Структурно-кинематический анализ металлорежущего станка на примере обработки внутренней цилиндрической поверхности
Выбор инструмента для растачивания, зенкерования или фрезерования цилиндрических отверстий. Описание процесса формирования отверстия методом винтовой интерполяции. Характеристика и принцип работы механизмов станка, настройка установочного движения.
| Рубрика | Производство и технологии |
| Вид | реферат |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 07.06.2016 |
| Размер файла | 2,1 M |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
Высшего профессионального образования
«Новосибирский государственный технический университет»
Кафедра ПТМ
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
к расчетно-графической работе по дисциплине «оборудование машиностроительного производства»
на тему: «Структурно-кинематический анализ металлорежущего станка на примере обработки внутренней цилиндрической поверхности»
Студент: Менькова П.В.
Преподаватель: Иванцивский В.В.
НОВОСИБИРСК 2016
Содержание
Задание на расчетно-графическую работу
1. Выбор инструмента и режимов резания
2. Выбор и принцип работы механизмов станка
3. Структурно-кинематический анализ станка, настройка движений
Список литературы
Задание на расчетно-графическую работу
Цель: провести структурно-кинематический анализ металлорежущего станка на примере обработки внутренней цилиндрической поверхности, представленной на рисунке 1.
Рисунок 1 - Фланец [1]
Исходные данные:
d2 = 80мм;
l2 = 50мм;
l8 = 5мм;
Материал фланца - Сталь 45 ГОСТ 1050-88.
Для достижения заданной цели поставим следующие задачи:
Выбор инструмента и режимов обработки.
Выбор станка, его механизмы и принцип работы.
Структурно-кинематический анализ станка, настройка исполнительных движений станка.
1. Выбор инструмента и режимов резания
Отверстия, предварительно подготовленные в заготовках отливкой, ковкой, штамповкой или сверлением, подвергают дальнейшей обработке -- растачиванию, зенкерованию или фрезерованию.
Растачивание. Растачивание производится расточными резцами. Различают растачивание черновое, получистовое и чистовое. Каждый из этих видов растачивания применяют в зависимости от требуемой чистоты и точности отверстия. [ 2]. На рис. 2, а показан черновой резец для растачивания сквозного отверстия, а на рис. 2, б -- черновой резец для глухого отверстия. Чистовые резцы обычно не подразделяются по типу отверстия: одни и те же чистовые резцы служат для растачивания как сквозных, так и глухих отверстий.
Рисунок 2 - Расточные резцы.
а-черновой для растачивания сквозного отверстия,
б-черновой для глухого отверстия [2]
Расточные резцы имеют увеличенный задний угол по сравнению. с резцами для наружного точения; чем меньше диаметр растачиваемого отверстия, тем больше должен быть задний угол резца.
Зенкерование цилиндрических отверстий. Для растачивания отлитых, откованных или предварительно просверленных отверстий применяют, помимо расточных резцов, также зенкеры (рис. 3). Зенкеры отличаются от спиральных сверл тем, что они имеют не две, а три или четыре режущие кромки, расположенные на заборном конусе, и не имеют перемычки. Зенкеры не приспособлены для получения отверстий в сплошном материале, а служат лишь для расширения имеющихся отверстий. Направление зенкера в отверстии лучше, чем у сверла, так как у зенкера имеется для этого три или четыре направляющие ленточки (фаски).[2]
Рисунок 3 - Спиральные хвостовые зенкеры:
а- из быстрорежущей стали
б-оснащенный пластинками из твердого сплава[2]
Фрезерование. Альтернативой сверлению при обработке неглубоких отверстий является метод фрезерования с винтовой интерполяцией (рис.1), где формирование отверстия происходит за счет совмещения осевого перемещения инструмента со спиральным движением его оси.. [2]
Рисунок 4 - Формирование обрабатываемого отверстия методом винтовой интерполяции
Из всех вышеперечисленных технологий выбираем растачивание резцом, поскольку не заданы особо точные требования к качеству поверхности, отверстие не глубокое и из экономических соображений (резец более простой и дешевый инструмент по сравнению зенкером). Выбор станка будем производить, опираясь на критерии данного метода.
