Общая методика настройки кинематических цепей металлорежущих станков

⇐ ПредыдущаяСтр 5 из 13Следующая ⇒

Настройка цепи в металлорежущих станках осуществляется при помощи механизмов настройки (коробок подач или скоростей) или сменных механизмов.

Под настройкой кинематической цепи понимается определение по исходным данным передаточного числа цепи, обеспечивающего необходимую скорость ведомого звена. Кинематические характеристики цепи, необходимые для настройки, берутся из паспорта станка или определяются в результате анализа этой цепи. Как правило, расчетные значения не соответствуют паспортным данным передаточных чисел механизмов настройки станка. Допустимая величина погрешности настройки зависит от назначения цепи и виде обработки. Например при точении допустимая погрешность настройки цепи подачи существенно выше чем при нарезании резьбы.

Рекомендуемая последовательность настройки кинематической цепи следующая: по данным режима резания определяется требуемая скорость движения ведомого звена; рассчитывается величина переменной частоты общего передаточного числа настраиваемой цепи, обеспечивающая требуемую скорость движения ведомого звена; определяющая все значения переменной части общего передаточного числа настраиваемой кинематической цепи; сопоставляя все значения переменной части передаточного числа с расчетным выбирается вариант кинематических связей, обеспечивающих к требуемой скорость движения ведомого звена.

Рассмотрим методику настройки кинематической цепи металлорежущего станка на примере коробки скоростей (рис.2)

Исходные данные: скорость резания V=100 м/мин, диаметр обрабатываемой заготовки d=55 мм, частота вращения вала электродвигателя n=1450 мин^-1.

Задание: необходимо определить вариант кинематических связей в коробке скоростей для получения заданной скорости резания.

1. Определим требуемую частоту вращения шпинделя

n_шп= , мин^-1; n_шп= = 580 мин^-1

2. Из уравнений (1) и (2) рассчитываем переменную часть общего передаточного числа кинематической цепи коробки скоростей:

U’_рас= = =

Из уравнения (3) и (4) определяем значение переменной части общего передаточного числа кинематической цепи коробки скоростей:

U’₁=0.49; U’₂=0.78; U’₃=0.3; U’₄=1.62; U’₅=2.62; U’₆=1.0

4. Сопоставляя значения переменных частей передаточного числа коробки скоростей с расчетным значением, выбираем вариант кинематических связей, обеспечивающих ближайшую меньшую к требуемой частоте вращения шпинделя. Допускается брать ближайшую большую если она не более чем на 50% отличается от расчётной. В данном случае вариантом кинематических связей, обеспечивающих ближайшую меньшую к расчетной частоте вращения шпинделя является вариант с передаточным числом U’₁=0.49. Вариант U’₁=0.78 брать нельзя т.к. в этом случае выбранная переменная часть передаточного числа цепи отличается от расчётной более чем на 5%.

Формула кинематических связей этого варианта имеет вид:

n_эд→ → I → ∙ → III → → n_шп

При необходимости вычисляется погрешность настройки.

6. Кинематические цепи токарно-винторезного станка модели 16К20

7. При анализе кинематических цепей токарно-винторезного станка модели 16К20 необходимо использовать Приложение 4.

Привод главного движения

Главным движением является вращение шпинделя с заготовкой. Ведомое звено – шпиндель.

Вращение шпинделю передается от электродвигателя (N=10кВт, n=1460 об/мин) через клиноременную передачу 148/268, коробку скоростей (рис.3). Расположение в коробке скоростей муфты М₁ служит для включения и изменения направления вращения шпинделя.

Существует две возможности передачи движения на шпиндель. Это цепь без перебора и с перебором.

Рис.3 Кинематическая схема станка 16К20

Главное движение (без перебора)

N_шп=1460 ∙ ∙ (или ) ∙ (или или ) ∙ (или )

Главное движение(с перебором)

N_шп=1460 ∙ ∙ (или ) ∙ (или или )∙ (или ) ∙

Обратное вращение шпинделя (муфта М₁ включается вправо): N_шп= ∙ и далее по вышеприведенным цепям.

