Содержание
1. Задание № 1.
Вертикально-фрезерный станок 6560 с крестовым столом. Назначение, область применения станка, виды выполняемых работ. Техническая характеристика станка. Основные особенности конструкции станка. Основные узлы станка, их назначение.
2. Задание № 2.
Определить шестерни гитары сменных колёс и описать настройку токарного станка на обработку резьб. Выполнить схему нарезания резьбы на токарном станке без коробки подач
3. Задание № 3.
Выполнить эскиз и описать назначение, принцип работы и область применения электромагнитной муфты
4. Задание № 4.
Описать назначение и принцип работы универсальной делительной головки. Выбрать метод и произвести деление на на Z1=14 и Z2=85
5. Задание № 5.
Рассчитать настройку зубодолбёжного полуавтомата 5140 для чистового нарезания долбяком цилиндрического колеса с прямым зубом наружного зацепления и выполнить эскиз обработки
6. Задание № 6.
Рассчитать настройку зубофрезерного полуавтомата 5М32 и выполнить схему установки фрезы для нарезания цилиндрического колеса с винтовым зубом.
7. Задание № 7.
Зубозакругления, снятие фасок и заусенцев на зубчатых колёсах
8. Список используемой литературы
Задание № 1.
Вертикально-фрезерный станок 6560 с крестовым столом. Назначение, область применения станка, виды выполняемых работ. Техническая характеристика станка. Основные особенности конструкции станка. Основные узлы станка, их назначение. Составить эскиз обработки и указать основные и вспомогательные движения. Выполнить кинематическую схему станка и по ней определить: число частот вращения шпинделя, минимальную и максимальную частоту вращения шпинделя.
Бесконсольные вертикально-фрезерные станки (вертикально-фрезерные станки с крестовым столом) применяют для фрезерования крупных деталей с большой толщиной срезаемого слоя. Бесконсольные станки имеют большую мощность, высокие частоты вращения шпинделя и подачи стола. Шпиндельная бабка с расположенной в ней коробкой скоростей перемещается в вертикальном направлении по направляющим станины. Вращение шпинделя осуществляется от отдельного электродвигателя. У некоторых станков можно устанавливать ось шпинделя под углом. Стол имеет движение по 2м взаимно перпендикулярным направлениям в горизонтальной плоскости.
Станок предназначен для фрезерования различных заготовок торцовыми, цилиндрическими и фасонными фрезами. На станке можно обрабатывать вертикальные и горизонтальные плоские поверхности, пазы, углы и прочее. Класс точности станка Н. На базе станка 6560 выпускают станки 6560Ц и 6560Ф3.
Технические характеристики станка.
Размеры рабочей поверхности станка (длина×ширина) 1600×630 мм; число число частот вращения шпинделя 18; пределы частот вращения шпинделя 25-1250 мин-1; пределы подач (регулирование бесступенчатое) продольных и поперечных 10-1500 мм/мин, вертикальных3-50 мм/мин; быстрый ход в продольном и поперечном направлении 2500 мм/мин, в вертикальном 830 мм/мин; габаритные размеры станка 3205×4140×3120 мм.
Основные механизмы движения в станке.
На основании Б (рис. 1) закреплена стойка А, по вертикальным направляющим которой перемещается фрезерная бабка Г (вертикальная подача). Крестовый стол В, состоящий из стола и салазок, обеспечивает продольную и поперечную подачи заготовки. Фрезерный шпиндель VI получает главное движение от коробки скоростей, смонтированной во фрезерной бабке. Рабочие подачи и быстрые перемещения в указанных 3х направлениях осуществляется от коробки подач Д.
Кинематика станка.
Главное движение шпиндель VI получает от асинхронного реверсивного электродвигателя М1 (N=1,3 кВт,n=1460 мин-1) через передачу z=24-56, передвижные блоки Б1, Б2, Б3, обеспечивающие 18 частот вращения.
Управление кинематического баланса для максимальной частоты вращения шпинделя:
nmax=1460* мин-1
Режущий инструмент крепят в конусе шпинделя через переходные оправки с помощью пакета тарельчатых пружин, а освобождается инструмент пневмоцилиндром.
Рабочие подачи и быстрые перемещения стола и фрезерной бабки осуществляются от двигателя постоянного тока М2 (N=4,1 кВт,n=1500 мин-1). Изменение величин рабочих подач происходит вследствие плавного регулирования частоты вращения электродвигателя в пределах 10-1500 мин-1 (максимальная частота вращения электродвигателя nmax=3000 мин-1). Шесть электромагнитных муфт М1-М6 обеспечивают независимое или одновременное включение продольного, поперечного и вертикального перемещения, а также реверсирование подач стола, салазок и фрезерной бабки. Муфты М7,М8,М9-тормозные.
