- •Учебное пособие
- •1. Основы технологии обработки заготовок
- •1.1. Современные технологические методы формообразования
- •1.2. Кинематические основы формообразования поверхностей
- •1.5. Инструмент для формообразования поверхностей деталей машин
- •1.6. Физические закономерности (явления) процесса резания
- •1.7. Точность и качество обработанной поверхности
- •1.8. Производительность и выбор режима резания
- •1.9. Инструментальные материалы
- •2. Металлорежущие станки
- •2.1. Классификация металлорежущих станков
- •2.2. Кинематика станков
- •2.3. Классификация простейших механизмов станков
- •2.4. Условные обозначения элементов кинематических схем
- •2.5. Примеры обозначения и расчета простейших
- •2.6. Кинематическая схема токарно-винторезного станка 16к20
- •3. Обработка заготовок на токарных станках
- •3.1. Типы станков токарной группы
- •3.3. Типы токарных резцов
- •3 4. Принадлежности к токарным станкам
- •3.5. Способы закрепления заготовок
- •3.6. Работы, выполняемые на токарных станках
- •4. Обработка заготовок на фрезерных станках
- •4.1. Особенности процесса фрезерования
- •4.2. Работы, выполняемые на фрезерных станках
- •4.3. Типы фрез
- •4.5. Машинное время при фрезеровании
- •4.6. Схемы цилиндрического фрезерования
- •4.7. Типы фрезерных станков
- •4.8. Принадлежности к фрезерным станкам
- •4.9. Делительные головки
- •5. Обработка на сверлильных и расточных станках
- •5.1. Работы, выполняемые на сверлильных станках
- •5.2. Конструкции и геометрия осевых инструментов
- •5.3. Элементы режима резания
- •5.4. Типы сверлильных расточных станков
- •6. Обработка на строгальных, долбежных и протяжных станках
- •6.1. Особенности процессов строгания, долбления и протягивания
- •6.2. Станки строгально-протяжной группы
- •7. Зубонарезание
- •7.1. Методы нарезания зубчатых колес
- •7.2. Схемы обработки методом копирования
- •7.3. Схемы обработки зубчатых колес методом обкатки
- •8. Шлифование
- •8.1. Особенности процесса шлифования
- •8. 2. Характеристика и маркировка абразивного инструмента
- •500 × 50 × 305 – Размеры круга (мм); 35 м/с – допустимая окружная скорость
- •8.3. Основные схемы шлифования
- •8.4. Шлифовальные станки
- •9. Отделочные методы обработки
- •9.1. Обработка абразивными инструментами
- •9.2. Методы отделки зубьев зубчатых колес
- •9.3. Обработка методами пластического деформирования
- •10. Электрохимические и электрофизические методы размерной обработки
- •10.1. Электрохимические методы
- •10.2. Электроэрозионные методы
- •10.3. Ультразвуковая обработка
- •10.4. Лучевые методы
- •11. Основы теории обработки металлов давлением (омд). Процессы формообразования при омд
- •11.1. Сущность и основные способы обработки металлов давлением
- •11.2. Нагрев металла и нагревательные устройства
- •11.3. Технологические операции обработки металлов давлением
- •11.4. Технико-экономические показатели и критерии выбора рациональных способов обработки металлов давлением
- •Библиографический список
- •3 94026 Воронеж, Московский просп., 14
2.6. Кинематическая схема токарно-винторезного станка 16к20
Кинематическую схему токарного станка можно разделить на две кинематические цепи: привода главного движения и привода подачи.
Изучение кинематической схемы станка 16К20 целесообразнее осуществлять по блок-схемам кинематических цепей приводов.
● Привод главного движения
Г лавным движением является вращательное движение шпинделя станка. Рассмотрим цепь движения привода главного движения по блок-схеме, представленной на рис. 2.1.
Рис. 2.1. Блок-схема привода главного движения:
ЭД - главный электродвигатель; РРМ1 - реверсивно-регулирующий механизм № 1; РМ2 - регулирующий механизм №2; РМЗ - регулирующий механизм №3;
РМ4 - регулирующий механизм №4 («Перебор»)
Вращение вала электродвигателя (ЭД) через клиноременную передачу (КРП) передается на входной вал коробки скоростей. Кинематическая цепь коробки скоростей состоит из 4-х регулирующих механизмов, три из которых представляют скользящие блоки, а один - механизм перебора (РМ4), и одного реверсивного, в котором используется фрикционная муфта Мф и промежуточный ("паразитный") блок шестерен. Включением муфты Мф влево реверсивный механизм обеспечивает прямое вращение шпинделя, при котором, в основном, и осуществляется процесс резания.
