоком зубчатых колес с числами зубьев 37, 62 и 40 в подшипниках шпиндельной бабки, а также в радиальноупорных подшипниках гильзы (пиноли), расположенной в кронштейне.

Привод движения подачи, смонтированный в кронштейне, обеспечивает вертикальное перемещение цилиндрической гильзы с зубчатой рейкой и вращающимся в ней шпинделем.

24

Жесткое соединение вращающегося шпинделя с неподвижной гильзой обеспечивается применением радиально-упорных подшипников качения. При включении подачи рукояткой управления кулачковой муфтой на оси штурвала подачи, вращение шпинделя от шестерни с числом зубьев 40 через промежуточные шестерни, шестерни и валы коробки подач, червячную передачу, передается реечной шестерне с 14 зубьями, вращающейся на одном валу с червячным колесом с 50 зубьями. Таким образом, вращение шпинделя преобразуется в его поступательное перемещение вместе с гильзой в сторону подачи.

Русский академик А. В. Гадолин в 1878 году предложил при построении ряда частот вращения и подач для металлорежущих станков со ступенчатым регулированием значений этих величин, применять закон геометрической прогрессии, по которому каждое последующее значение такой величины больше предыдущего на постоянное для этого ряда число – показатель геометрической прогрессии. Данный показатель для ряда частот вращения шпинделя определяется по следующей формуле:

где z – количество ступеней регулирования частоты вращения шпинделя;

nmax, nmin – максимальная и минимальная частоты вращения шпинделя, об/мин.

Расчетное значение φ округляется до ближайшего стандартного.

Таким образом, значения частоты вращения шпинделя рассчитываются:

где n1 = nmin – минимальное значение величины частоты вращения шпинделя, рассчитанное по структурной схеме привода главного движения, об/мин. Расчет ряда значений подачи выполняется аналогично.

Определение значений параметров режима резания для сверления отверстий производится в следующей последовательности:

а) определить расчетную подачу, допускаемую прочностью сверла по формуле:

26

где Cs – коэффициент, зависящий от прочности обрабатываемого материала;

где в – предел прочности при растяжении обрабатываемого материала, МПа; xs – показатель степени (при сверлении инструментом из быстрорежущей

стали xs = 0,6);

ks – поправочный коэффициент (табл. 3.1).

Т а б л и ц а 3.1 Значения поправочного коэффициента ks

Фактическая подача выбирается из условия:

где S – ближайшее меньшее значение из ряда значений подачи станка, мм/об. б) рассчитать допускаемую скорость резания по заданной стойкости при

сверлении стали инструментом из быстрорежущей стали по формуле:

где Cv – коэффициент, зависящий от условий обработки (Cv = 7 при S 0,2 мм/об; Cv = 9,8 при S > 0,2 мм/об);

yv – показатель степени (yv = 0,7 при S 0,2 мм/об; yv = 0,5 при S 0,2 мм/об);

Kv – поправочный коэффициент, учитывающий условия обработки,

27

где kиv – коэффициент, учитывающий свойства инструментального материала (для быстрорежущей стали kиv = 1);

klv – коэффициент, учитывающий глубину отверстия l (табл. 3.2);

kмv – коэффициент, учитывающий свойства обрабатываемого материала,

в) по найденной допускаемой скорости резания рассчитать необходимую частоту вращения шпинделя:

Фактическую частоту вращения шпинделя выбирают из условия:

где n – частота вращения шпинделя, рассчитанная по кинематической схеме станка, об/мин.

Фактические значения подачи станка и частоты вращения шпинделя выбирают из ряда значений подачи станка и ряда частот соответственно с таким

28

расчетом, чтобы они были ближайшими наименьшими к рассчитанным значениям.

3.2.Порядок выполнения работы

1)Ознакомиться с устройством станка и назначением основных узлов.

2)Изучить кинематическую схему станка (см. рис. 3.1).

3)Согласно кинематической схеме построить структурные схемы механизмов привода главного движения резания и привода движения подачи.

4)По закону А. В. Гадолина произвести расчет значений ряда частот вращения шпинделя и подач станка.

5)В соответствии с заданным вариантом (табл. 3.4) рассчитать режим резания для сверления отверстия в заготовке из углеродистой конструкционной стали инструментом из быстрорежущей стали.

29