Практикум по металлорежущим станкам допущено Учебнометодическим объединением вузов по образованию в области автоматизированного машиностроения (умо ам) в качестве
 Скачать 4.55 Mb.
|
|
5. Контрольные вопросы 5.1. Точность станков и способы ее оценки. 5.2. От чего зависят и что характеризуют геометрические погреш- ности в металлорежущих станках? 5.3. Какими документами регламентируются нормы точности стан- ков? 5.4. На что влияет геометрическая точность станка? 5.5. Перечислите методы повышения точности станков. 6. Содержание отчета 1. Перечислить основные паспортные данные станка. 2. Заполнить таблицу 1.1 в виде: Таблица 1.1 Результаты измерений геометрической погрешности cтанка модели TUM-35 Номер провер- ки Что проверяется Схема проверки Допустимое отклонение по ГОСТ 18097-72 и польскому стандарту РN/М-55650 Факти- ческое откло- нение 1 Отклонение от прямолиней- ности направляющих суппор- та станка (станины) в верти- кальной плоскости (рис. 1.1) Отклонение пе- редней и задней направляющих 0..0,02 мм на длине 1000 мм 2 Отклонение от прямолинейно- сти продольного перемещения суппорта в вертикально плос- кости (рис. 1.2) 0,02 мм на длине 1000 мм 17 Продолжение таблицы 1.1 Номер провер- ки Что проверяется Схема проверки Допустимое отклонение по ГОСТ 18097-72 и польскому стандарту РN/М-55650 Факти- ческое откло- нение 3 Отклонение от параллельно- сти направляющих суппорта станка (станины) на отсут- ствие короблений (рис. 1.3) 0,02 мм на длине 1000 мм 4 Отклонение от прямолинейно- сти продольного перемещения суппорта станка в горизон- тальной плоскости (рис. 1.4) 0,015 мм на длине 1000 мм 5 Отклонение, от параллельно- сти линии центров по отноше- нию к направляющим станины в вертикальной плоскости (рис. 1.5). (рис. 1.5) 0..0,03 мм 6 Отклонение от параллельно- сти перемещения пиноли зад- ней бабки; по отношению к перемещению суппорта станка (рис. 1.6) в вертикальной плоскости 0,04 мм, в гори- зонтальной плос- кости 0,025 мм 7 Отклонение параллельности направляющих задней бабки по отношению к перемеще- нию суппорта станка (рис. 1.7) 0,015 мм 8 Радиальное биение центриру- ющей поверхности шпинделя передней бабки под патрон (рис. 1.8) 0,008 мм 9 Осевое биение шпинделя пе- редней бабки (рис. 9) 0,008 мм 10 Осевое биение торцевой по- верхности опорного буртика фланца шпинделя передней бабки (рис. 1.10) 0,015 мм 11 Радиальное биение кониче- ского отверстия шпинделя передней бабки, проверяемое: а) у торца; б) на длине L = 300 мм (рис. 1.11) у торца – 0,008 мм, на длине L=300 мм – 0,025 мм 18 Продолжение таблицы 1.1. Номер провер- ки Что проверяется Схема проверки Допустимое отклонение по ГОСТ 18097-72 и польскому стандарту РN/М-55650 Факти- ческое откло- нение 12 Отклонение от параллельно- сти оси вращения шпинделя передней бабки по отношению к продольному перемещению суппорта станка в плоскостях: а – вертикальной, б – горизон- тальной (рис. 1.12) на расстоянии L=300 мм: а) в вертикальной плоскости 0..0,02 мм; б) в го- ризонтальной плоскости от 0 до 0,01 мм 13 Отклонение от параллельно- сти продольного перемещения верхних салазок суппорта по отношению к оси вращения шпинделя передней бабки в вертикальной плоскости (рис. 1.13) от 0 до 0,020 мм на длине L=100 мм 14 Отклонение от параллельно- сти перемещений пиноли зад- ней