Будова верстата

Призначення верстата

Мета роботи

Вивчити призначення верстата, рухи у верстаті, будову, принцип дії і кінематичну схему верстата; освоїти кінематичні розрахунки головного руху різання і рухів подач; виконати задані викладачем кінематичні розрахунки.

3.2 Тривалість і місце проведення роботи

Робота проводиться в лабораторіях кафедри зносостійкості та відновлення деталей. Тривалість роботи-2 години.

3.3 Теоретичні відомості

Токарно-гвинторізний верстат моделі 1К62 призначений для обробки циліндричних, конічних і плоских поверхонь, а також для нарізування різцем метричних, дюймових, модульних і пітчевих різей. У випадку нарізування багатозахідних різей ділення заготовки на потрібне число заходів здійснюється за допомогою спеціального кільця з поділками, змонтованого на шпинделі верстата. Верстат оснащений механізмом для швидких рухів супорта.

3.3.2 Рухи у верстаті

У верстаті розрізняють робочі та допоміжні рухи.

Під час робочих рухів з поверхні заготовки відокремлюється шар металу у вигляді стружки. Робочі рухи поділяють на головний рух різання і рухи подачі.

Головний рух різання – це обертання шпинделя навколо своєї осі разом із заготовкою. Цей рух забезпечує одинарне (за один оберт заготовки) відокремлювання стружки.

Рух подачі - пересування різального інструмента в заданому напрямку відносно осі обертання шпинделя. Рух подачі у поєднанні з головним рухом різання забезпечує відокремлення стружки на всій оброблюваній поверхні.

Розрізняють такі види подач:

- поздовжню (паралельно до осі обертання шпинделя);

- поперечну (перпендикулярно до осі обертання шпинделя);

- під кутом до осі обертання шпинделя.

Допоміжні рухи підготовляють процес різання, хоч самі участі у ньому не беруть. До них належать: закріплювання заготовки і зняття готової (чи частково обробленої) деталі, перемикання частот обертання шпинделя і величин подач, пуск і зупинка верстата тощо.

До основних частин верстата належить: станина Г (рисунок 3.1), передня А і задня В бабки, коробка подач Е, супорт Б, фартук Д, гітара Є, ходовий гвинт 11 і ходовий валик 10.

Станина служить для з’єднання частин верстата в єдину функціональну систему. Вона є виливкою із сірого чавуну. Більшість частин верстата закріплені на станині, окремі з них мають можливість пересуватись. Найвідповідальнішими елементами станини є напрямні: по них пересувається супорт і задня бабка. До станини прикріплена зубчаста рейка, завдяки якій відбувається поздовжня подача. Нижня частина станин має корито 8 для збирання стружки та емульсії.

Передня бабка призначена для закріплювання оброблюваної заготовки і надання останній різних частот обертання. Передня бабка складається з литого корпуса й коробки швидкостей, останній порожнистий вал якої називається шпинделем. На кінці шпинделя закріплений пристрій для затискання заготовки-кулачковий патрон або планшайба. Частота обертання шпинделя регулюється ступеневою коробкою швидкостей.

А-передня бабка; Б-супорт; В-задня бабка; Г-станина; Д-фартук; Е-коробка подач; Є-гітара; 1-патрон; 2-полозки поперечної подачі; 3-напрямні поворотні; 4-замок; 5-центр; 6-піноль; 7-маховичок; 8-корито; 9-маховичок поздовжньої подачі; 10-ходовий валик; 11-ходовий гвинт

Рисунок 3.1 - Загальний вигляд токарно-гвинторізного верстата моделі 1К62

Задня бабка використовується для підтримування за допомогою центра 5 правого кінця заготовки, а також для закріплювання в конічному отворі пінолі 6 різального інструменту для обробки отворів і здійснення руху подачі цього інструменту. Бічне зміщення корпуса задньої бабки дозволяє виконувати обточування конусів. Піноль пересувають за допомогою гвинтової передачі обертання маховичка 7. Залежно від довжини оброблюваної заготовки задню бабку пересувають по напрямних станини і потім фіксують її у потрібному положенні. Задню бабку можна з’єднувати спеціальним замком 4 із супортом і за рахунок поздовжнього руху супорта надавати їй механічної поздовжньої подачі під час обробки отворів.

Коробка подач служить для ступеневого регулювання величини поздовжніх і поперечних подач. Вона закріплена на станині під передньою бабкою. Від коробки подач у рух приводиться ходовий гвинт 11 або ходовий валик 10.

Ходовий гвинт використовується під час нарізування різі за допомогою різця.

Ходовий валик застосовується під час здійснення звичайних поздовжніх і поперечних подач.

