Кинематические зависимости при нарезании различных резьб

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА № 12

 

НАСТРОЙКА ТОКАРНО-ВИНТОРЕЗНОГО СТАНКА МОДЕЛИ

 

К62

 

НА НАРЕЗАНИЕ РЕЗЬБЫ РЕЗЦОМ

 

ЦЕЛЬ РАБОТЫ: Изучение настроек станка при нарезании различных резьб резцом. Для этого необходимо изучить:

 

– основные типы резьб, нарезаемых на станке;

 

– органы настройки, используемые при нарезании резьб;

 

– кинематические цепи станка, используемые при нарезании резьб.

 

Назначение и область применения станка

 

Токарно-винторезный станок модели 1К62 является универсальным и пред-назначен для различных токарных работ, обработки центральных отверстий, а также для нарезания резьб: метрической, дюймовой, модульной, питчевой и архимедовой спирали. Класс точности Н по ГОСТ 8-82.

 

 

Основные технические данные и характеристики

Наибольший диаметр обрабатываемого

 

изделия над станиной, мм	435
Наибольший диаметр обрабатываемого
изделия над суппортом, мм	224
Наибольшая длина обрабатываемого изделия, мм	1000
Наибольшая длина хода каретки, мм	930
Число ступеней частот вращения шпинделя:
прямого вращения	23
Пределы частот вращения шпинделя, об/мин:	12,5 – 2000
Диапазон нарезаемых резьб:
метрических, мм	0,5 – 192
модульных, мм	0,5 – 48
дюймовых, ниток на дюйм	24 – 15/8

 

121

питчевых, питч	96–1
архимедовой спирали, ступени	4

 

Устройство станка

 

На рисунке 1 представлен общий вид станка с обозначением органов управле-ния и основных узлов.

Основные узлы станка (рисунок 1).

 

I Шкаф управления; II Бабка шпиндельная; III Коробка подач; IV Основание; V Фартук; VI Салазки; VII Суппорт; VIII Резцовый (поворотный) суппорт; IX Станина; X Бабка задняя.

Органы управления станком:

 

1. Рукоятка установки шага резьбы и величины подачи.

 

2. Рукоятка выбора типа резьбы и вида работ (резьба или подача).

 

3. Рукоятка установки частоты вращения шпинделя.

 

4. Рукоятка установки нормального или увеличенного шага резьбы и положе-

 

ния при делении многозаходных резьб.

 

5. Рукоятка установки правой и левой резьбы и подачи.

 

6. Рукоятка установки частоты вращения шпинделя.

 

7. Панель управления.

 

8. Вводной автоматический выключатель.

 

9. Сигнальная лампа.

 

10. Включатель насоса охлаждающей жидкости.

 

11. Амперметр.

 

12. Лимб жесткого упора.

 

13. Болты крепления жесткого упора.

 

14. Передвижной жёсткий упор.

 

15. Шпиндель.

 

16. Защитный кожух трехкулачкового патрона.

 

17. Рукоятка поворота и крепления резцедержателя.

 

18. Резцедержатель.

 

19. Зажим салазок.

 

 

122

7	8	9	10	11	12	13	14	15	16	17	18	19	20	21	22	23	24
6
		I															25
5
4
												VIII					X
3
																IX
										VII							26
		II
													VI
2													V
				III
1
				IV
							33	32	31	30	29		28		27	34	35
									Рисунок 1. Общий вид станка

 

 

123

20. Рукоятка ручного перемещения резцовых салазок суппорта.

 

21. Трубка подвода СОЖ.

 

22. Кнопка ускоренного перемещения салазок и суппорта.

 

23. Рукоятка управления механическими перемещениями салазок и суппорта.

 

24. Рукоятка зажима пиноли задней бабки.

 

25. Рукоятка крепления задней бабки к станине.

 

26. Маховик перемещения пиноли задней бабки.

 

27. Рукоятка включения гайки ходового винта

 

28. Кнопки включения и выключения главного электродвигателя.

 

29. Рукоятка перемещения суппорта.

 

30. Маховик ручного перемещения салазок.

 

31. Кнопка включения и выключения реечной шестерни.

 

32. Рейка продольной подачи.

 

33. Ручка включения правого или левого направления вращения шпинделя.

 

34. Ходовой винт.

 

35. Ходовой вал

 

Кинематические зависимости при нарезании различных резьб

 

На станке могут нарезаться резьбы метрические, дюймовые, модульные, пит-чевые и архимедова спираль. Данные резьбы отличаются способом задания шага и профилем. Первые четыре нарезаются при продольном перемещении салазок, а ар-химедова спираль – при поперечном перемещении суппорта на торцевой поверхно-сти заготовки.