При включении муфт М1 и М2 осуществляется поперечная подача салазок (прямая и обратная), при включении муфт М3 и М4-продольная подача стола в том или другом направлении, а при включении муфт М5 и М6-вертикальное перемещение фрезерной бабки вниз или вверх. Винт поперечной подачи XX с шагом Р=8 мм получает вращение от вала XIV и через передачи z=25-50, z=33-33, z=25-50, вал XVIII, передачу z=26-52.
Минимальную поперечную подачу определяют из выражения
Sпоп min=10 мм/мин.
Винт продольной подачи XXVI получает вращение через передачи z=25-50, z=33-33, z=25-50, вал XXI, зубчатые пары z=26-52, z=40-40-40, z=20-20, колесо z=24 и колесо-гайку z=24.
Максимальную продольную подачу определяют из выражения:
Sпрод max= 1500 мм/мин.
Вертикальная подача происходит от вала XIV, через передачи z=25-50, z=33-33, z=25-50, вал XXVI, передачи z=23-55, z=24-36-40, z=20-30 и ходовой винт XXXI с шагом Pх.в.=8 мм.
Вспомогательные движения. Ручные подачи стола и салазок осуществляются маховиками 2 и 1. Ручное перемещение пиноли шпинделя происходит от маховика 3 через передачи z=18-45, z=18-45, и червяк z=1. Отсчёт перемещений фрезерной бабки производят по лимбу 4, кинематически связанному с закреплённой на стойке рейкой модулем m=2 мм через ряд зубчатых пар. Поворот бабки осуществляют вручную квадратом на валу VII через червячную пару z=1-24, колесо z=17 и сектор z=119.
Задание № 2.
Определить шестерни гитары сменных колёс и описать настройку токарного станка на обработку резьб. Выполнить схему нарезания резьбы на токарном станке без коробки подач.
Метрическая резьба: шаг резьбы-1,5 мм, число заходов резьбы-2, шаг ходового винта-10 мм.
При обработке многозаходных резьб настройку станка ведут не на шаг резьбы, а на ход, который определяем по формуле: Нр=tp*Kp, где Кр-число заходов резьбы.
Нр=1,5*2=3 мм.
Шестерни гитары сменных колёс:
Условие сцепляемости гитары сменных колёс:
a+b≥c+15;15+20=35≥15+20=35
c+d≥b+15;20+50=70≥20+15=35
Дюймовая резьба: число ниток на 1 дюйм- 10 мм, шаг ходового винта-8 мм.
Шаг дюймовой резьбы в миллиметрах равен равен одному дюйму, делённому на количество ниток, т.е.
tp=25,4/Кн, где Кн-количество ниток на 1 дюйм.
tp=25,4/10=2,54 мм.
Шестерни гитары сменных колёс:
Условие сцепляемости гитары сменных колёс:
a+b≥c+15;50+100=150≥50+15=65
c+d≥b+15;50+80=130≥100+15=115
Модульная резьба: модуль резьбы-2,5 мм, шаг ходового винта-10 мм. Шаг модульной резьбы определяем:
tp=π*m, где m-модуль резьбы.
tp=3,14*2,5=7,85~8 мм.
Шестерни гитары сменных колёс:
Условие сцепляемости гитары сменных колёс:
a+b≥c+15;40+25=65≥20+15=35
c+d≥b+15;20+100=120≥25+15=40
Настройка токарного станка на обработку резьбы.
Многозаходную резьбу любого профиля начинают резать так, как если бы требовалось нарезать однозаходную резьбу с шагом, равным длине хода Ph. Нарезав первый заход на полный профиль, отводят резец от заготовки и, сообщая ходовому винту обратный ход, возвращают суппорт в начальное положение. Затем, при неподвижном ходовом винте, поворачивают деталь при 2хзаходной резьбе на половину оборота, при 3хзаходной на 1/3 оборота, или, в общем случае, для многозаходных резьб-на 1/Z оборота. После этого нарезают второй заход резьбы и т.д.
Задание № 3.
Выполнить эскиз и описать назначение, принцип работы и область применения электромагнитной муфты.