бабки по отношению к продольному перемещению суппорта в плоскостях: а) в вертикально, б) в горизонтальной. (рис. 1.14) а) в вертикальной плоскости – 0..0,02 мм; б) в горизонталь- ной плоскости – 0..0,01 мм 15 Отклонение от параллельно- сти оси конусного отверстия пиноли задней бабки по отно- шению к перемещению суп- порта станка в плоскостях: а) в вертикальной плоскости; б) в горизонтальной плоскости (рис. 1.15) на длине L=200 мм: а) в вертикальной плоскости – 0..0,020 мм; б) в горизонталь- ной плоскости – 0..0,020 мм 16 Отклонение от перпендику- лярности перемещения попе- речного суппорта по отноше- нию к оси шпинделя станка (рис. 1.16) на длине L=150 мм ..0,20 мм 17 Осевое биение ходового винта продольной подачи (рис. 1.17) 0,010 мм 19 Лабораторная работа № 2 НАСТРОЙКА ТОКАРНО-ВИНТОРЕЗНОГО СТАНКА МОДЕЛИ ТUМ-35 НА НАРЕЗАНИЕ РЕЗЬБЫ Задание 1. Рассчитать режимы резания для нарезания резьбы. 2. Настроить токарно-винторезный станок на нарезание многоза- ходной резьбы однопрофильным резцом. 1. Цель работы 1. Ознакомиться с общим видом токарно-винторезного станка. 2. Изучить органы управления станком. 3. Выбрать необходимую частоту вращения шпинделя. 3. Научиться налаживать механизмы подач на заданный шаг наре- заемой резьбы. 4. Ознакомиться с рабочими приемами нарезания резьбы резцом, методами нарезания многозаходной резьбы. 5. Ознакомиться с методами контроля шага нарезаемой резьбы. 2. Оборудование, приспособления, инструмент 1. Токарно-винторезный станок модели ТUM-35. 2. Токарный резьбовой резец. 3. Штангенциркуль. 3. Исходные данные (задаются преподавателем) а) тип резьбы; б) шаг резьбы, мм; в) направление резьбы; г) число заходов; д) материал заготовки. 4. Общие методические указания Токарно-винторезный станок ТUM-35 (Рис.2.1.) предназначен для точения, растачивания, протачивания канавок (наружных и внутрен- них), сверления, зенкерования, развертывания, нарезания резьб резцами, плашками, метчиками деталей типа тел вращения. 20 Рис. 2.1. Общий вид токарно-винторезного станка модели TUM-35 1 – кнопка включения подвода тока к цепи управления; 2 – кнопка аварийный СТОП; 3 – лампа освещения; 4 – шпиндель с па- троном; 5 – щиток суппорта; 6 – резцедержатель; 7 – маховичок ручного перемещения верхнего суппорта; 8 – задняя бабка; 9 – рукоятка зажима и отжима задней бабки; 10 – маховичок перемещения пиноли задней бабки; 11 – станина; 12 – ходовой винт; 13 – ходовой вал; 14 – вал переключения вращения шпинделя; 15 – тумба правая; 16 – рукоятка поворота вала 14; 17 – рукоятка включения маточной гайки и ходового винта; 18 – рукоятка включения механической подачи суппортов; 19 – пе- реключение направления подачи; 20 – рукоятка ручного перемещения поперечного суппорта; 21 – электродвигатель; 22 – руко- ятка ручного перемещения продольного суппорта; 23 – тумба левая; 24 – рукоятка управления основной передачей коробки по- дач; 25 – рукоятка наладки шага резьбы и отключения ходового винта от привода; 26 – рукоятка управления повышающей передачей; 27 – рукоятка переключения величин подач и видов резьбы; 28 – передняя бабка; 29 – штурвал переключения обо- ротов шпинделя; 30 – рукоятка отключения привода подач от главного привода; 31 – рукоятка переключения шпинделя (1:1 и 1:8); 32 – кнопка включения подачи охлаждающей жидкости 28 23 32 31 29 1 2 3 4 5 7 6 8 9 11 10 16 12 13 14 15 17 18 19 22 21 24 25 27 26 30 20 16 20 21 4.1. Техническая характеристика станка 1. Наибольший диаметр точения над станиной, мм 360. 