Кинематическая схема станка 16К20

Главным движениемв станке является вращение шпинделя с заготовкой (рис. 1.10), передаваемое от электродвигателя M 1 через клиноременную передачу 148 — 268 и коробку скоростей. На валу I расположена многодисковая фрикционная муфта М₁ с помощью которой осуществляют прямое и обратное вращение шпинделя.

Прямое вращение сообщается на вал II через зубчатые колеса 51 — 39 или 56 — 34 (две частоты вращения), обратное вращение (одна частота вращения) − через зубчатые колеса 50—24, 36 — 38. С вала II на вал III вращение передается через зубчатые колеса, 29 — 47, 21 — 55 или 38 — 38. Таким образом, вал III имеет шесть частот вращения (2·3 = 6). С вала III на шпиндель VI вращение передается либо прямо − через зубчатые колеса 60—48 или 30—60 (без перебора), что дает 12 частот его вращения (6·2 = 12), либо может передаваться через перебор с помощью зубчатых колес 45— 45, 18—72, 30—60 или 15—60, 18—72, 30—60, что дает еще 12 частот вращения (6 х 2 = 12). Таким образом, на шпиндель может быть передано 24 частоты вращения (12 + 12 = 24). Практически шпиндель имеет только 22 частоты вращения, так как значения частоты вращения 500 и 630 об/мин повторяются дважды.

Минимальная частота вращения шпинделя

Максимальная частота вращения

Механизм подачстанка может осуществлять продольную и поперечную механические подачи при точении, а также позволяет нарезать метрическую резьбу. Движение механизму подач передается от шпинделя VI через зубчатые колеса 60 — 60 и только при, больших подачах и нарезании резьбы увеличенного шага от вала III коробки скоростей через зубчатые колеса 45 — 45. Далее вращение с вала VIII передается на вал X через реверсивный механизм с зубчатыми колесами 30 — 45 или 30 — 25, 25 — 45. С вала X через гитару сменных колес а — b с — d вращение передается на вал XII коробки подач. Коробка по­дач унифицирована и является типовой конструкцией закрытой коробки с передвижными блоками и дает возможность получать 32 различные продольные и поперечные подачи.

Коробка подач имеет две основные кинематические цепи. Первая цепь служит для получения продольной и поперечной подач, а также для нарезания метрических, вторая предназначена для нарезания дюймовых. Для получения продольной и поперечной подач с вала XII вра­щение через зубчатые колеса 28 — 28 передается на вал XIII (муфта М₂ отключена, а муфта М₃ − включена), через передачи 28—28 или 28—35 или 30—25, или 42—30 −на вал XV (муфта М₄  переведена вправо), через двойные блоки Б₈ и Б₉18 — 45 (или 28 — 35) 15—48 (или 35—28) − на вал XVII.

При нарезании резьб вращение на ходовой винт XXI с шагом 12 мм передается при включенной муфте М₅ при выключенной муфте М_в вращение передается через зубчатые колеса 23 — 40, 24 — 39, обгонную муфту М_в, зубчатые колеса 28 — 35 на ходовой вал XXII. От ходового вала XXII через зубчатые колеса 30 — 32, 32—32, 32 — 30 предохранительную муфту М _II и червячную пару 4 — 21 вращение передается зубчатому колесу z −36. Продольная подача (правая или левая) передается либо через зубчатые колеса 36 — 41, 41 — 41, 17 — 66 (включена муфта M ₇), либо через зубчатые колеса 36 — 41,17—66 (включена муфта М₈) на вал XXXV и реечную передачу z = 10. Поперечная подача (правая или ле­вая) передается через зубчатые колеса 36 — 36, 34 — 55, 55 — 29, 29 — 16 (муфта М₉ включена), или зубчатые колеса 36 — 36, 36 — 36, 34 — 55, 55—29, 29—16 (муфта. М₁₀ включена) и винт поперечной подачи с шагом Р = 5 мм. Муфты М₇—М₁₀ на рис. 1.10 не обозначены.

Уравнение кинематической цепи для получения минимальной продольной подачи при установлении сменных колес  будет иметь вид

Расчетное уравнение кинематического баланса винторезной цепи

,

где  − передаточное отношение участка кинематической цепи от шпинделя до гитары, включая реверсивный механизм;  i _г- передаточное отношение сменных зубчатых колес гитары (равное при нарезании метрических и дюймовых резьб , при нарезании модульных резьб ); - передаточное отношение коробки подач; - шаг винта, равный 12 мм; - шаг нарезаемой резьбы.

Цепь подач для нарезания метрических резьб минимального шага

В случае нарезания точных или специальных резьб вращения на ходовой винт XXI передается напрямую, минуя механизм коробки подач, при включенных муфтах M ₂ и М ₅.

Рис. 1.10 Кинематическая схема станка

Рис.1.10. Кинематическая схема станка 16К20

 

 

Производительность станка

 

Рис. 1.11. Расчет длины пути инструмента

 

От выбора элементов резанья зависит производительность работы станков, которая характеризуется штучным временем

где  − основное технологическое время − время затраченное непосредственно на формоизменение заготовки. Оно характеризуется машинным временем − время, в течение которого происходит процесс снятия стружки без непосредственного участия рабочего. Если же подача инструмента осуществляется вручную, то зависит от ранее установленных на станке элементов резания:

,

где L − длина пути инструмента в направление подачи, мм

,

где l − размер обрабатываемой поверхности, мм (при разрезке трубы − толщина стенок трубы); y − длина хода резца, необходимой для врезания в металл всех точек работающей части режущей кромки (y = t ctgφ); ∆ − перебег − длина пути выхода инструмента после окончания рабочего хода (см. табл. 1.1).

Таблица 1.1.

Режущий инструмент	Угол в плане φ, град	Глубина резанья t, мм, до
		1	2	4	6	8	10	12	15
		Длина врезания и перебега l 1 + l 2, мм
Резцы проходные, подрезные и расточные	45	2	3,5	6	8	11	13	15	18
	60	2	2,5	4	5	7	8	9	11
	75	2	2,5	3	4	5	6	6	7
	90	3…5

 

При выполнении технологического перехода в несколько рабочих ходов i машинное время увеличивается. Если глубина резанья t при всех проходах не изменятся, то , где h − припуск на обработку, мм. Это слой металла, который должен быть снят с заготовки на сторону. Тогда .

 − вспомогательное время, затраченное на установку и снятие детали, пуск и остановку станка, подвод и отвод инструментов, контроль размеров детали и др.

 − время на обслуживание рабочего места, на смену и подналадку инструмента, уборку и смазку станка и др.

 − время на отдых и естественные надобности рабочего.

Сумма  называется оперативным временем и составляет свыше 90% от . Снижение этого времени определяет производительность процесса работы. Сумма  называется прибавочным или дополнительным временем и определятся по нормативам.

 

Порядок выполнения работы

2. Прослушать вводный инструктаж по технике безопасности (см. приложение 1.1) при работе в механической лаборатории и изучить правила безопасности работы на токарном станке.

3. Изучить методические указания и получить задание у преподавателя, выполнить необходимые расчеты.

4. Изучить устройство станка 16К20 и его основных узлов.

5. Используя плакаты, изучить устройство токарного станка.

6. После проверки преподавателем результатов расчета провести обработку, контролируя основное (технологическое) время.

7. Сделать выводы о влиянии элементов режимов резания на производительность обработки.

8. Оформить отчет по лабораторной работе (приложение 1.2)

 

ПРИЛОЖЕНИЕ 1.1