- •А. А. Рауба, д. В. Муравьев, а. В. Обрывалин
- •Введение
- •Лабораторная работа 1
- •Краткие теоретические сведения
- •Скорость перемещения гайки по ходовому винту для винтовой передачи (подача за минуту или минутная подача), мм/мин:
- •Где nх.В – частота вращения ходового винта, об/мин. Скорость перемещения рейки (реечной шестерни по рейке), мм/мин:
- •Порядок выполнения работы
- •Содержание отчета
- •Пример выполнения заданий
- •Контрольные вопросы
- •2.1. Краткие теоретические сведения
- •2.1.1. Расчеты кинематической цепи привода главного движения
- •2.1.2. Расчет кинематической цепи привода подачи
- •2.2. Порядок выполнения работы
- •2.3. Содержание отчета
- •2.4. Контрольные вопросы
- •3.1. Краткие теоретические сведения
- •3.2. Порядок выполнения работы
- •Исходные данные для расчета режима резания при сверлении
- •3.3. Содержание отчета
- •3.4. Контрольные вопросы
- •Устройство и кинематическая схема поперечно-строгального станка
- •4.1. Краткие теоретические сведения
- •4.2. Порядок выполнения работы
- •4.3. Содержание отчета
- •4.4. Контрольные вопросы
- •Исходные данные для выполнения индивидуального задания
- •5.1. Краткие теоретические сведения
- •5.2. Описание наладок делительной головки
- •5.3. Содержание отчета
- •5.4. Контрольные вопросы
- •5.5. Примеры выполнения индивидуального задания
- •Исходные данные для выполнения индивидуального задания
- •Учебное издание
- •Технология конструкционных материалов
- •Часть 2
- •644046, Г. Омск, пр. Маркса, 35
2.2. Порядок выполнения работы
Изучить конструкцию токарно-винторезного станка.
Ознакомиться с устройством и назначением основных узлов станка.
Выполнить анализ кинематической схемы станка по индивидуальному заданию (выдается преподавателем).
Составить структурную схему механизма привода главного движения.
Определить значения частоты вращения шпинделя и крутящего момента на шпинделе.
Составить структурную схему механизма привода подачи.
Определить значения продольной и поперечной подачи по ходовому валу и продольной подачи по ходовому винту при нарезании резьбы.
2.3. Содержание отчета
Описание назначения и устройства основных узлов, приводов и механизмов токарно-винторезного станка.
Кинематическая схема токарно-винторезного станка.
Структурные схемы механизма приводов главного движения и движения подачи.
Расчет значений частоты вращения шпинделя, крутящих моментов на шпинделе и значений подачи.
2.4. Контрольные вопросы
Из каких основных узлов состоит токарно-винторезный станок. Каково их устройство и назначение?
Из каких узлов и механизмов состоят приводы главного движения и движения подачи. Каково устройство и назначение этих узлов и механизмов?
Как осуществляются поперечная и продольные подачи суппорта станка?
Возможно ли одновременное включение продольной и поперечной подачи за счет вращения ходового вала. Если нет, то почему?
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
Цель работы: 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 радиально-упорных 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.
Рис. 3.1. Кинематическая схема одношпиндельного
вертикально-сверлильного станка
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:
, |
(3.1) |
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:
; ; … . |
(3.2) |
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:
; |
(3.3) |
где Cs – коэффициент, зависящий от прочности обрабатываемого материала;
; |
(3.4) |
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).
Таблица 3.1
Значения поправочного коэффициента ks
Длина отверстия l, мм |
3D |
(3 – 5)D |
(5 – 7)D |
(7 – 10)D |
Коэффициент ks |
1,0 |
0,9 |
0,8 |
0,75 |
Фактическая подача выбирается из условия:
, |
(3.5) |
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:
, |
(3.6) |
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,
, |
(3.7) |
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,
; |
(3.8) |
T – период стойкости инструмента, мин (табл. 3.3).
Таблица 3.2
Значения коэффициента k1v
Длина отверстия l, мм |
3D |
4D |
5D |
6D |
8D |
10D |
Коэффициент k1v |
1,0 |
0,85 |
0,74 |
0,7 |
0,6 |
0,5 |
Таблица 3.3
Значения периода стойкости сверла Т
Диаметр сверла D, мм |
5 |
6 – 10 |
11 – 20 |
21 – 30 |
31 – 40 |
Период стойкости сверла T, мин |
15 |
25 |
45 |
50 |
70 |
в) по найденной допускаемой скорости резания рассчитать необходимую частоту вращения шпинделя:
. |
(3.9) |
Фактическую частоту вращения шпинделя выбирают из условия:
, |
(3.10) |
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 расчетом, чтобы они были ближайшими наименьшими к рассчитанным значениям.