2. Наибольший диаметр точения над суппортом, мм 200. 3. Наибольшая длина точения в центрах, мм 1000. 4. Высота центров, мм 180. 5. Наибольшее перемещение верхнего суппорта от торцевой плоскости поперечного суппорта, мм: - вперед 55. - назад 60. 6. Конус отверстия шпинделя Морзе №5. 7. Диаметр отверстия шпинделя, мм 36. 8. Наибольшее перемещение пиноли задней бабки, мм 100. 9. Конус отверстия пиноли задней бабки, Морзе №4. 10. Наибольшее поперечное перемещение задней бабки, мм ± 10. 11. Количество скоростей шпинделя 14. 12. Количество подач 9. 13. Пределы подач, мм/об: - продольных 0,04 ч 0,4; - поперечных 0,02 ч 0,2. 14. Резьба: метрическая: - количество 38; - пределы, шаг в мм 0,02–18; дюймовая: - количество 35; модульная: - количество 31; - пределы, шаг в мм 0,4–13,5; питчевая: - количество 25; - пределы, шаг / 2/3. 15. Шаг резьбы ходового винта, мм 6. 16. Сечение стержня резца, мм 16 16. 17. Мощность электродвигателя главного привода, кВт 3,5. 18. Масса токарного станка, кг 1300. 19. Габаритные размеры (длина ширина высота), мм 2470 1000 1410. 4.2. Приемы нарезания резьб В зависимости от направления вращения при завинчивании резьбы бывают левозаходные и правозаходные, нарезание которых обеспечива- 22 ется направлением движения подачи слева–направо или наоборот. По количеству заходов или по числу непрерывных ниток резьбы, расположенных эквидистантно на поверхности детали, различают одно- заходные и многозаходные резьбы. В многозаходной резьбе различают ход и шаг резьбы. Ходом многозаходной резьбы называется расстояние между одноименными точками одного витка одной нитки резьбы, изме- ренное в направлении оси вращения детали. При нарезании многозаходных резьб применяют различные методы деления винтовых канавок в соответствии с числом заходов: деление с помощью специального градуированного патрона, в котором после нарезания раскрепляют и поворачивают поводковую часть относитель- но корпуса на 180 при двухзаходной, 120 при трехзаходной и на 90 при четырехзаходной резьбе; смещение верхних салазок суппорта на величину шага резьбы; применяют резцовые блоки, в которых резцы устанавливают вершинами на одном уровне и с шагом, равным шагу нарезаемой резьбы. 4.3. Структурная схема станка (рис. 2.2) В токарно-винторезном станке при нарезании резьбы создается два согласованных исполнительных движения формообразования Ф v (B 1 П 2 ): B 1 – вращение заготовки и продольное перемещение резца П 2 . Эти дви- жения служат для получения направляющей линии методом следа. Для получения образующей линии используется метод копирования, при ко- тором профиль инструмента (резца) соответствует профилю резьбы (метрическая, прямоугольная, трапецеидальная и т. д.). Кинематическая группа движения резания Ф v (B 1 П 2 ) состоит из внутренней кинематической связи, обеспечивающей траекторию дви- жения и внешней кинематической связи, передающей движение от дви- гателя во внутреннюю кинематическую связь. Внутренняя кинематическая связь этой группы состоит из следую- щей кинематической цепи: шпиндель – реверс Р 2 – гитара i х – коробка подач i 5 – ходовой винт. Внешняя кинематическая связь группы состоит: электродвигатель М 1 – реверс Р 1 – коробка скоростей i v – шпиндель. Движение резания Ф v (B 1 П 2 ) – это движение с незамкнутой траекторией и поэтому кинема- тическая группа скорости резания имеет все пять органов настройки по траектории, пути, скорости, направлению и исходной точке. 