Привод подач

Обеспечивает нарезание резьб и механические (продольные и поперечные) подачи. Ведущее звено – шпиндель. Ведомые звенья: - при нарезании резьб – ходовой винт; - для продольной подачи – реечное колесо; - для поперечной подачи – ходовой винт поперечной подачи.

Привод подачи состоит из звена увеличения шага, механизма реверса, гитары сменных колес, коробки подач и механизма передач фартука.

От шпинделя движение может непосредственно передаваться через зубчатую пару или через звено увеличения шага, которое расположено в коробке скоростей и имеет три передаточных отношения(числа):

U’₁= ∙ =2;

U’₂= ∙ ∙ =8;

U’₃= ∙ ∙ =32;

Для изменения направления вращения ходового винта служит реверсивный механизм: правое вращение винта получается при передаче вращения с вала V^’’ на вал Х через пару зубчатых колес , а левое – через передачу .

Гитара сменных колес имеет две комбинации сменных колес. Для получения механической подачи и нарезания метрических и дюймовых резьб устанавливается отношение:

Для получения модульных питчевых резьб устанавливается отношение:

= .

Коробка подач имеет две основные цепи. Первая цепь предназначена для нарезания метрических и модульных резьб и для получения механической(продольной и поперечной) подачи. В этом случае муфты М₂и М₃ выключены, а муфта М₄ включена.

∙ (или или ; или )→ М₄→ (или )∙ (или )→ XVII.

Вторая цепь служит для нарезания дюймовых и питчевых резьб. В этом случае включаются муфты М₂ и М₄ и выключается муфта М₃:

∙ ∙ (или или или )→ М₃→ ∙ (или ) (или )→ XVI.

Блоки зубчатых колес 45-35, Б₈ и Б₉ называются множительным механизмом.

Множительный механизм обеспечивает получение четырех различных передающих отношений(чисел):

U’₁= ∙ =1;

U’₂= ∙ = ;

U’₃= ∙ = ;

U’₄= ∙ = ;

При нарезании резьб движение с вала XVII передается далее через гайку М₅ на ходовой винт XXI с шагом t=12мм.

Движение на ходовой винт может быть передано от гитары сменных колес на ходовой винт путем блокировки коробки подач(включаем муфты М₂ и М₃). Это проводится в случае нарезания нестандартных резьб и резьб повышенной точности. Необходимый шаг резьбы устанавливается подбором зубчатых колес гитары сменных колес.

При получении продольной или поперечной подач движение с вала XVII передается на ходовой вал через обгонную муфту М₈(муфта М₅ отключена). В этом случае, ходовой вал XXII получает движение через зубчатые передачи 23/40; 24/39; 28/35.

Механизм фартука. Передача движения осуществляется следующим образом: - продольная подача – прямая:

∙ ∙ ∙ (M_п) ∙ ∙ ∙ ∙ (М₇) ∙ ∙ π ∙ 3∙ 10;

- реверсивная:

∙ ∙ ∙ (M_п) ∙ ∙ ∙ (М₈) ∙ ∙ π ∙ 3∙ 10;

- поперечная подача – прямая:

∙ ∙ ∙ (M_п) ∙ ∙ ∙ (М₈) ∙ ∙ ∙ ∙ 5;

-реверсируемая:

∙ ∙ ∙ (M_п) ∙ ∙ ∙ ∙ (М₁₀) ∙ ∙ ∙ ∙ 5;

На станке может быть установлен суппорт с механическим приводом поперечных салазок:

∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ 5

Задания

Вариант 1

1. Написать формулу кинематических связей цепи скоростей при прямом вращении шпинделя. Определить число ступеней частот вращения шпинделя.

2. Записать уравнение кинематического баланса, определяющее максимальное значение продольной подачи при точении. Определить цепь, определяющую максимальную величину продольную подачу.

