Принцип составления обозначений токарных станков.

Стан-

Груп-

Тип станка

ки

па

Автоматы и полуавтоматы

Рево-львер

Сверлильно -

Карусель-

Винторез-

Многорезц

Специализи

Разные

То­карн-ые

Спе­циализированные

Од­ношпиндельные

Многошпиндельные

ные

отрезные

ные

ные и лобовые

овые

рованные

 

Характеристики токарно-винторезных станков приведены в табл. 2.

Таблица 2

Наиболее распространенные токарно-винторезные станки.

 

№ п/п	Модель станка	Наибольший диаметр обработки над станиной ´ длинна обрабатываемой заготовки	Частота вращения шпинделя, об/мин	Мощность кВт	Масса, т
	96Т02П	125 ´ 250	400 - 4000	0,25	0,035
	16Т04А	200 ´ 350 200 ´ 500	92 - 3200 118 - 4000	0,75 1,1	0,89
	16Б05А	250 ´ 500	40 - 4000	1,5	0,72
	16Б16П	320 ´ 710 320 ´ 1000	25 - 2500 20 - 2000	3,8 6,3	2,1
	16К20П	400 ´ 710 400 ´ 1000	16 - 2000 12,5 - 1600	7,5	2,8
	1М63	630 ´ 1400	10 - 1250		3,8
Примечание: Наибольший диаметр обработки над суппортом можно принимать как 0,6D, где D - наибольший диаметр обработки над станиной.

 

ТОКАРНО-ВИНТОРЕЗНЫЙ СТАНОК.

Типичный токарно-винторезный станок 16К20 завода "Красный пролетарий" показан на рисунке 2. Основные узлы станка: станина 21, передняя бабка с коробкой скоростей 2, задняя бабка 15, коробка подач 23, суппорт 10 с фартуком 20, привод быст­рых перемещений суппорта 17, гитара со сменными коле­сами 1, шкаф с электрооборудованием 16. У многих моделей универсальных токарных станков отсутствуют привод быст­рых перемещений суппорта и шкаф с электрооборудованием.

 

Рис. 1. Токарно-винторезный станок

 

Станина служит для установки на ней всех остальных узлов станка. Станина имеет две ножки (тумбы). Станины изготовляют обычно из серого чугуна. На верхней части станины предусмотрены направляющие, по которым пере­мещаются каретка суппорта и задняя бабка.

Передняя бабка представляет собой коробку скоростей, неподвижно закрепленную на станке и предназначенную для вращения обрабатываемой детали с разной скоростью. Важной частью передней бабки служит шпиндель, представ­ляющий собой стальной пустотелый вал, установленный в подшипниках. На наружном конце шпинделя имеются посадочные поверхности для установки патрона или план­шайбы. Коническое отверстие в переднем конце шпинделя служит для установки хвостовика центра в случае обра­ботки деталей в центрах. Сквозное отверстие в шпинделе используется для размещения длинных заготовок (прутков) и удаления из шпинделя центров.

Задняя бабка (рис. 2) поддерживает правый конец длин­ных заготовок при помощи центра 10, служит для крепле­ния инструмента (сверла, зенкера, развертки) при обработ­ке отверстий, а также используется при обточке конических поверхностей. Центры и инструменты устанавливают в пиноли 8. Осевое перемещение пиноли осуществляют махо­виком 5 при помощи винта 7 и гайки 6. Пиноль закрепляют в требуемом положении рукояткой 9. Для обточки конусов корпус 1 смещают винтом 4 по направляющим нижней пли ты 3 в поперечном направлении. Заднюю бабку можно пере­мещать по направляющим станины 2 и закреплять в опре­деленном месте болтами с гайками и планкой.

 

 

Рис. 2. Задняя бабка токарного станка

Рис. 3. Суппорт токарно-винторезного станка

 

Коробка подач служит для получения различных по величине подач. Коробка подач получает движение от шпин­деля станка через механизм гитары со сменными зубчатыми колесами. От коробки подач движение передается ходовому валику или ходовому винту.

Суппорт (рис. 3) предназначен для закрепления и пода­чи режущего инструмента. Он состоит из четырех основных частей: каретки (нижних салазок) 1, нижней части 2, сред­ней поворотной части 3 и верхней части (верхних салазок).