23 М 1 Р 1 i V Р 2 В 3 П 2 i х i S В 1 Р 3 Р 4 Р х в П 3 Рис. 2.2. Структурная схема токарно-винторезного станка При нарезании стандартных резьб нормальной точности органами настройки является гитapa i x и коробка подач i s , которые используются и для образования подач при токарной обработке. Группа Ф v (B 1 П 2 ) на скорость движения настраивается коробкой скоростей, на направление резания – реверсом Р 1 на путь и исходную точку – вручную оператором. Реверс P 1 производится электродвигате- лем привода главного движения. 4.4. Кинематическая схема станка (рис. 2.3) Шпиндель получает вращение от 3 х фазного электродвигателя N=3 кВт n=1500 об/мин посредством двух тройных блоков Б 6 и Б 7 ко- робки скоростей с получением 9-ти частот вращения через муфту M1 – быстроходная кинематическая цепь или через шестерни 24/51 и 16/59 дополнительно 9-ти частот вращения по тихоходной кинематической цепи. Управление муфтой М1 и шестерней z =16 производится одной рукояткой 31, включающей перебор с передаточным oтношением 1/1 и 1/8. На шпинделе станка будет получено 14 4 3 3 3 3 q Z частот вращения от n min =28 об/мин до n max =2500 об/мин (четыре частоты вра- щения одинаковы по величине). Уравнение кинематического баланса частоты вращения шпинделя станка с учетом упругого скольжения ре- менной передачи имеет вид: 59 16 51 24 147 132 1500 147 132 1500 8 7 8 7 min Б Б Б Б i i или i i n мин -1 , где 1500 – частота вращения электродвигателя. 24 n = 2 8 - 2 5 0 0 о б / м и н 4 м м 1 4 7 2 4 2 4 5 9 1 6 5 1 5 1 2 7 2 7 3 8 4 1 6 0 3 8 2 9 3 1 4 8 3 6 2 8 4 4 3 0 2 4 4 1 4 1 1 9 3 9 3 2 4 4 4 1 5 1 3 0 3 8 3 4 4 6 2 6 3 6 4 8 2 8 2 4 4 2 4 9 3 5 2 4 3 3 2 8 3 9 1 4 2 4 3 5 3 0 N = 3 к В т n = 1 5 0 0 о б / м и н - 5 0 H z n = 1 8 0 0 о б / м и н - 6 0 H z 5 0 H z - 1 0 8 , 6 6 0 H z - 1 3 2 N = 0 , 1 5 5 к В т 6 м м 1 3 1 6 6 5 2 1 2 0 3 6 4 5 8 7 5 2 2 v e p - 4 0 В 3 м м М М m = 2 6 9 Б 1 Б 2 Б 6 Б 4 Б 3 Б 5 М 1 Б 8 Б 7 Рис. 2.3. Кинематическая схема токарно-винторезного станка TUM-35 24 25 Рис. 2.4. Штурвал установки частот вращения шпинделя Торможение привода главного движения осуществляется электро- магнитной муфтой, установленной на валу XII коробки скоростей стан- ка. Внутренняя связь кинематической группы Ф v (B 1 П 2 ), необходимая для образования различных резьб по кинематической схеме станка со- стоит из звена увеличения шага механизма реверса, гитары сменных ко- лес, коробки подач и ходового винта. Движение во внутреннюю связь берется непосредственно от шпинделя станка с реверсированием направления вращения и отключения его перемещением шестерни z=38 вдоль вала IV, который является ведущим валом гитары сменных колес при необходимом передаточном отношении которых (табл.2.1) в зави- симости от зацепления получаем различные виды резьб. Кроме того, необходимо установить рукоятку 26 (рис.2.5) на положение: А – метрическая мелкошаговая резьба; В – метрическая и модульная резьба; С – дюймовая