Для растачивания глухого отверстия выбираем
Выбираем расточной резец с пластинами из твердого сплава Т15К6 по ГОСТ 9795-84 для обработки глухих отверстий. Резец изображен на рисунке 5.
Рисунок 5 - Расточной резец [3]
Согласно ГОСТ 9795-84 выбираем резец 2141-0147 Т15К6
Таблица 1 - Геометрические параметры резца[3]
|
Обозначение |
Державка резца hxb |
L,мм. |
n, мм. |
Угол врезки пластины, градусы |
|
|
2141-0056 |
16x16 |
80 |
10 |
10 |
Назначаем режимы резания
Режимы назначаем в соответствии с техническими рекомендациями [4].
S=0.3 мм/об.; V=160м/мин. t=2 мм
2. Выбор и принцип работы механизмов станка
Для обработки внутренних отверстий небольшой глубины, удобно, чтобы перемещение верхних салазок относительно поворотной плиты было механизировано. Данный параметр может быть обеспечен на токарно-винторезном станке модели 163, станок изображен на рисунке 6
Рисунок 6 - Общий вид токарно-винторезного станка модели 163 [5]
Универсальный токарно-винторезный станок. Предназначен для выполнения разнообразных токарных и винторезных работ, в том числе для нарезания резьб: метрической, дюймовой, модульной, питчевой, точения конусов с механической подачей.
Характеристики станка представлены в таблице 2.
Таблица 2-Технические характеристики станка 163[5]
|
Наибольший диаметр обрабатываемой детали в мм. |
||
|
над станиной |
630 |
|
|
над нижней частью суппорта |
340 |
|
|
Наибольший диаметр обрабатываемого прутка в мм. |
70 |
|
|
Расстояние между центрами в мм. Число скоростей вращения шпинделя |
1400-2800 24 |
|
|
Пределы чисел оборотов шпинделя в минуту |
10-1250 |
|
|
Количество величин подач суппорта |
40 |
|
|
Пределы величин продольных подач в мм/об. |
0,1-3,20 |
|
|
Пределы величин поперечных подач в мм/об. |
0,04-1,18 |
|
|
Диаметр отверстия в шпинделе в мм. |
70 |
|
|
Скорость быстр. продольного перемещения суппорта в м/мин. |
3,6 |
|
|
Мощность главного электродвигателя в кВт. |
14 |
Основные узлы станка представленны на рисунке 6 [5].
Основные узлы станка [5]
А - гитара сменных колес; Б - передняя бабка с коробкой скоросттей; В - четырехкулачковый патрон; Г - подвижный люнет; Д - четырехпозиционный резцедержатель; Е - суппорт; Ж - неподвижный люнет; З -задняя бабка; И - шкаф с электрооборудованием; К - станина; Л - привод быстрых перемещений суппорта; М - фартук; Н - поддон для сбора охлаждающей жидкости; О - коробка подач.
Органы управления [5]
1 - штурвал управления коробкой скоростей; 2- рукоятка для настройки на нормальный или увеличенный шаг резьбы и для деления при нарезании многозаходных резьб; 3- рукоятка управления реверсивным механизмом для нарезания правых и левых резьб и двукратного увеличения подачи; 4- рукоятка управления переборами; 5 - пуговка включения и выключения реечной шестерни; б - рукоятка ручного поперечного перемещения суп- порта; 7 - рукоятка включения и выключения механического перемещения верхней части суппорта;
8- кнопка включения быстрых перемещений суппорта; 9 - рукоятка включения , выключения и реверсирования продольных и поперечных перемещений суппорта; 10- рукоятка закрепления пиноли задней бабки; 11 - маховичек ручного перемещения пиноли задней бабки ; 12- выключатель напряжения; 13- переключатель для точения конусов, 14-рукоятка ручного перемещения верхней части суппорта; 15 и 21- рукоятка выключения, включения механического поперечного перемещения суппорта ; 16 рукоятка включения маточной гайки; 17 и 22 - кнопочные станции пуска и остановки главного электродвигателя; 18 - рукоятка ручного попечечного перемещения суппорта;
19- пуговка включения и выключения механического перемещения поперечного суппорта; 20 - маховичек ручного продольного перемещения суппорта; 23-рукоятка включения ходового винта или ходового валика; 24 и 25 - рукоятки для настройки требуемого шага резьбы или величины подачи; 26- рукоятка установки типа резьбы илы подачи.