Муфты служат для постоянного или периодического соединения двух соосных валов и для передачи при этом вращения от одного вала другому. Различают муфты постоянные, служащие для постоянного соединения валов; сцепные, соединяющие и разъединяющие валы во время работы; предохранительные, предотвращающие аварии при внезапном повышении нагрузок; обгона, передающие вращение только в одном направлении.
Фрикционные сцепные муфты применяют для периодического соединения валов, их можно включать при любых разностях скоростей вращ
Общий вид фрикционной многодисковой контактной электромагнитной муфты. Муфта имеет катушку 4 электромагнита, в которую подаётся постоянный электрический ток через контактные щётки, прижимаемые щёткодержателями к токопроводящим кольцам 2, расположенным во втулке 3. Если кольцо одно, то один вывод катушки припаивают к нему, а второй-к корпусу 1 муфты; тогда ток замыкается через детали муфты и механизмы станка. При наличии 2х колец оба вывода катушки припаивают к кольцам. Когда в катушку 4 подаётся электрический ток, якорь 5 перемещается влево, притягивается к корпусу 1 и с помощью тяг, проходящих через наружные пазы втулки 13, перемещает влево нажимной диск 9. Диск 9 сжимает пакет фрикционных дисков 8 и 7 и прижимает их к регулировочной гайке 6, которая застопорена винтом 14.
Задание № 4.
Описать назначение и принцип работы универсальной делительной головки. Выбрать метод и произвести деление на на Z1=14 и Z2=85.
Универсальные делительные головки делят на лимбовые и безлимбовые. Наиболее распространены лимбовые делительные головки. Универсальные делительные головки могут быть использованы для простого и дифференциального деления.
Шпиндель 5 лимбовой универсальной делительной головки периодически поворачивают вращением рукоятки 1 через червячную передачу, расположенную в корпусе 4. Рукоятку 1поворачивают на нужный угол, который устанавливают с помощью лимба 3, имеющего несколько рядов отверстий, равномерно расположенных на концентрических окружностях. Фиксатор 2 можно вставлять в любое из этих отверстий. Заднюю бабку 6 применяют для работы в центрах. Деталь можно закрепить также в патроне, который навертывают на резьбовой конец шпинделя.
Метод простого деления: Z1=14.
Определяем число оборотов рукоятки:
np=2 оборота+24 шага по окружности 28.
Для фрезерования 14 зубьев на заготовке нужно взять диск, на котором имеется делительный круг с 28 отверстиями. Рукоятку устанавливают напротив ряда в 28 отверстий и после фрезерования каждой впадины поворачивают на 2 полных оборота и 24 отверстия.
Метод дифференциального (сложного) деления: Z2=85.
Для деления на это число нет возможности подобрать делительный диск. Для деления принимается фиктивное число, на которое можно разделить простым методом Zф=86.
Определяем число оборотов рукоятки:
np=N/Z= = 20 шагов по окружности 43.
Для компенсации ошибки необходимо установить шестерни гитары с целью доворота делительного диска:
Задание № 5.
Рассчитать настройку зубодолбёжного полуавтомата 5140 для чистового нарезания долбяком цилиндрического колеса с прямым зубом наружного зацепления и выполнить эскиз обработки.
Число зубьев колеса Zк=45
Модуль колеса m=1,5
Длина зуба нарезаемого колеса L=65
Число зубьев долбяка Zд=20
Диаметр долбяка Дд=70 мм
Скорость резания Vрез=60 м/мин
Круговая подача Sкруг=0,32 мм/дв.ход
Радиальная подача Sрад=0,08 мм/дв.ход
Число рабочих ходов-1
1. Кинематическая цепь главного движения:
Определяем длину хода долбяка:
L=65+3=68 мм;
Определяем число двойных ходов долбяка в минуту:
n441.2 дв.ход/мин;
по таблице принимаем 450 дв. ход/мин.
Действительная скорость резания составит:
Vд61.2 м/с.
Согласно полученным данным на станке устанавливается 1420 мин-1 и рукоятка ставится в положение, при котором долбяк получит 450 дв.ход/мин.
2. Кинематическая цепь движения деления и обкатки.
Подбор чисел зубьев гитары сменных колёс:
3. Кинематическая цепь круговой подачи:
Необходимое передаточное отношение коробки подач:
iкп1.362
по станку принимается i=1,1.
Действительная величина круговой подачи:
Sкр мм/ дв.ход.
4. Кинематическая цепь радиальной подачи:
Величина радиальной подачи:
Sмин=Sрад* n=0,08*1=0,08.