и питчевая резьба. Рукоятками 24 и 25 (рис. 2.1 и 2.5) устанавливается необходимый шаг резьбы за счет перемещения блоков Б 1 , Б 2 . Рукоятками 26 и 27 про- изводится уменьшение шага резьбы в соответствии 1:1, 1:2, 1:4 переме- щением блоков Б 3 , Б 4 , Б 5 и Б 6 26 Рис. 2.5. Рукоятки настройки величины подачи или шага нарезаемой резьбы В таблице 2.2 указаны варианты настроек подачи станка. Расчет передаточного отношения гитары сменных колес для шага резьб, неука- занных в таблице 2.2, производится следующим образом: принимаем наиболее приближенный шаг по таблице 2.2 (меньший или больший от требуемого); устанавливаем рукоятки в положения, соответствующие принятому шагу; рассчитываем передаточное отношение гитары смен- ных колес. , q t n i S S i где S n – шаг нарезаемой резьбы; S t – принятый по таблице 2.2, наиболее приближенный шаг; i q – передаточное отношение гитары, соответству- ющее значению шага резьбы ближайшего по таблице 2.2. Пример расчета и настройки станка на нарезание метрической резьбы шагом p=4,75 мм. Так как шаг p=4,75 в таблице 2.2 не указывается, необходимо: 1. Принять по таблице 2.2 наиболее приближенный шаг t=4,5 мм, для которого i q =1/2. 2. Устанавливаем pyкоятки в положение, отвечающее требованию p=4,5, т. е. рукоятку 26 в положение 1:1; рукоятку 27 в положение В; рукоятки 24 и 25 в положение 62. 3. Рассчитываем передаточное отношение гитары сменных колес 36 19 9 75 , 4 2 1 5 , 4 75 , 4 q t n i S S i 26 27 24 25 27 Таблица 2.1 Передачи гитары Шестерни сменные Передаточное отношение гитары Вид резьбы 1 2 3 30–69–60 1:2 Метрическая, дюймовая, подачи 60–69–30 2:1 Метрическая, дюймовая, крутые 41 69 45 84 2:1 Модульная и питчевая 41 69 30 84 3:2 Модульная и питчевая 41 69 45 77 11:12 Модульная m=2,75 и кратности 41 69 45 78 13:14 Модульная m=3,25 41 69 45 70 5:6 Модульная m=3,75 Коробка подач позволяет получить 9 передаточных отношений (3∙3=9) для токарной обработки с помощью перемещения суппортов от ходового валика ХIV и дополнительно 27 передаточных отношений (3∙3∙3=27) для нарезания резьб резцом от ходового винта IX с шагом 6 мм. Отключение ходового винта при токарной обработке деталей производится рукояткой 25 (рис. 2.1), управляющей блоком Б4 (рис. 2.3). Размыкание внутренней связи осуществляется установкой шестерни z=38 в среднее (нейтральное) положение рукояткой 30 (pис. 2.1). Рукояткой 31 перемещающей шестерню z=16 (рис. 2.3) про- изводится размыкание внешней связи. 5. Расчет режимов резания Скорость резания V при нарезании крепежной резьбы резцами с пластинами из твердого сплава определяется по формуле: v y m x v k S T i C V , м/мин; При нарезании крепежной и трапециидальной резьб резцами из быстро- режущей стали скорость резания V равна v y x m v k S t T C V , С. 28 Таблица 2.2 Таблица настройки станка на величину подачи и шага резьб 6 9 4 1 3 0 8 4 В 2 1 4 1 6 3 2 2 6 2 5 , 2 5 1 0 , 5 6 , 7 5 1 3 , 5 3 , 7 5 7 , 5 С 2 1 6 3 6 2 1 : 2 1 : 1 1 : 1 1 1 6 1 3 1 6 4 2 / 3 4 3 2 / 3 3 2 / 3 2 2 / 3 6 9 4 1 4 5 8 4 А 2 1 4 1 6 3 2 2 6 2 5 3 2 1 6 3 3 1 1 1 6 2 С 1 : 4 1 : 2 В 1 : 4 1 : 2 1 : 1 1 : 4 1 : 2 1 : 1 0 , 4 1 0 , 5 0 , 6 0 , 7 0 , 9 0 , 8 1 2 4 5 6 7 9 1 , 2 5 1 , 5 1 , 7 5 2 , 2 5 2 , 5 3 , 5 4 , 5 3 6 1 3 8 3 6 2 8 2 4 2 2 2 0 1 6 1 9 1 8 1 4 1 2 1 1 1 0 8 9 1 / 2 5 