3. Провести настройку коробки скоростей для получения скорости резания V=70м/мин, при диаметре обрабатываемой заготовки d=50 мм(см.Приложение 3)

Вариант 2

1. Написать формулу кинематических связей скоростей при прямом вращении шпинделя. Определить диапазон регулировки частоты вращения шпинделя Др (9).

2. Написать уравнение кинематического баланса, определяющее максимальное значение поперечной подачи при точении. Определить цепь, обеспечивающую величину максимальной подачи при поперечном точении.

3. Произвести настройку коробки скоростей для получения скорости резания V= 40м/мин, при диаметре заготовки d=120мм(см. Приложение 3).

Вариант 3

1. Записать формулу кинематических связей цепи скоростей при обратном вращении шпинделя. Определить число ступеней частот вращения шпинделя для указанной цепи.

2. Написать уравнение кинематического баланса, определяющее минимальный шаг нарезаемой метрической резьбы. Определить цепь, обеспечивающую минимальную величину нарезания метрической резьбы.

3. Произвести настройку коробки скоростей для получения скорости резания V=100м/мин при диаметре заготовки d=60мм. (Приложение 3)

Вариант 4

1. Записать формулу кинематических связей цепи скоростей при прямом вращении шпинделя. Определить ее структурную формулу и число ступеней частот вращение шпинделя.

2. Записать уравнение кинематического баланса, определяющее минимальное значение продольной подачи при точении. Определить цепь, обеспечивающую получение минимальной величины продольной подачи.

3. Произвести настройку коробки скоростей для получения скорости резания V=80м/мин и диаметром обрабатываемой заготовки d=100мм. (Приложение 3)

Вариант 5

1. Записать уравнение кинематического баланса цепи скоростей при обратном вращении шпинделя. Определить структурную формулу и число ступеней частот вращения шпинделя.

2. Написать уравнение кинематического баланса, определяющее минимальное значение поперечной подачи при точении. Определить цепь, обеспечивающую величину минимальную подачи при поперечном точении.

3. Настроить коробку скоростей для получения скорости резания V=20м/мин при диаметре заготовки d=90 мм. (Приложение 3)

Вариант 6

1. Записать уравнение кинематического баланса цепи скоростей при прямом вращении шпинделя. Определить цепь, обеспечивающую максимальную частоту вращения шпинделя и диапазон частот вращения шпинделя.(9).

2. Написать уравнение кинематического баланса, определяющее максимальный шаг нарезаемой метрической резьбы. Определить цепь, обеспечивающую минимальный шаг нарезаемой метрической резьбы.

3. Произвести настройку коробки скоростей для получения скорости резания V=125м/мин при диаметре заготовки d=70 мм.

Вариант 7

1. Записать уравнение кинематического баланса цепи скоростей при прямом вращении шпинделя. Определить цепь, обеспечивающую минимальную частоту вращения шпинделя и диапазон частот вращения шпинделя.

2. Написать уравнение кинематического баланса, определяющее максимальное значение шага нарезаемой модульной резьбы. Определить цепь, обеспечивающую величину минимального значения шага модульной резьбы.

3. Произвести настройку коробки скоростей для получения скорости резания V=30м/мин при диаметре заготовки d=200 мм.

Вариант 8

1. Записать уравнение кинематического баланса цепи скоростей при обратном вращении шпинделя. Определить цепь, обеспечивающую минимальное значение величины обратной частоты вращения шпинделя и число частот вращения.

2. Написать уравнение кинематического баланса, определяющее минимальное значение шага нарезаемой дюймовой резьбы. Определить цепь, обеспечивающую величину минимального значения шага дюймовой резьбы.

3. Произвести настройку коробки скоростей для получения скорости резания V=160м/мин при диаметре заготовки d=55 мм.

Вариант 9

1. Записать формулу кинематических связей при прямом вращении шпинделя. Настроить минимальную частоту вращения шпинделя и число ступеней частот вращения шпинделя.

2. Написать уравнение кинематического баланса, определяющее минимальное значение шага нарезаемой модульной резьбы. Настроить минимальное значения шага нарезаемой модульной резьбы.