Для работы при многопроходных циклах нужно установить необходимое число упоров глубины врезания на барабане управления; циклов будет столько, сколько установлено упоров на этом барабане. После закрепления заготовки и пуска станка работа будет происходить также, как и при однопроходном цикле. После одного оборота стола переключится подача. Очередное врезание будет происходить до нажима следующего упора, закреплённого на барабане, на соответствующий путевой переключатель-он даст команду на включение счётчика и отключение радиальной подачи. Счётчик отсчитывает ещё один оборот стола, произойдёт врезание вновь и т.д. Следовательно, при однопроходном цикле стол сделает один полный оборот (и ещё часть оборота на врезание); при двухпроходном цикле-два полных оборота, при трёхпроходном-три полных оборота.
Задание № 6.
Рассчитать настройку зубофрезерного полуавтомата 5М32 и выполнить схему установки фрезы для нарезания цилиндрического колеса с винтовым зубом.
Число зубьев колеса Zк=45
Модуль колеса m=1,5 мм
Угол наклона зубьев колеса φ=6˚
Направление зубьев колеса-правое
Диаметр червячной фрезы Dфр=65 мм
Угол подъёма винтовой линии фрезы-3˚
Направление винтовой линии фрезы-левое
Число заходов фрезы K=3
Скорость резания Vрез=1,3 м/с
Вертикальная подача Sверт=0,6 мм/об
1. Кинематическая цепь главного движения:
Частота вращения фрезы:
nфр об/мин
по паспортным данным станка принимаем 310 об/мин.
Определяем сменные колеса:
1,7
1.12
Условие межосевого расстояния выполняется: А+В=46+41=87.
2. Кинематическая цепь деления и обкатки.
Подбираем сменные колёса гитары:
Так как число зубьев Z162, то ставятся колёса l=54, f=54.
Условие сцепляемости колес гитары:
g+h≥i+15;24+30=54≥10+15=25
i+j≥h+15;10+50=60≥30+15=45
3. Кинематическая схема дифференциала.
Подбираем шестерни гитары дифференциала:
k+l≥m+15;20+50=70≥40+15=55
m+n≥l+15; 40+90=130≥50+15=65
Условие сцепляемости выполняется.
4. Кинематическая цепь подач.
Sверт=0,6 мм/об.
Установка фрезы:
φ=β±α=6˚+3˚=9˚, т.к. винтовые линии зуба нарезаемого колеса и фрезы разнонаправлены, то ставим знак «+».
Задание № 7.
Зубозакругления, снятие фасок и заусенцев на зубчатых колёсах.
В тех случаях, когда зубчатые колёса используют в механизмах в качестве переключаемых колёс, необходимо, чтобы торцы зубьев этих колёс были закруглены. Закругления, снятие фасок и заусенцев можно выполнять пальцевой (концевой) фрезой с осью вращения в плоскости, параллельной или перпендикулярной к плоскости торца зубчатого колеса; охватывающей фасонной (трубчатой) фрезой; резцовой головкой; фасонной червячной фрезой; фасонной дисковой фрезой; абразивным инструментом.
Для получения той или иной формы используют соответствующие станки. Широкое распространение получили станки, работающие с непрерывным делением и синхронным возвратно-поступательным движением концевой фрезы вдоль оси заготовки, осуществляемым от копира. В некоторых станках возвратно-поступательное движение сообщается не фрезе, а обрабатываемому колесу вдоль его оси. Имеются станки, работающие с периодическим делением на каждый зуб обрабатываемого колеса при вращении и возвратно-колебательном движении концевой фрезы по радиусу вокруг зуба.
При закруглении торцов зубьев дисковой фасонной фрезой торцы зубьев получают бочкообразную форму. При работе ось дисковой фрезы расположена в плоскости, параллельной торцу зубчатого колеса, и перпендикулярна радиальной плоскости.
Обработка торцов зубьев колёс дисковой фасонной фрезой в несколько раз производительнее обработки концевой фрезой и обеспечивает хорошее качество поверхности.
Список используемой литературы
1. Локтева С.Е. Станки с программным управлением и промышленные роботы: Учебник для машиностроительных техникумов.-2-е изд., перераб. и доп.- М.: Машиностроение, 1986, 320 с., ил.
2. Чернов Н.Н. Металлорежущие станки: Учебник для техникумов по специальности «Обработка металлов резанием». -4-е изд., перераб. и доп.-М.: Машиностроение, 1988, -416с., ил.