С помощью коробки скоростей можно обеспечить 24 различные частоты прямого вращения шпинделя в пределах от 12,5 до 1600 об/мин.
Уравнение кинематического баланса цепи главного движения можно представить в общем виде:
nшп = nэд • iэд-шп , (об/мин), (1)
где nшп - частота вращения шпинделя станка, об/мин;
nэд - частота вращения вала электродвигателя (по схеме nэд =1500 об/мин);
- общее передаточное отношение
от электродвигателя до шпинделя;
- передаточное отношение от вала электродвигателя до шпинделя;
- передаточные отношения в РРМ1 при прямом вращении шпинделя;
- передаточные отношения, обеспечиваемые в РМ2;
- передаточные отношения в РМЗ
при nшп = 200...1600 об/мин;
iрм4 = 45/45 • 18/72 • 30/60 - передаточные отношения в механизме 15/60 РМ4 при nшп = 12,5...160 об/мин.
Подставив в уравнение (1) числовые значения передаточных отношений ступеней регулирования механизмов в цепи привода главного движения, получим общее уравнение кинематического баланса цепи главного движения для частот вращения шпинделя в пределах от 12,5 до 1600 об/мин.
● Привод движения подачи
П ривод подачи составлен из механизмов, которые размещены в коробке скоростей (в том числе звено увеличения шага - ЗУШ и реверсивный механизм - Р), гитаре сменных шестерен - ГСШ, коробке подач (обратимый механизм - ОМ, меандр – Me и переключающие муфты) и суппорте станка (реечная – РП и винтовые передачи - Bl, B2, ВЗ ) (см. блок-схему на рис. 2.2).
Рис. 2.2. Блок-схема привода движения подачи:
ЗУШ - звено увеличения шага резьбы; Р - реверсивный механизм (трензель);
ГСШ - гитара сменных шестерен; ОМ - обратимый регулирующий механизм;
Me - регулирующий механизм (меандр); РП - реечная передача;
В1, В2, ВЗ - винтовые передачи
М еханизм звена увеличения шага (ЗУШ) используется только при наре-зании резьбы с увеличенным шагом, он расположен в коробке скоростей. В качестве ЗУШ используется механизм РМ4, только движение в нем подается от шпинделя (т.е. в обратном направлении).
Для осуществления подачи, вращение от шпинделя через реверсивный механизм (Р) и гитару сменных шестерен (ГСШ) поступает на вход коробки подач, состоящей из двух регулирующих механизмов: обратимого (ОМ) и меандра (Me), и переключающих муфт M1, М2, М3 и М4. С коробки подач движение через ходовой валик или ходовой винт передается в фартук суппорта, а затем на исполнительные механизмы, преобразующие вращательное движение в поступательное: реечную (РП) и винтовые передачи (В1, В2, ВЗ). Реечная передача (РП) используется для осуществления продольной подачи, а винтовые: Bl - для нарезания резьбы, В2 - поперечной и ВЗ - наклонной подач.
Кинематическая цепь подачи станка позволяет осуществлять точение с продольной, поперечной и наклонной подачами, а также нарезание метрической, модульной, питчевой и особоточной резьб.
Рассмотрим кинематические цепи, по которым движение передается от шпинделя к исполнительным механизмам суппорта при осуществлении различных видов подач.
Уравнение кинематической цепи любой подачи можно представить в общем виде: Sп = 1 об.шп • iобщ• Sисп , (мм/мин),
где iобщ = iпер • iпост - общее передаточное отношение движения от шпинделя до исполнительного механизма (реечного или винтового),
iпер = iом • iме - переменное передаточное отношение, изменяющееся с помощью регулирующих механизмов в коробке подач (обратимый механизм - ОМ и меандр - Me);
iпост - постоянное передаточное отношение, равное произведению передаточных отношений всех передач, составляющих кинематическую цепь той или иной подачи (кроме передач регулирующих механизмов), том числе и передаточное отношение гитары сменных шестерен (ГСШ):
где K = 40; L = 86; N = 64.