Супорт призначений для переміщення закріпленого в різцетримачі інструмента. Завдяки хрестоподібному розміщенню полозок для поздовжнього і поперечного руху здійснюється поздовжня і поперечна подачі, а також точне позиціювання інструменту. Супорт складається з литої каретки, що знаходиться на напрямних станини, поперечних 2 і верхніх 3 полозок. Останні можна повертати навколо вертикальної осі. Кут повороту відлічують на шкалі поперечних полозок. Подача різця під кутом під час обробки коротких конусів виконується від руки.

Фартук має механізми для перетворення обертального руху маховика 9, ходового гвинта чи ходового валика в поступальний рух поздовжньої або поперечної подач, а також механізми для зміни напрямку руху цих подач. При цьому кінцевою передачею кінематичного ланцюга поздовжніх подач є ходовий гвинт - розмірна гайка або рейкова шестерня - рейка. Кінцевою передачею кінематичного ланцюга поперечних подач служить гвинт поперечної подачі і гайка.

Гітара кінематично з’єднує передню бабку з коробкою швидкостей, а також за рахунок переставлення зубчастих коліс змінює передавальне відношення в ланцюгу подач.

3.3.4 Кінематика верстата

Головний рух різання. Від електродвигуна Д1 (рисунок 3.2), що має частоту обертання n =1450 хв^-1, за допомогою клинопасової передачі зі шківами Ø 142 і Ø 254 мм на вал І коробки швидкостей передається одна частота обертання. Для надання шпинделю прямих (правих) частот обертання вільнопосаджений подвійний блок зубчастих коліс 56-51 закріплюють на валі І за допомогою фрикційної багатодискової двосторонньої муфти М₁.

Вал ІІ отримує дві частоти обертання через колеса 51 і 39 та 56 і 43 механізму з подвійним пересувним блоком коліс. За допомогою механізму з потрійним пересувним блоком коліс на вал ІІІ можна передати шість частот обертання - по дві частоти через пари зубчатих коліс 29 і 47, 21 і 55 та 38 і 38. На валі ІV сидять подвійні блоки зубчастих коліс 88-45 і 22-45, які разом з колесами 22 і 45 вала ІІІ та 88 і 45 вала V забезпечують між валами ІІІ-V такі величини передавальних відношень

Як видно, дві величини і ^ІІ_ІІІ-V та і ^ІІІ_ІІІ-V співпадають. Тому на вал V буде передано не 24, а 18 частот обертання. Від вала V шпиндель отримує 18 частот обертання через зубчасті колеса 26 і 52. Крім того, шпиндель отримує ще шість частот обертання від вала ІІІ за допомогою пари коліс 65 і 43. В сумі на шпиндель можна передати 24 частоти обертання. Оскільки дві з цих частот співпадають, то фактична кількість частот обертання шпинделя дорівнює двадцять три.

Для надання шпинделю зворотніх (лівих) частот обертання використовують механізм реверсу з циліндричними зубчатими колесами 51, 39, 50, 24-36, 38 і муфтою М₁. Закріпивши муфтою М₁, на валі І зубчасте колесо 50, на вал ІІ передамо одну частоту обертання колесами 50 і 24 та 36 і 38. Від вала ІІ зворотній рух на шпиндель передається тими самими механізмами, що й при прямому обертанні. Всього шпиндель отримає 12 лівих частот обертання.

Рухи подач починаються від шпинделя. Оскільки подачею є переміщення різального інструменту (супорта) за один оберт шпинделя, при цьому на вал VІІ передається один рух подачі через колеса 60 і 60, а на вал VІІІ - два рухи подач через колеса 42 і 42 та 28 і 56. Вал ІХ отримує чотири рухи подач: два за допомогою коліс гітари 42, 95, 50 і два – за допомогою коліс 64, 95, 97. Далі від цього вала оберти можуть передаватись у трьох напрямках.

Перший напрямок. Оберти з вала ІХ передаються за допомогою коліс 35, 37, 35 вал Х кінематично пов’язаний механізмом Нортона з валом ХІ, який отримує двадцять вісім рухів подач. Така ж кількість рухів подач надійде через колеса 35, 28, 28, 35 на вал ХІІ. Далі за допомогою двох механізмів з подвійними пересувними блоками коліс (18-28 та 28-48) на вал ХІV можна передавати 112 рухів подач.

Другий напрямок. Для передачі руху за другим напрямком з’єднують між собою вали ІХ і ХІ муфтою М₂ та вали Х і ХІІ муфтою М_4. У цьому випадку вал ХІ отримує чотири рухи подач від вала ІХ, який через семиступеневий механізм Нортона передасть на вали Х і ХІІ двадцять вісім рухів подач. На вал ХІV за допомогою двох механізмів з подвійним пересувними блоками коліс буде передано 112 рухів подач.