Каретка 1 перемещается в продольном направлении по направляющим станины как механически (от ходового винта или ходового вала), так и вручную. Нижняя часть суппорта 2 перемещается по направляющим каретки в поперечном направлении также механически и вручную.

Механический привод суппорта осуществляется от фар­тука через зубчатые колеса на поперечный винт каретки 5, а ручное перемещение — посредством рукоятки 6. Среднюю часть суппорта 3 можно поворачивать относительно нижней части в обе стороны на угол 45° и закреплять в требуемом положении двумя болтами 7 и гайкой 8. Поворот суппорта используется при обтачивании конусов. Верхняя часть суппорта 4, несущая резцовую головку 12, перемещается только вручную по направляющим средней части суппорта 3 от рукоятки 9 с помощью винта 10 и гайки 11. Благодаря независимому перемещению каждой из основных частей суппорта режущему инструменту можно сообщать продоль­ное, поперечное и криволинейное движение, а также дви­жение под углом (для точения на конус). Гайка ходового винта нижней части поперечного суппорта сделана разрез­ной и состоит из двух половинок 13 и 14.

Фартук прикреплен к нижней части суппорта и служит для размещения механизмов преобразования вращательно­го движения ходового винта или ходового вала в поступа­тельное движение подачи суппорта.

Управление станком (рис. 1) осуществляется посредст­вом рукояток, маховичков и других органов управления, перечень которых приводится ниже: 3,6 — рукоятки пере­ключения скоростей; 4 — рукоятка переключения звена увеличенного шага; 5 — «грибок» управления для нареза­ния правых и левых резьб; 7 — маховичок ручного про­дольного перемещения суппорта; 8 — ползунок с пуговкой для включения и выключения реечной шестерни фартука; 9 — рукоятка ручного поперечного перемещения суппорта; 11 — кнопочная станция; 12 — рукоятка ручного перемеще­ния верхней части суппорта; 13 — кнопка включения быст­рых перемещений суппорта; 14 — рукоятка включения, выключения, реверсирования продольной и поперечной подач суппорта; 18, 22 — рукоятки включения, выключе­ния и реверса шпинделя; 19 — рукоятка включения маточ­ной гайки фартука; 24, 25 — рукоятки управления короб­кой подач.

Токарно-винторезный станок 16К20 предназначен для точения различных деталей и нарезания резьб. Станок обычно применяется в единичном и мелкосерийном произ­водствах.

Характеристика станка: наибольший диаметр заготовки над станиной 400 мм и под суппортом 200 мм; наибольший диаметр обрабатываемого прутка, проходящего через от­верстие в шпинделе, 50 мм; расстояние между центрами 710, 1000, 1400 и 2000 мм; число значений частот вращения шпинделя 22, пределы частот вращения шпинделя 12,5... 1600мин^-1; пределы продольных передач 0,05...2,8 мм/об; поперечных 0,025...1,4 мм/об; шаги нарезаемой резьбы: метрический 0,5...112 мм, дюймовый 0,5...56 ниток на 1", модульной 0,5...112 мм, питчевой — 56...95 питча. Движение коробке скоростей передается от электродвига­теля N = 10 кВт, п= 1460 мин ^-1 через клиноременную пере­дачу шкивами диаметров 148 и 268 мм. Муфта Mi служит для включения прямого и обратного вращения шпинделя. Цепь движений в коробке скоростей может быть записа­на следующим образом.

Цепь прямого хода без перебора n_шп=1460 мин ^-1

Число скоростей 1

Всего 12

Всего станок 16К20 имеет 24 частоты вращения, но по­скольку значения 500 и 630 мин^-1 повторяются дважды, то считается, что шпиндель имеет 22 частоты вращения.

Для получения на металлорежущем станке деталей необходимой формы и размеров, его рабочим органам сообщается определённый ком- плекс согласованных друг с другом главных и вспомогательных движений.

Главным движением у токарного станка является вращение шпинделя с закреплённой обрабатываемой деталью. Движение подачи – поступатель- ное перемещение суппорта с резцом.

К вспомогательным движениям относятся движения, связанные с установкой и креплением заготовки и инструмента, подводом или отводом суппорта, задней бабки, с настройкой режимов резания и др.

Кинематика станков.

 

Кинематическая схема станка – изображение с помощью условных обозначений взаимосвязи отдельных элементов и механизмов станков, участвующих в передаче движений различным органам.

