Методическое руководство (стр. 19 )

l.Ha чем базируются технологические преимущества вибродуговой наплавки?

2.Для какой цели применяется охлаждающая эмульсия?

3.Для чего необходимо перекрытие наплавляемых валиков?

4. Как выбирают наплавочный материал?

Лабораторная работа № 10

Расчет рациональных режимов резания на токарно-винторезном станке модели ТВ-320

Цель работы

1. Изучить устройство и кинематику токарно-винторезного станка модели ТВ-320.

2. Выбрать рациональные режимы резания, исходя из возможностей станка и инструмента.

Оборудование, материалы: Токарно-винторезный станок модели ТВ-320; Принадлежности к станку; Токарные резцы; Заготовки.

1. Основные теоретические представления

1.1. Устройство и кинематическая схема токарно-винторезного станка модели ТВ-320.

Универсальный токарно-винторезный станок модели ТВ-320 предна­значен для обработки деталей, имеющих форму тел вращения, а также для нарезания резцом метрической резьбы. Техническая характеристика станка приведена в табл.1.

Основные узлы и органы управления станком показаны на рис. 1.

Станина станка (II) - чугунная, служит для соединения всех основ­ных узлов и частей станка. В верхней части станины находятся направ­ляющие, из них две призматические симметричные усиленные служат для перемещения суппорта с резцедержателем (III) и фартуком (V), две другие направляющие - малая призматическая и плоская служат для направления задней бабки (IV). На ней смонтированы передняя бабка (I), коробка подач (VIII), ходовой вал (VI) и ходовой винт (VII). Передняя бабка используется для установки шпинделя (IX). С левого торца станины на оси укреплен промежуточный блок шестерен, передающий движение от передней бабки к коробке подач.

Станина крепится к двум пустотелым чугунным ножкам - стойкам. В левой стойке смонтирована коробка скоростей и в отдельной нише - элек­трощит. С задней стороны левой стойки на подвесе установлен электро­двигатель с защитным кожухом, переднее окно левой стойки закрыто дверкой. В правой стойке установлены полочки для инструмента и при­способлений.

Таблица 1

Техническая характеристика станка модели ТВ-320

Высота центров над станиной, мм	155
Наибольшее расстояние между центрами, мм	500
Наибольший диаметр детали, обрабатываемой над верхней ча­стью суппорта, мм	170
Наибольший диаметр детали, обрабатываемой над станиной, мм	320
Наибольший диаметр обрабатываемого прутка, мм	25
Наибольшая длина обтачивания, мм	500
Количество скоростей шпинделя	18
Пределы чисел оборотов шпинделя в мин.	36-2000
Количество продольных подач	16
Пределы продольных подач, мм/об	0,03-0,49
Количество поперечных подач	16
Пределы поперечных подач, мм/об	0.012-0,18
Число нарезаемых метрических резьб	19
Пределы нарезаемых метрических резьб, мм: наименьший шаг наибольший шаг	0,25 5
Наибольшие размеры державки или резца, мм	20х30
Электродвигатель главного движения: мощность, квт число оборотов, об/мин	3 1430
Коэффициент полезного действия привода	0,8

Передняя бабка станка представляет собой чугунную отливку. В пе­редней части бабки смонтирован механизм перебора, с включением кото­рого каждое из 9 чисел оборотов, сообщенных шпинделю коробкой скоро­стей, уменьшается в восемь раз. В задней части бабки смонтирован меха­низм привода и реверсирования подачи. Управление реверсом и перебором осуществляется с помощью рукояток 5, 6, смонтированных на осях в пе­редней стенке бабки.