 

Основным параметром резьбы является ее шаг – это расстояние между двумя соседними одноименными точками профиля резьбы. Чтобы получить резьбовую по-верхность резцом на круглой цилиндрической заготовке, необходимо одновременно вращать заготовку и перемещать резец вдоль ее оси. Таким образом, за один оборот заготовки резец должен переместиться на величину шага.

 

Уравнение настройки в резьбонарезной кинематической цепи имеет вид:

 

¹об.шпинделя ^{× с × i}уш ^{× i}Б₇ ^{× i}г ^{× i}кп ^{× t} хв ^{= Т}

 

124

где 1_{об.шпинделя} – один оборот шпинделя;

 

с – константа резьбонарезной цепи;

 

i_уш – передаточное отношение звена увеличения шага; i_Б7 – передаточное отношение блока Б₇;

 

i_г – передаточное отношение гитары сменных колес; i_кп – общее передаточное отношение коробки подач; t_хв – шаг ходового винта, мм;

 

Т – шаг нарезаемой резьбы, мм.

 

Константа "с" представляет собой произведение постоянных передаточных отношений между валами кинематической цепи. Передаточное отношение звена увеличениz шага может быть равным 8 или 32. Передаточное отношение гитары сменных колес для стандартных резьб метрических и дюймовых – 45-50, для мо-дульных и питчевых 64-97. Для специальных резьб значения могут быть другие.

 

Шаг нарезаемой резьбы задается по-разному, в зависимости от типа резьбы. Шаг метрической резьбы задается непосредственно в миллиметрах. Шаг дюймовой резьбы задается в нитках на дюйм "n" и измеряется в миллиметрах по формуле

 

 

T = ²⁵_n^,4, мм.

 

Шаг модульной резьбы задается в модулях "m" и измеряется в миллиметрах по формуле

 

T = p × m, мм.

 

Шаг питчевой резьбы задается диаметральным питчем "Р" и измеряется в миллиметрах по формуле

 

T = ^25,4_Р^p, мм.

 

 

125

Кинематика станка

 

Кинематическая структура станка состоит из одной сложной кинематической группы создающей два формообразующих движения: главное и подачи.

Главное движение в станке-это вращение шпинделя.Кинематическая цепьглавного движения (рисунок 2) включает в себя электродвигатель, шпиндельную бабку с коробкой скоростей и шпинделем. Движение начинается от электродвигате-ля М1 и через клиноременную передачу передается на вал I. Прямое вращение пере-дается на вал II через блок зубчатых колес Б₁, а обратное через колеса 50, паразит-ный блок 24, 36, колесо 38. С вала II на вал III движение передается через колеса 29, 21, 38, и блок Б₂. Далее движение может передаваться либо по короткой кинемати-ческой цепи сразу на вал VI (шпиндель) через колеса 65 или 30 и блок Б₃, либо по длинной кинематической цепи через колеса 45 или 22 на блок Б₄ на вал IV, через ко-леса 22-88 на вал V, колеса 30-60 на вал VI (шпиндель). Эта кинематическая цепь называется так же "Звено увеличение шага". При использовании этого звена вал VII может получать частоты вращения в восемь раз большие (1·4·2=8) при зацеплениях 45(Б₆)-45(вал III)-45(Б₄), 22-88, 30-60(Б₃), либо в тридцать два раза большие (4·4·2=32) при зацеплениях 45(Б₆)-45(вал III), 22(вал III)-88(Б₄), 22-88, 30-60, чем при зацеплении колесо 60(вал VI-шпиндель)-60(Б₆).

 

Включение главного движения осуществляется нажатием черной кнопки28(рисунок 1). Правое вращение шпинделя включается наклоном до упора рукоятки 33 (рисунок 1) вправо. Левое вращение (реверс) включается поворотом этой же ру-коятки против часовой стрелки до упора. Вертикальное положение рукоятки – ос-танов шпинделя. Рукоятки 3 и 6 расположенные на корпусе шпиндельной бабки (рисунок 1) – служат для настойки главного движения на заданную частоту враще-ния шпинделя. Выключение главного движения осуществляется нажатием красной кнопки 28 (рисунок 1). Положения рукояток, соответствующие той или иной час-тоте вращения шпинделя показаны в таблице, расположенной на корпусе шпин-дельной бабки.

 

ВНИМАНИЕ!!! Переключение скоростей главного движения только при ос-тановленном шпинделе, рукоятка 33 (рисунок 1) находится в нейтральном поло-жении).