Движения в станке.
Движения в станке [5]
Движение резания - вращение шпинделя с обрабатываемой деталью.
Движение подачи - поступательное перемещение верхних салазок с резцедержателем относительно поворотной плиты.
Вспомогательные движения - перемещение поперечных салазок суппорта перпендикулярно оси шпинделя. Поступательное перемещение каретки суппорта параллельно оси шпинделя. Разворот резцедержателя относительно поперечных салазок суппорта.
На рисунке 7 представлена кинематическая схема станка модели 163.
Рисунок 7 - Кинематическая схема станка 163[5]
Структурно-кинематический анализ станка и настройка движений станка
Опираясь на кинематическую схему станка, изображенную на рисунке 7, составим структурную схему компоновки станка (рис 8).
Рисунок 8 - структурная схема компоновки станка 163.
станок растачивание цилиндрический фрезерование
Выявляем элементарные движения
В1 - вращение шпинделя с заготовкой
В2 - разворот резцедержателя относительно верхних салазок
В4 - разворот поворотной плиты с резцедержателем относительно поперечных салазок суппорта
П3 - поступательное перемещение верхних салазок с резцедержателем относительно поворотной плиты
П5 - перемещение поперечных салазок суппорта перпендикулярно оси шпинделя станок интерполяция цилиндрический
П6 -поступательное перемещение каретки суппорта параллельно оси шпинделя
Для выявления формообразующих движений необходимо определить, как образуется обрабатываемая поверхность, для этого выявляем методы получения производящих линий. (Рисунок 9)
Рисунок 9 - Методы получения производящих линий
Так как метод следа требует наличия наличие формообразующего движения, то для образования обрабатываемой поверхности необходимо два формообразующих движения:
Фv(В1) -вращение шпинделя.
Фs(П3) -поступательное перемещение верхних салазок суппорта
Установочные движения:
Уст (П5) -обеспечивает диаметр отверстия
Вспомогательные движения:
Всп(П6) - ускоренное перемещение каретки суппорта параллельно оси шпинделя.
Всп(П5) - ускоренное перемещение поперечных салазок суппорта перпендикулярно оси шпинделя
Всп(В2) - разворот резцедержателя относительно верхних салазок.
Исходя из выявленных движений, составим структурную схему станка, изобразив ее на рисунке 10.
Рисунок 10 - структурная схема станка
Настройка параметров исполнительных движений:
- ФV(В1), мм/мин.
Простое движение с замкнутой траекторией, настраивается по двум параметрам: скорости и направлению.
Внутренняя связь представлена кинематической парой «шпиндель - подшипники».
Внешняя связь представлена от электродвигателя: “ ЭМ-1-V1-N1-2”
Z=1*2*3*(1+2*1*2)=30
V1 - Настроим скорость резания .
Составим уравнение баланса:
nДВ nзаг
,
,
отсюда найдем передаточное отношение органа настройки скорости: .
iкс
В результате фактическое число оборотов равно:
N1 - Направление вращения шпинделя.
Прямое вращение осуществляется при помощи паразитной шестерни включении фрикционной муфты Мф
- Фs(П3), мм/об. заг.
Представляет собой поступательное перемещение верхних салазок вдоль заготовки.
Внутренняя связь ползун-направляющие
Внешняя связь представлена от заготовки: “2-V2 -N2 -L2-K2 -Р1-3”
V2 - Настроим скорость продольной подачи.
1об.заг. - Sпр
=0,3
iv2* 1.06=0.3
Звено увеличения шага
обратного механизма
Множительного механизма
L2-K2 - Путь, который пройдет инструмент, показан на рисунке 11, будет определяться суммой двух участков.
Рисунок 11 - настройка пути Lх
nл= L2
?1=?2=3мм.
l=50мм.
nл*5=56
nл=5/56=0,089
Начальная точка определяется конечной точкой установочного
Настройка установочного движения
Установочное движение (П5) - Простое ИД с незамкнутой траекторией. Настраиваем путь и конечную точку.