Шпиндель станка стальной пустотелый разгружен от изгибающих усилий ременной передачи. Передний конец шпинделя смонтирован в бронзовом подшипнике скольжения, задний конец шпинделя смонтирован на радиально-упорном подшипнике. С помощью муфты, можно сцеплять шпиндель со втулкой, при этом шпиндель будет иметь 9 скоростей (от об/мин), при выключенном положении муфты можно или выклю­чить вращение шпинделя (поставить рукоятку переключения 5 в среднее положение) или включить перебор, в этом случае перебор уменьшает в 8 раз получаемые с коробки скоростей обороты и сообщает шпинделю еще 9 скоростей (от 36 до 250 об/мин).

Рис. 1. Общий вид токарно-винторезного станка модели ТВ-320: I - передняя бабка; II - станина; III - суппорт; IV - задняя бабка; V - фартук; VI - ходовой вал; VII - ходовой винт; VIII - коробка подач; IX - шпиндель; 1 - выключатель пакетный; 2 - рукоятка реверса включения и выключения шпинделя во время работы станка; 3,4 - рукоятки изменения чисел оборо­тов шпинделя; 5 - рукоятка изменения чисел оборотов шпинделя через пе­ребор; 6 - рукоятка изменения направления движения (реверс) суппорта; 7, 8, 9 - рукоятки изменения подач; 10 - рукоятка включения продольной и поперечной подач; 11 - рукоятка включения и выключения падающего червяка; 12 - рукоятка включения и выключения ходового винта; 13 - рукоятка включения маточной гайки; 14 - маховик продольного перемеще­ния суппорта; 15 - рукоятка поперечного перемещения суппорта; 16 - ру­коятка перемещения резцовых салазок; 17 - маховик перемещения пиноли задней бабки; 18 - рукоятка крепления пиноли задней бабки; 19 - рукоятка поперечного перемещения задней бабки; 20 - болт крепления задней бабки на подушке; 21 - рукоятка крепления задней бабки на станине; 22 - рукоят­ка крепления резцедержателя от поворота; 23 - маховичок крепления дета­ли в цангововый зажим; 24 - ручка крепления механизма отвода резца, 25 -выключатель пуска останова насоса для охлаждения; 26 - ручка сцепления реечной шестерни и рейки.

Поперечные салазки суппорта снабжены двумя Т-образными пазами для установки заднего резцедержателя.

Фартук предназначен для передачи движения от ходового валика и ходового винта каретке и суппорту. Фартук имеет блокирующий меха­низм, препятствующий одновременному включению ходового винта и хо­дового валика, а также одновременному включению продольной и попе­речной подачи.

Нижнее и верхнее положение рукоятки 10 соответствует включению продольной и поперечной подач. Среднее положение рукоятки 10 дает возможность рукоятке 13 вводить в зацепление маточную гайку ходового винта. Для нарезания резьбы необходимо реечную шестерню вывести из зацепления с рейкой путем поворота ручки 26.

Коробка подач предназначена для получения ряда чисел продольных и поперечных подач и передачи движения от передней бабки через проме­жуточный блок к суппоту с помощью ходового валика или в случаи нарезания резьбы через сменные шестерни приклона (гитары) к суппорту с по­мощью ходового винта.

Применение в коробке подач трехваловой системы с трехвенцовыми блоками и множительного механизма позволяет получать девять различных продольных и поперечных подач и их удвоение. Набор необходимой подачи осуществляется рукоятками 7, 8, 9 изменения подач, установка которых в различные положения, дает нужную подачу на один оборот шпин­деля.

При нарезании резьбы рукоятка 9 должна быть поставлена в ней­тральное положение, а рукоятка 12 в положение «Включение ходового винта». Указанная установка рукояток блокирует ручки набора подач, т. е. делает невозможным включение коробки подач в момент нарезания резь­бы.

Коробка скоростей предназначена для передачи движения от электродвигателя к шпинделю станка. В коробке использована схема трехвало­вой системы, позволяющей с помощью двух трехвенцовых блоков полу­чить на выходном валу редуктора девять чисел оборотов, которые через ременную передачу передаются шкиву передней бабки. Валы коробки ско­ростей смонтированы на шариковых и роликовых подшипниках.