Связи могут составлять одну кинематическую пару (например, передача двумя шестернями, передача с помощью винта и гайки и т. д.) или же кинематическую цепь.

2.1 Виды схем. В металлорежущих станках в зависимости от типа устройства (механического, электрического, гидравлического пневматического) применяются следующие основные схемы (по ГОСТ 2.701-84): кинематические, электрические, гидравлические, пневматические и комбинированные. В редких случаях в металлорежущих станках применяются другие схемы.

В зависимости от назначения схемы также делят на (по ГОСТ 2.701-84): структурные, функциональные, принципиальные (полные), соединений (монтажные), подключения, общие, расположения, объединенные.

 

2.2 Назначение схем. Назначение схем зависит от их типа. Принципиальные схемы обеспечивают полное представление о работе механизма, о сопрягаемых частях. Схемы соединений служат при монтажных и ремонтных работах. Функциональные предназначены обеспечивать представлении о функционировании механизма.

 

2.3 Правила выполнения схем. Количество схем на изделие (установку) должно быть минимальным, но в совокупности они должны содержать сведения в объеме, достаточном для проектирования, изготовление, эксплуатации и ремонта изделия (установки).

Между схемами одного комплекта конструкторских документов на изделие (установку) должна быть установлена однозначная связь, которая обеспечила бы возможность быстрого отыскания одних и тех же элементов (устройств), связей или соединений на всех схемах данного комплекта.

Схемы выполняют без соблюдения масштаба, действительное пространственное расположение составных частей изделия (установки) не учитывают или учитывают приближенно.

Графические обозначения элементов (устройств, функциональных групп) и соединяющие их линии связи следует располагать на схеме таким образом, чтобы обеспечить наилучшее представление о структуре изделия и взаимодействия его составных частей.

 

2.4 Чтение схем. Чтение схем необходимо начинать с чтением паспорта, ознакомлением с названием и назначением данного устройства. Чтение кинематических схем при рассмотрении главного движения металлорежущих станков обычно начинается с электродвигателя, клиноременную передачу, коробку скоростей и заканчивается шпинделем. Движения подачи и вспомогательные движения читаются аналогично. Разберем кинематическую схему механизма коробки скоростей токарного станка (см. рис. 1) Известно, что коробка скоростей предназначена для передачи шпинделю станка нескольких различных скоростей вращения. Рассматривая схему и сопоставляя ее при необходимости с аксонометрическим изображением (рис 3, а), можно видеть, что механизм коробки скоростей состоит из трех валов, пронумерованных римскими цифрами /, II и III, блока зубчатых колес 4, 6 и 7, который может перемещаться вдоль вала / по направляющей шпонке, зубчатых колес 3, 8, 9, 10, глухо насаженных на вал //, зубчатых колес 11, 14, свободно вращающихся на валу III, являющемся шпинделем станка, двусторонней кулачковой муфты 12, расположенной между зубчатыми колесами 11 и 14, рукоятки 5 и рычага 13.

Определим, как передается движение и сколько различных скоростей можно сообщить шпинделю. Движение коробке скоростей сообщает электродвигатель 1 через ременную пере дачу и фрикционную муфту включения 2. Следовательно, вал / получает одну скорость вращения, так как шкив не ступенчатый. Вместе с валом / вращается блок зубчатых колес 4, 6 и 7, который, передвигаясь при помощи рукоятки 5 по направляющей шпонке, может вводить в зацепление три разные пары зубчатых колес 3—4, 6—8, 7—9 Таким образом, промежуточному валу // можно сообщить три разные скорости вращения. При этом наибольшая частота вращения получается при зацеплении колес 6 и 8, а наименьшая — при зацеплении колес 7 и 9 Зубчатые колеса 3 к 10 находятся в постоянном зацеплении с колесами 14 и 11, свободно насаженными на вал /// Если кулачковая муфта 12 находится в нейтральном положении, шпиндель станка не вращается Если же передвижением налево или направо вдоль направляющей шпонки включить муфту, шпиндель станка получит вращение, равное скорости вращения зубчатого колеса 14 или зубчатого колеса 11 Следовательно, при неизменной скорости вращения вала П шпинделю могут быть сообщены две скорости вращения, а так как вал П имеет три разные скорости, то шпиндель может вращаться с шестью различными частотами вращений.