3. Произвести настройку коробки скоростей для получения скорости резания V=50м/мин при диаметре заготовки d=40 мм.

Вариант 10

1. Записать формулу кинематических связей при прямом вращении шпинделя. Определить число ступеней частот вращения шпинделя.

2. Написать уравнение кинематического баланса, определяющее максимальное значение продольной подачи при точении. Настроить коробку подач на максимальное значение продольной подачи.

3. Произвести настройку коробки скоростей для получения скорости резания V=28м/мин при диаметре заготовки d=30 мм.

Вариант 11

1. Записать формулу кинематических связей цепи скоростей при прямом вращении шпинделя. Определить диапазон регулирования частот вращения шпинделя.(Др)

2. Написать уравнение кинематического баланса, определяющее максимальное значение поперечной подачи при точении. Настроить коробку подач на максимальное значение поперечной подачи.

3. Произвести настройку коробки скоростей для получения скорости резания V=120м/мин при диаметре заготовки d=60 мм.

Вариант 12

1. Записать формулу кинематических связей цепи скоростей при обратном вращении шпинделя. Определить число ступеней частот вращения шпинделя.

2. Написать уравнение кинематического баланса, определяющее минимальный шаг нарезаемой метрической резьбы. Настроить коробку подач на минимальный шаг нарезаемой метрической резьбы.

3. Произвести настройку коробки скоростей для получения скорости резания V=75м/мин при диаметре заготовки d=48 мм.

Вариант 13

1. Записать формулу кинематических связей цепи скоростей при прямом вращении шпинделя. Определить число ступеней частот вращения шпинделя.

2. Написать уравнение кинематического баланса, определяющее минимальное значение продольной подачи при точении. Настроить коробку подач на максимальное значение продольной подачи.

3. Произвести настройку коробки скоростей для получения скорости резания V=45м/мин при диаметре заготовки d=90 мм.

Вариант 14

2. Написать уравнение кинематического баланса, определяющее минимальное значение поперечной подачи при точении. Настроить цепь подач с минимальной поперечной подачей.

3. Произвести настройку коробки скоростей для получения скорости резания V=60м/мин при диаметре заготовки d=25 мм.

Вариант 15

1. Записать уравнение кинематического баланса цепи скоростей при прямом вращении шпинделя. Записать кинематическую цепь, обеспечивающую минимальную частоту вращения шпинделя при прямом вращении шпинделя. Определить минимальную частоту вращения шпинделя и диапазон регулировок частот вращения шпинделя.

2. Написать уравнение кинематического баланса, определяющее максимальный шаг нарезаемой метрической резьбы. Настроить цеп подач на максимальное значение метрической резьбы.

3. Произвести настройку коробки скоростей для получения скорости резания V=55м/мин при диаметре заготовки d=85 мм.

Вариант 16

1. Записать уравнение кинематического баланса цепи скоростей при обратном вращении шпинделя. Настроить цепь скоростей на максимальную частоту вращения шпинделя. Определить диапазон регулировок частот вращения шпинделя.

2. Написать уравнение кинематического баланса, определяющее максимальное значение шага нарезаемой модульной резьбы. Настроить резьбонарезную цепь на минимальное значение шага нарезания модульной резьбы.

3. Произвести настройку коробки скоростей для получения скорости резания V=150м/мин при диаметре заготовки d=58 мм.

Вариант 17

1. Записать уравнение кинематического баланса цепи скоростей при обратном вращении шпинделя. Настроить коробку скоростей на максимальную частоту вращения шпинделя, а также определить число ступеней вращения шпинделя.

2. Написать уравнение кинематического баланса, определяющее максимальное значение шага нарезаемой дюймовой резьбы. Настроить резьбонарезную цепь на минимальное значение шага нарезания дюймовой резьбы.

3. Произвести настройку коробки скоростей для получения скорости резания V=105м/мин при диаметре заготовки d=56 мм.