Движение от электродвигателя через шкивы и ременную передачу передается нижнему валу коробки скоростей. Переключение скоростей осуществляется двумя рукоятками 3, 4, связанными с вилками, передви­гающими блоки и выведенными на переднюю стенку стойки.

Задняя бабка служит опорой для центра, поджимающего деталь с противоположного от шпинделя конца, или оправкой для крепления инст­румента. Крепление бабки к станине производится эксцентриковым меха­низмом при помощи рукоятки 21.

При точении конуса корпус задней бабки перемещается в попереч­ном направлении по плите в обе стороны от линии центров винтом 19. Установка бабки в исходное положение производится по рискам на задней грани бабки, а в более точном положении при помощи индикатора и цилиндрической оправки, закрепленной в центрах станка.

Перемещение пиноли осуществляется винтом. Для выталкивания центра из гнезда пиноли необходимо, при помощи маховика 17, переместить ее в крайнее правое положение, при этом центр выжмется упором.

Кинематическая схема токарно-винторезного станка (рис.2) включает кинематическую цепь главного движения и цепь подач.

Кинематическая цепь главного движения связывает вращательные движения электродвигателя и шпинделя

nэ. д .→ nоб. шп

и в общем виде может быть представлена уравнением

n= nэ. д.·iк. с.·iп. б. , об/мин,

где n - число оборотов шпинделя в минуту;

nэ. д. - число оборотов электродвигателя в минуту;

iк. с. - передаточное отношение коробки скоростей;

iп. б. - передаточное отношение перебора передней бабки.

Шпиндель станка получает движение от электродвигателя через ре­менную передачу, коробку скоростей, вторую ременную передачу. Числа оборотов изменяются при помощи коробки скоростей путем передвижения двух тройных блоков 1-4-7 и 3-6-9 и дают 9 чисел оборотов, причем по­средством перебора передней бабки каждое число оборотов может быть уменьшено в 8 раз. Таким образом, шпиндель имеет 18 чисел оборотов. В табл. 2 указаны сцепления шестерен, при этом шестерни обо­значены порядковым номером, соответствующим порядковому номеру по кинематической схеме. Числовые значения оборотов получаются путем подстановки чисел зубьев соответствующих номеру шестерни.

Кинематическая цепь продольной подачи связывает вращательное движение шпинделя и реечной шестерни 48

1об. шп → об. реечн. колеса,

где s - продольная подача, мм/об;

m - модуль реечной шестерни;

z - число зубьев реечной шестерни.

Уравнение баланса кинематической цепи продольной подачи в об­щем виде

1·iп. п.·iк. п.·iф=,

где iп. п. - передаточное отношение механизма привода подачи;

iк. п. - передаточное отношение зубчатых колес коробки подач;

iф - передаточное отношение механизма фартука при включении про­дольной подачи.

Движение продольной подачи осуществляется от шпинделя через шестерни , промежуточный блок шестерен 21-22, коробку подач, через ходовой валик, шестерни 40-41, червячную пару 42-43, шестерни , через шестерню 48, которая, перекатываясь по неподвижной рей­ке, перемещает суппорт в продольном направлении.

Расчет величины подач ведется от одного оборота шпинделя. Изме­нение чисел подач осуществляется в коробке путем перемещения двух тройных блоков и , что соответствует девяти числам по­дач. Каждая подача посредством блока 25-27 и шестерни 26 может быть удвоена.