1 / 2 9 7 6 5 4 1 : 2 1 : 1 В 6 2 2 2 6 3 4 1 2 1 4 5 6 7 9 8 1 0 1 2 1 4 1 8 6 9 3 0 6 0 С 1 : 2 1 : 1 6 2 1 1 3 1 6 3 6 1 2 1 5 3 9 1 / 2 9 7 6 5 1 / 2 5 4 4 3 / 4 4 1 / 2 3 1 / 2 3 2 3 / 4 2 1 / 2 2 2 1 4 1 6 3 2 2 6 2 1 : 4 1 : 2 1 : 4 1 : 2 1 : 1 0 , 6 0 , 7 0 , 9 1 2 1 , 2 5 1 , 5 1 , 7 5 2 , 2 5 2 , 5 3 , 5 4 , 5 3 В А 6 9 3 0 6 0 1 : 1 0 , 4 0 , 8 0 , 2 0 , 5 1 0 , 2 5 0 , 3 1 , 2 0 , 3 5 1 , 4 0 , 4 5 1 , 8 0 , 5 0 , 6 2 5 0 , 7 5 0 , 8 7 5 1 , 1 2 5 С 1 : 4 1 : 2 1 : 1 6 2 1 1 3 1 6 3 6 1 2 1 5 3 3 8 3 6 2 8 2 4 2 2 2 0 1 6 1 9 1 8 1 4 1 2 1 1 1 0 8 7 6 7 2 5 6 4 8 4 4 4 0 3 2 1 : 4 1 : 2 1 : 1 1 : 4 1 : 2 1 : 1 А С В В А С 0 , 0 4 0 , 0 7 0 , 1 0 , 0 8 0 , 1 4 0 , 2 0 , 1 6 0 , 2 8 0 , 4 0 , 0 2 0 , 0 3 5 0 , 0 5 0 , 0 4 0 , 0 7 0 , 1 0 , 0 8 0 , 1 4 0 , 2 m m / m m / m m / m m / m m / m m / D P D P 1 ' 1 ' Таблица 2.3 Таблица выбора частоты вращения шпинделя в зависимости от диаметра заготовки 6 5 0 4 5 0 3 1 5 2 2 5 1 6 0 1 1 5 8 0 5 5 4 0 3 0 2 0 1 5 1 0 7 5 3 , 5 2 , 5 5 7 1 0 1 5 2 0 3 0 4 0 5 5 8 0 1 1 5 1 6 0 2 2 5 3 1 5 3 5 0 V [ m / m i n ] [ m m ] 2 8 4 0 5 6 8 0 1 1 2 1 6 0 2 2 4 3 1 5 4 5 0 6 3 0 9 0 0 1 2 5 0 1 8 0 0 n ( / m i n ) 2 5 0 0 V, м/мин 28 29 Значения коэффициента С v и показателей степени для конструкци- онной углеродистой стали приведены в таблице 2.4 Таблица 2.4 Значения коэффициентов и показателей степени в формулах скорости резания для крепежной резьбы Материал режущей части Условия реза- ния или кон- струкция ин- струмента Коэффициент и показатели степени Среднее значение стойкости v C x y m T15K6 – 244 0,23 0,3 0,2 70 Р6М5 Черновые хо- ды Р≤2 мм Р>2мм 14,8 30,0 0,7 0,6 0,3 0,25 0,11 0,08 80 Чистовые хо- ды 41,8 0,45 0,3 0,13 Общий поправочный коэффициент на скорость резания, учитыва- ющий фактические условия резания, CV ИV MV v k k k k , где 3 , 1 MV k – коэффициент, учитывающий качество обрабатываемого материала 3 , 1 MV k – для стали и твердого сплава, 73 , 0 MV k – для стали и быстрорежущей стали; 1 ИV k – коэффициент, учитывающий материал режущей части инструмента CV k – коэффициент, учитывающий способ нарезания резьбы. 1 CV k , если резьба нарезается черновым и чистовым резцами, и 75 , 0 CV k При нарезании резьбы с ограниченным выходом резца (в упор) и необходимости при этом ручного отвода резца скорость резания уменьшают, рассчитывая ее по формуле: p Df V 1000 м/мин, где D – номинальный диаметр резьбы, мм; f – ширина выточки для вы- хода резца, мм; τ – время на отвод резца и переключение станка на об- ратный ход, равное 0,01–0,04 мин. Частота вращения шпинделя рассчитывается по формуле: d V n шп 1000 об/мин. Рассчитанную частоту вращения округляют в меньшую сторону до ближайшего значения паспортной характеристики. Частота вращения 30 также может быть выбрана по таблице 2.2 в зависимости от скорости резания V м/мин. и диаметра заготовки d мм. Настройка станка на необ- ходимую частоту вращения производится поворотом pyкоятки 29 (рис. 2.1), изображенной на рис. 2.5. Число проходов при нарезании резьбы определяется исходя из ша- га нарезаемой резьбы по нормативам режимов резания. Число проходов при нарезании резьб: Таблица 2.5 Метрическая резьба Шаг, мм Сталь, чугун, бронза латунь Число проходов Черновых Чистовых 1 1,25–1,50 1,75 2–3 3,5–6,0 3 4 5 5 6 3 3 3 3 4 |