 

126

Æ265				М		50	24		36
				1
		56		51
									45		88					22
											Б 4				IV
		II																t=5 мм
I									45		22	65								24		t=5мм
								21					30		30
		Б 1														V
			34	39	29				38
																Шп
				III		Б		60							Б 3
						2
				42		28	47	55 38		Б 6VI						88
Г								35							60
												43
				Б 7
	42	VIII									VII										N=0,75 квт		Æ91
64									60	45											n=1500 об / мин
95		42		56		35	28										t=5мм					М2
		М 2 35		26 28 32 36 40 44 48						35	25		28	48		28	Винт поперечной				Ходовой
															Б 12	Б 13	подачи			t=12 мм	винт
					X						XIV						XV
IX
											28 45 35
	50															М 4
97								М 3									XVI
	37												XIII				27
							36	28							15	МО			4	Фартук		Ходовой
	25																20			20
								XI								56					XVII	вал	Æ118
	35														Б 11
																XII
		Б	28					М5	25		35	18		28			28
		8																				37
										Б 10							m=3			40
				М 1			Б 9															45
																		37
			N=11 квт													20	10
	Æ148																61
			n=1500 об / мин															14			40
																	66
																				XX
																		37	40		37
																		XIX		XVIII
																XXI	XXII
										Рисунок 3. Кинематическая схема станка

 

127

Движение резьбонарезания в станке–это перемещение резца вдоль оси за-готовки или в направлении перпендикулярном к оси заготовки (архимедова спи-раль). Кинематическая резьбонарезная цепь включает в себя звено увеличения шага(блок Б₆) для нарезания резьб с крупным шагом, механизм реверса (блок Б₇) для на-резания правых и левых резьб, гитару Г, коробку подач, ходовой винт, маточную гайку. Принцип передачи движения в коробке скоростей был рассмотрен выше. Тройной блок Б₇ позволяет предавать вращение с передаточным отношением 0,5 (колеса 28-56) либо с отношением 1 (колеса 42-42). При помощи этого блока можно осуществить реверс движения (колеса 35-28-35). Гитара сменных колес позволяет настраиваться на тип резьбы и шаг при нарезании точных резьб. При данном резь-бонарезании выходной вал гитары IX соединяется с ходовым винтом XV напрямую при включенных муфтах М₂, М₃ и М₄, расположенных в коробке подач. Шаг резьбы настраивается сменными колесами гитары, которые входят в комплект станка или поставляются по особому заказу.

 

Коробка подач. При помощи коробки подач настраиваются на шаг резьбы и еетип. Метрическая резьба (кинематическая цепь рисунок 3). При нарезании метриче-

Г

 

	42
64
95
	М2	35	26	28	32	36	40	44	48	35	25	28	48	2 8
													Б12	Б13
			X								XIV
IX										28	45	35
97	50						М3							М4
												XIII
	37				36		28						15
														МО
	25
														56
	35					XI
													Б11
														XII
	Б8	28					М5		25	35		18
													28
						Б9				Б10
			Рисунок 3. Настройка для метрической резьбы

 

ской резьбы устанавливаются колеса гитары 42-50. Включается муфта М₂, далее с вала X на вал XI через конус шестерен 26-48, колеса 36-25-28, включенную муфту М₅, на вал XII. С вала XII на вал XIV через блоки Б₁₁ и Б₁₂ и при включенной муфте М₄ на ходовой винт с шагом t = 12 мм.

 

 

128

Дюймовая резьба (кинематическая цепь рисунок 4) При нарезании дюймовой резьбы устанавливаются колеса гитары 42-50. Далее с вала IX при выключенной муфте М₂ движение передается на вал XI через колеса 35-37-35, далее через колеса 28-25-36 накидного механизма конуса шестерен, конус шестерен 26-48. Далее при выключенной муфте М₃ с вала X на вал XII через колеса 35-28-28-35. Далее, с вала XII на вал XIV через блоки Б₁₁ и Б₁₂ и при включенной муфте М₄ на ходовой винт с шагом t = 12 мм.

 

Г

 

	42
64
95
	М2	35	26	28	32	36	40	44	48	35	25	28	48	2 8
													Б12	Б13
			X								XIV
IX										28	45	35
97	50						М3							М4
												XIII
	37				36		28						15
														МО
	25
														56
	35					XI
													Б11
														XII
	Б8	28					М5		25	35		18
													28
						Б9				Б10
			Рисунок 4. Настройка для дюймовой резьбы

 

Модульная и питчевая резьбы нарезаются при настройке коробки подач соот-ветственно метрической и дюймовой резьб, а колеса гитары настраиваются 64-97 (рисунки 5 и 6 соответственно).

 

Г

 

	42
64
95
	М2	35	26	28	32	36	40	44	48	35	25	28	48	28
													Б12	Б13
			X								XIV
IX										28	45	35
97	50						М3							М4
												XIII
	37				36		28