1-41, 44-48, 50-52, 57-58, 61-62 - шестерни; 42 - червяк; 43 - колесо червячное; 49 - рейка; 53 - винт поперечной подачи; 54, 60, 64 - гайки; 55 - ходовой винт; 56 - гайка маточная; 59, 63 - винты. Рукоятки: РЗ, Р4 - измене­ние чисел оборотов шпинделя; Р5 - изменение чисел оборотов шпинделя через перебор; Р6 - реверсирование подач; Р7, Р8 - изменение величин по­дач; Р9 - увеличение подач вдвое; Р10 - включение продольной или попе­речной подачи; Р11 - включение падающего червяка (самохода); Р12 - включение, выключение ходового винта; Р13 - включение маточной шейки (сблокирована с рукояткой Р10); Р14 - продольное (ручное) перемещение суппорта; Р15 - поперечное (ручное) перемещение резцедержателя; Г16 -перемещение резцовых салазок; Р17 - перемещение пиноли задней бабки; А, Б, С, Д - сменные шестерни; Дср - шкивы (средний диаметр); через ходовой валик, шестерни 40-41, червячную пару 42-43, шестерни , через шестерню 48, которая перекатываясь по неподвижной рейке, перемещает суппорт в продольном направлении.

Расчет величины подач ведется от одного оборота шпинделя. Изменение чисел подач осуществляется в коробке путем перемещения двух тройных блоков и , что соответствует девяти числам подач. Каждая подача посредством блока 25-27 и шестерни 26 может быть удвоена.

Таким образом, коробка подач дает 18 различных величин подач. В табл. 3 указаны сцепления шестерен и блоков, дающих ряд подач. Число­вые значения подач, указанные в графе, получаются путем подстановки чисел зубьев к соответствующим номерам шестерни.

Рис. 2. Кинематическая схема токарно-винторезного станка модели ТВ-320

Кинематическая цепь поперечной подачи связывает вращательные движения шпинделя и ходового винта поперечной подачи 53.

1об. шп → ,

где sп - продольная подача, мм/об;

tх. в.п. - шаг ходового винта поперечной подачи;

sп - поперечная подача.

Уравнение баланса кинематической цели поперечной подачи в об­щем виде можно записать

1·iп. п.·iк. п.·i'ф=,

где iп. п. - передаточное отношение механизма привода подачи;

iк. п. - передаточное отношение зубчатых колес коробки подач;

i'ф - передаточное отношение механизма фартука при включении по­перечной подачи, мм/об.

Движение поперечной подачи осуществляется так же, как и у про­дольных подач через те же элементы кинематической цепи с той лишь раз­ницей, что шестерня 44 передает движение не на шестерню 45, а на шес­терни 51-52 и далее на ходовой винт 53 и гайку 54. Коробка подач также дает 18 поперечных подач. В табл. 4 указаны сцепления шестерен и эле­ментов кинематической схемы, дающих ряд поперечных подач. Числовые значения поперечных подач получаются путем подстановки чисел зубьев в соответствующие номера схемы шестерни.

Настройка станка на нарезку метрической резьбы, производится пу­тем подбора чисел зубьев сменных шестерен, необходимых для сообщения продольного хода резьбы образующему инструменту (резцу), равного выбранному шагу нарезаемой резьбы. Движение резцу сообщается от шпин­деля через шестерни , через сменные шестерни А-Б-С-Д, ходовой винт 56 и гайку 55. Набор сменных шестерен, необходимых для нарезки резьбы соответствующего шага, представлен в табл. 5, в которой даны числа зубьев сменных шестерен. Сменные шестерни укрепляются на приклоне (гитаре), укрепленном на кронштейне передней бабки.

Таблица 2

Цепь главного движения

Скорости	Положение рукояток	Зацепление шестерни	Число оборотов шпинделя в мин.
Р3	Р4	Р5
1	II	III	I		С перебором	36
2	I	III	I		53
3	II	I	I		65
4	III	III	I		82
5	I	I	I		98
6	II	II	I		111
7	III	I	I		141
8	I	II	I		167
9	III	II	I		250
10	II	III	II		Без перебора	290
11	I	III	II		430
12	II	I	II		520
13	III	III	II		665
14	I	I	II		785
15	II	II	II		890
16	III	I	II		1130
17	I	II	II		1340
18	II	II	II		2000

Таблица 3