 

рис. 1

 

В табл. 20.1 представлены условные изображения взаимосвязи неко- торых элементов или механизмов кинематических схем.

Кинематическая схема составляется и корректируется при паспорти- зации станка, а также при его ремонте и модернизации. В паспорте ука- зываются имеющиеся частоты вращения шпинделя от nmin до nmах, которые обеспечивают возможность реализации необходимых скоростей резания согласно установленным режимам.

Передаточным отношением называется отношение частоты вращения ве-домого вала n2 к частоте вращения ведущего n1, т. е. i = n2 / n1. Отсюда n2 = n1 · i.

При ременной передаче (без учёта скольжения ремня) i = d1 / d2, где d1 – диаметр ведущего шкива, мм; d2 – диаметр ведомого шкива, мм. Скольжение ремня учитывается поправочным коэффициентом, который находится в пределах 0,97… 0,985.

При цепной передаче i = n2 / n1 = ф1 / ф2, отсюда n2 = n1 · i = n1 · ф1 / ф2,

где ф1 – число зубьев ведущей звёздочки; ф2 – число зубьев ведомой звёз-дочки.

При зубчатой передаче i = n2 / n1 = z1 / z2, где z1 – число зубьев ведущей шестерни; z2 – число зубьев ведомой шестерни.

При червячной передаче i = nч / n1 = Кч, отсюда nч = n1 · i = n1 · Кч / zч,

где Кч – число заходов червяка; zч – число зубьев червячного колеса.

При реечной передаче L = zр – t = zр · πm, где t = πm – шаг зуба рейки, мм; zр – число зубьев реечного зубчатого колеса; m – модуль зубьев реечного колеса.

При передаче винт–гайка перемещение гайки за один оборот винта L = Kв · tв, где Кв – число заходов винта; tв – шаг винта, мм.

Механизм главного движения станка. Коробка скоростей станка 1К62 (рис. 20.1) работает от электродвигателя с частотой вращения 1450 1/мин через клиноремённую передачу со шкивами Д1 = 142 мм и Д2 = 254 мм.

Вращение от электродвигателя на шпиндель может передаваться по трём кинематическим цепям:

а) по короткой цепи (без перебора), когда вращательное движение шпинделя (вал VI) осуществляется через валы I, II и III, что даёт 6 скоро-стей вращения шпинделя;

б) по длинной цепи (с перебором), когда в работу включаются валы IV и V и шпиндель получает ещё 24 скорости вращения. Следовательно, всего шпиндель имеет 30 ступеней вращения. В действительности шпиндель имеет 24 скорости прямого вращения, вследствие повторяемости переда-точных отношений зубчатых колёс;

в) обратное вращение шпинделя производится при помощи муфты М1, которая передаёт движение зубчатых колёс 50…24, 36…38 на вал II. При обратном вращении шпиндель имеет 12 ступеней чисел оборотов.

Максимальная частота вращения шпинделя определяется по следую-щей кинематической цепи:

Механизм подач. Механизм подач состоит из звена увеличения шага (валы VI, VII, VIII), реверса (зубчатые колёса 60-60 или 35-28-35); гитары сменных колёс (зубчатые колёса 42,64,95,50,97); коробки подач (валы IX–XVI) и механизма фартука (валы XVII–XXI зубчатая рейка).

Для получения прямой продольной подачи движение с вала XVIII через зубчатые колёса 40-37-14-66 передаётся на вал XXI с реечным зубчатым колесом z = 10, m = 3.

Для получения прямой поперечной подачи включается муфта М8. Движение с вала XVIII через колёса 40-37-40-61-20 передаётся винту по- перечной подачи.

Суппорт станка имеет ускоренное (холостое) движение от отдельного электродвигателя (N = 1 кВт, n = 1410 1/мин). Движение от него передаётся через клиноремённую передачу на ходовой валик и далее по рассмотрен- ным кинематическим цепям.

Порядок выполнения работы

1. Изучить по табл. 20.1 условные обозначения взаимосвязи элементов кинематических схем станка.

2. Изучить кинематическую схему станка (рис. 20.1).

3. Для заданного варианта (вариант задает преподаватель) выполнить следующее:

– вычертить кинематические цепи коробки скоростей;

– вычертить кинематические цепи коробки подач;

– подсчитать частоту вращения шпинделя;

– подсчитать продольную и поперечную подачи суппорта