Під час нарізування різей з великим кроком рух від шпинделя на вал VІІ передається через вали V, ІV, ІІІ і далі за допомогою коліс 45 і 45, що дозволяє збільшити передавальні відношення в кінематичному ланцюзі подач у 2, 8 і 32 рази.

Ходовий вал ХVІІ обертає зубчасті колеса 27, 20, 28. Далі рух передається на вал ХVІІІ через запобіжну муфту М_П, яка розмикається при виникненні перевантажень у ланцюзі подач. Черв’ячна передача приводить у рух вал ХІХ. Для надання супорту поздовжньої подачі вмикають муфту М₇, в результаті чого закріплюють колесо 37 на валі ХХ. Рух від вала ХІХ на рейкову шестерню 10 буде передано через дві зубчасті передачі циліндричними колесами 40 і 47 та 14 і 66. Зворотній напрямок поздовжньої подачі реалізують вмиканням муфти М₆ завдяки чому на валі ХХ закріплюють інше зубчате колесо 37. Тоді обертання від вала ХІХ до вала ХХ буде передано через колеса 40, 45, 37. колеса 14 і 66 приводять в рух вал ХХІ, на якому закріплена рейкова шестерня 10. Щоб реалізувати поперечну подачу муфтою М₉, закріплюють на валі ХХІІ колесо 37. Тоді рух від вала ХІХ до гвинта поперечної подачі ХХІІІ буде передано через колеса 40, 45 і 37 та 40, 61 і 20. Завдяки проміжному широкому колесу 45 гвинт поперечної подачі змінить свій напрямок обертання.

Швидке переміщення супорта здійснюється від електродвигуна Д2 через пасову передачу зі шківами Ø85 і Ø147 мм, ходовий вал ХVІІ і далі за розглянутими вище напрямками руху. Наявність обгінної муфти М_о дозволяє здійснювати швидке переміщення супорта без вимикання робочої подачі.

3.3.5 Розрахункові формули

Ча­с­то­та обе­р­тан­ня шпи­н­де­ля n_ш ви­зна­ча­ють за фо­р­му­лою

n_ш = n₁η. і_кш, хв^-1, (3.1)

де n₁-частота обертання вала електродвигуна, хв^-1;

D₁-діаметр шківа на валі електродвигуна, мм;

D₂-діаметр шківа на І валі коробки швидкостей, мм;

η = 0,985 – коефіцієнт ковзання пасової передачі;

і_кш– загальне передавальне відношення коробки швидкостей.

Поздовжню подачу S_пд визначають за формулою

S_{пд =} і^’_кш ^. і_гіт ^. і_кп ^. і_ф ^. π ^. m ^. z, мм/об, (3.2)

де і^’_кш – передавальне відношення від шпинделя до вала VІІІ;

і_гіт – передавальне відношення гітари;

і_кп – передавальне відношення коробки передач;

і_ф – передавальне відношення фартука для поздовжньої подачі;

m – модуль зуба рейкової передачі, мм;

z – число зубів рейкової шестерні.

При нарізуванні різі за допомогою різця величина поздовжньої подачі S_пд повинна бути рівною кроку різі t_p, тобто

S_пд = і^’_кш^. і_гіт^. і_кп^. t, мм/об, (3.3)

де t – крок різі ходового гвинта, мм.

При нарізуванні різі підвищеної точності (див. третій напрямок передачі руху через коробку подач) рівняння (3.3) прийме такий вигляд

S_пд = і^’_кш ^. і_гіт ^. t, мм/об. (3.4)

Рівняння кінематичного балансу поперечної подачі S_пп можна записати так

S_пп = і^’_кш ^. і_гіт ^. і_кп ^. і^’_ф ^. t₁, мм/об, (3.5)

де і^’_ф – передавальне відношення фартука для поперечної подачі;

t₁ – крок різі гвинта поперечної подачі, мм.

3.4 Обладнання, матеріали та інструменти

3.4.1 Токарно-гвинторізальний верстат моделі 1К62.

3.4.2 Макети окремих механізмів верстата, плакати загального вигляду верстата і його кінематичної схеми.

3.4.3 Різальні інструменти (різці різних типів, спіральні свердла, зенкери, розвертки, мітчики, плашки).

3.4.4 Патрони (3 і 4 кулачкові).

3.4.5 Люнети.

3.4.6 Штангенциркулі.

3.4.7 Мікрометри.

3.4.8 Заготовки.

Дата добавления: 2014-10-23