Вариант 18

1. Записать уравнение кинематических связей цепи скоростей при прямом вращении шпинделя. Настроить цепь скоростей на максимальную частоту вращения шпинделя. Определить число ступеней вращения шпинделя.

2. Написать уравнение кинематического баланса, определяющее максимальное значение шага нарезаемой модульной резьбы.

3. Произвести настройку коробки скоростей для получения скорости резания V=90м/мин при диаметре заготовки d=120 мм.

Вариант 19

2. Написать уравнение кинематического баланса, определяющее максимальное значение шага нарезаемой питчевой резьбы.

3. Произвести настройку коробки скоростей для получения скорости резания V=65м/мин при диаметре заготовки d=80 мм.

Вариант 20

1. Записать уравнение кинематических связей в цепи скоростей при прямом вращении шпинделя. Настроить цепь скоростей на максимальную частоту вращения шпинделя. Определить число ступеней вращения шпинделя.

2. Написать уравнение кинематического баланса, определяющее максимальное значение продольной подачи при точении. Настроить цепь продольной подачи на максимальное значение величины продольной подачей.

3. Произвести настройку коробки скоростей для получения скорости резания V=45м/мин при диаметре заготовки d=68 мм.

Вариант 21

1. Записать уравнение кинематических связей в цепи скоростей при прямом вращении шпинделя. Настроить цепь скоростей на минимальную частоту вращения шпинделя. Определить диапазон регулирования частот вращения шпинделя.(Др)

2. Написать уравнение кинематического баланса, определяющее максимальное значение поперечной подачи при точении. Настроить цепь поперечной подачи на максимальное значение величины поперечной подачи.

3. Произвести настройку коробки скоростей для получения скорости резания V=95м/мин при диаметре заготовки d=75 мм.

Вариант 22

1. Записать уравнение кинематических связей в цепи скоростей при обратном вращении шпинделя. Настроить цепь скоростей на минимальную частоту вращения шпинделя. Определить число ступеней вращения шпинделя.

2. Написать уравнение кинематического баланса, определяющее минимальное значение шага нарезаемой метрической резьбы.

3. Произвести настройку коробки скоростей для получения скорости резания V=125м/мин при диаметре заготовки d=55 мм.

Вариант 23

1. Записать уравнение кинематического баланса цепи скоростей при прямом вращении шпинделя. Определить число ступеней вращения шпинделя.

2. Написать уравнение кинематического баланса, определяющее минимальное значение продольной подачи при точении. Настроить цепь продольной подачи на минимальное значение величины продольной подачи.

3. Произвести настройку коробки скоростей для получения скорости резания V=142м/мин при диаметре заготовки d=38 мм.

Вариант 24

1. Записать уравнение кинематического баланса цепи скоростей при обратном вращении шпинделя. Определить число ступеней вращения шпинделя.

2. Написать уравнение кинематического баланса, определяющее минимальное значение поперечной подачи при точении. Настроить цепь поперечной подачи на минимальное значение величины поперечной подачи.

3. Произвести настройку коробки скоростей для получения скорости резания V=115м/мин при диаметре заготовки d=35 мм.

Вариант 25

1. Записать уравнение кинематического баланса цепи скоростей при прямом вращении шпинделя. Настроить цепь главного движения на максимальную частоту вращения шпинделя. Определить диапазон регулирования частот вращения шпинделя.

2. Написать уравнение кинематического баланса, определяющее максимальный шаг метрический резьбы. Настроить резьбонарезающую цепь максимальную величину шага нарезаемой метрической резьбы.

Вариант 26

1. Записать уравнение кинематического баланса цепи скоростей при прямом вращении шпинделя. Настроить коробку скоростей на максимальную частоту вращения шпинделя. Определить диапазон регулирования частот вращения шпинделя.

2. Написать уравнение кинематического баланса, определяющее максимальное значение шага нарезаемой метрической резьбы.

3. Произвести настройку коробки скоростей для получения скорости резания V=200м/мин при диаметре заготовки d=40 мм.