Уравнение продольной подачи
При точении с продольной подачей (Sпрод) в коробке подач включены (зам-кнуты) муфты М3 и M4, при выключенных (разомкнутых) муфтах M1 и М2. Движение от шпинделя передается к реечной передаче - РП в суппорте и уравнение кинематического баланса пепи продольной подачи имеет вид:
Sпрод = 1об.шп • iобщ• π • m • Zрк , (мм/об),
где т - модуль реечного зацепления, мм,
Zрк - число зубьев реечного колеса.
Уравнение поперечной подачи
Поперечная подача (Sпоп) осуществляется с помощью винтового механизма (В2) в поперечных салазках суппорта.
Уравнение цепи движения поперечной подачи незначительно отличается от продольной подачи и имеет вид:
Sпоп = 1об.шп • iобщ• Рхв2 , (мм/об),
где Рхв2 - шаг ходового винта винтовой передачи В2.
Уравнение наклонной подачи
Наклонная подача (Sн) осуществляется винтовой передачей (ВЗ), вмонтированной в поворотных резцовых салазках. Уравнение цепи движения наклонной подачи имеет вид:
Sн = 1об.шп • iобщ• Рхв3 , (мм/об),
где Рхв3 - шаг ходового винта винтовой передачи ВЗ.
Кинематические цепи нарезания резьбы
Нарезание резьб любого профиля и размерности осуществляется с помощью винтовой передачи В1, при этом движение от шпинделя передается на ходовой винт через замкнутую муфту - Мз, которая отключает движение ходового валика и передает вращение на ходовой винт, а затем через разъемную гайку поступательным движением перемещает суппорт с резцом.
В зависимости от размерности резьбы гитара сменных шестерен - ГСШ обеспечивает различные передаточные отношения.
Например:
- при нарезании метрических и дюймовых резьб используется ГСШ с передаточными отношениями:
- при нарезании модульной и питчевой резьб:
Уравнение при нарезании метрической резьбы
Метрическая резьба задается шагом «Рм», измеряемым в мм. При этом в
коробке подач включены включены муфты М2, М3, М4 и уравнение цепи имеет вид: Рм = 1об.шп • iобщ• Рхв1 , (мм),
где Рхв1 - шаг ходового винта винтовой передачи В1.
Уравнение при нарезании дюймовой резьбы
Дюймовая резьба задается шагом, измеряемым числом ниток (К) на один дюйм (1"). Для приведения размерности шага из дюймовой системы измерения в метрическую (т.к. шаг ходового винта измеряется в мм) необходимо использовать формулу:
, (мм),
где 25,4 - число миллиметров в 1 дюйме;
К - число ниток на 1 дюйм.
При нарезании дюймовой резьбы используется ГСШ, как для метрической резьбы ( ). В коробке подач включена только муфта М2, остальные муфты M1, М3 и М4 выключены, за счет чего движение на обратимый механизм (ОМ) поступает наоборот (как бы перевернутым).
Кинематическую цепь дюймовой резьбы можно описать следующим уравнением: Рд = 1об.шп • iобщ• Рхв1, (мм).
Уравнение для нарезания специальной и особоточной резьбы
При нарезании специальной (с нестандартным шагом) и резьбы повышенной точности в коробке подач замыкаются муфты M1 и М2, тем самым из кинематической цепи исключается ряд передач в регулирующих механизмах и уменьшается погрешность шага нарезаемой резьбы.
Уравнение кинематической цепи имеет вид:
(мм).
Настройка на заданный шаг особоточной или специальной резьбы осуществляется подбором сменных шестерен в ГСШ: вместо имеющихся «К, L, и N» рассчитываются и устанавливаются шестерни «А, В, С и Д».
Уравнение для нарезания резьб с увеличенным шагом
Для нарезания резьбы с увеличенным шагом (более 7 мм) необходимо использовать в цепи механизм - "звено увеличения шага (ЗУШ)".
При этом движение от шпинделя на реверсивный механизм (Р) поступает через ЗУШ (обратный механизму перебора) и передачу (45/45) (на схеме показано пунктиром).
Уравнение для нарезания резьбы с увеличенным шагом имеет вид:
Рув = 1об.шп • iзуш • iобщ• Рхв1 , (мм).