Вариант 27

1. Записать уравнение кинематического баланса цепи скоростей при обратном вращении шпинделя. Настроить коробку скоростей на минимальную частоту вращения шпинделя.

2. Написать уравнение кинематического баланса, определяющее максимальное значение шага нарезаемой дюймовой резьбы. Настроить резьбонарезающую цепь максимальную величину шага нарезаемой метрической резьбы.

Вариант 28

1. Записать уравнение кинематического баланса цепи скоростей при прямом вращении шпинделя. Настроить цепь скоростей на минимальную частоту вращения шпинделя. Определить число ступеней вращения шпинделя.

2. Написать уравнение кинематического баланса, определяющее минимальное значение шага нарезаемой питчевой резьбы. Настроить резьбонарезающую цепь на нарезание минимального шага питчевой резьбы.

3. Произвести настройку коробки скоростей для получения скорости резания V=110м/мин при диаметре заготовки d=120 мм.

Вариант 29

1. Записать уравнение кинематических связей цепи скоростей при прямом вращении шпинделя. Настроить цепь главного движения на минимально значение частоты вращения шпинделя. Определить число ступеней частоты вращения шпинделя.

2. Написать уравнение кинематического баланса, определяющее минимальное значение шага нарезаемой модульной резьбы.

3. Произвести настройку коробки скоростей для получения скорости резания V=60м/мин при диаметре заготовки d=45 мм.

Вариант 30

1. Записать формулу кинематических связей в цепи скоростей при прямом вращении шпинделя. Определить структурную формулу и число ступеней частот вращения шпинделя.

2. Написать уравнение кинематического баланса, определяющее максимальное значение продольной подачи при точении. Настроить цепь продольных подач на максимальную величину продольной подачи.

3. Произвести настройку коробки скоростей для получения скорости резания V=45м/мин при диаметре заготовки d=50 мм.

Требования к оформлению отчета

Отчет оформляется в соответствии с требованиями стандартов к техническим отчетам.

В отчете необходимо произвести требуемые расчеты и полные ответы на вопросы задания по соответствующему варианту, изложить выводы и дать анализ полученных результатов.

Контрольные вопросы

1. Цель и содержание методики анализа кинематических металлорежущих станков?

2. Главное движение резца и движение подачи при точении?

3. Что такое формула кинематических связей?

4. Что такое уравнение кинематического баланса цепи?

5. Общее передаточное отношение кинематической цепи?

6. Что такое диапазон регулирования частот вращения ведомого звена?

7. Как определяется количество ступеней скорости движения ведомого звена любой кинематической цепи?

8. Что понимается под настройкой кинематики цепей металлорежущих станков и ее последовательности?

9. Основные узлы и технические характеристики станка 16К20.

10.Назначение станка 16К20.

11.Расшифровать модель станка 16К20.

12.Составить общую кинематическую цепь главного движения станка 16К20.

13.Составить общую кинематическую цепь подач станка 16К20.

14.Показать, где расположена гитера сменных колес на станка 16К20. Какая комбинация сменных колес устанавливается при нарезании метрических и дюймовых резьб?

15.Показать множители коробки подач и звено увеличения шага.

16.Показать, где расположен ферпун на станке 16К20, назначение и анализ его механизмов.

Литература

1. Ящерицын П.И., Ефремов В.Д. Металлорежущие станки. Учебник для ВУЗов. Мн., БАТУ, 2001 -446 с.

2. Некрасов С.С. Обработка материалов резанием.–М. Агропромиздат, 1988- 336с.

3. Дальский А.И. Технология конструкционных материалов М., Машиностроение, 1985-480 с.

4. Дубинин М.Л. и др. Технология металлов и других конструкционных материалов. М., Высшая школа, 1969-704с.

5. Некрасов С.С. Практикум по технологии конструкционных материалов, М.Колос 1983-255с.

Пиложение 1

⇐ Предыдущая 1 2 3 456 7 8 9 10 Следующая ⇒

Последнее изменение этой страницы: 2017-03-14; Просмотров: 1510; Нарушение авторского права страницы