Внутренняя связь «Ползун - направляющая»
Внешняя связь “ФМ2-4-R2-L3-K3-P2-5”
L2-K2 Настройка данных параметров показана на рисунке 12.Учитывая, что изначально заготовка имеет отверстие, коснемся инструментом торца детали и выставим лимб на ноль, затем отведем резец и поднимем его на величину, равную глубине резания
Рисунок 15 - настройка пути LП2
nл= L3
t=2 мм.
L3=t
nоб.л.=0.4
Вспомогательные движения:
Вспомогательное движение(П6)
Представляет собой ускоренное поступательное перемещение суппорта параллельно оси шпинделя. Движение простое, траектория не замкнутая. Движение происходит с максимальной скоростью.
Внутренняя “Шестерня-рейка”
Внешняя связь “ЭМ4-8-N6-L6-K6 - R1-P3-9”
Путь и конечная точка определяются оператором визуально.
Вспомогательное движение(П5)
Представляет собой ускоренное поступательное перемещение суппорта параллельно оси шпинделя. Движение простое, траектория не замкнутая. Движение происходит с максимальной скоростью.
Внутренняя “Шестерня-рейка”
Внешняя связь “ЭМ4-8- N5 -R2-L3-K3 -P2-5”
Список литературы
1 Металлорежущие станки
Рабочая программа, методические указания и контрольные задания
для студентов МТФ заочной формы обучения по специальностям:
120100 - "Технология машиностроения",
120200 - "Металлообрабатывающие станки и комплексы"
Составитель В.В. Иванцивский, канд. техн. наук, доц.
Рецензент Ю.С. Чесов, канд. техн. наук, доц.
2 http://tehinfor.ru/s_3/rastochka.html (дата обращения 31.05.2016)
3 ГОСТ 9795-84 Резцы расточные державочные с пластинами из твердого сплава. Конструкция и размеры
4 Белецкий Д. Г. и др. Справочник токаря-универсала. -- М.: Машиностроение, 1987.-- 560 с: ил
5 Металлорежущие станки (альбом общих видов, кинематических схем и узлов) Кучер А.М., Киватицский М.М., Покровский А.А Изд-во “Машиностроение” 1972., - 308с.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Назначение и область применения горизонтально-фрезерного станка модели 6П80Г. Название основных узлов и органов управления станка, принцип его работы. Структурная и кинематическая схема станка, его наладка, эскиз фрезерования плоской поверхности.
контрольная работа [5,3 M], добавлен 27.12.2012Структурно-кинематический анализ горизонтально-фрезерного станка модели 6П80Г, выявление исполнительных движений и настройка необходимых параметров для обработки детали. Техническая характеристика и конструктивные особенности, основные узлы станка.
курсовая работа [3,1 M], добавлен 09.11.2013Описание детали-представителя "шток" и маршрут её обработки. Анализ конструкции устройств и механизмов станка. Особенности кинематической схемы и цепей станка. Расчет особо нагруженного зубчатого зацепления. Расчет детали методом конечных элементов.
дипломная работа [2,3 M], добавлен 30.04.2015Особенности настройки станка 16К20 для нарезания стандартной модульной резьбы и нестандартной дюймовой резьбы. Выбор материала для заготовки. Определение диапазона частоты вращения шпинделя. Настройка винторезной цепи с использованием гитары станка.
контрольная работа [185,6 K], добавлен 26.12.2013Изучение процесса модернизации привода главного движения вертикально-сверлильного станка модели 2А135 для обработки материалов. Расчет зубчатых передач и подшипников качения. Кинематический расчет привода главного движения. Выбор электродвигателя станка.
курсовая работа [888,2 K], добавлен 14.11.2011Объект автоматизации - операция технологического процесса фрезерования. Определение укрупненного состава операций: установка детали в приспособление, фрезерование контура по управляющей программе металлорежущего станка, снятие детали со стола станка.
курсовая работа [1,2 M], добавлен 10.04.2011Изучение основных режимов металлорежущего станка. Кинематический расчёт привода главного движения. Построение графика мощности и момента, силовые расчеты элементов привода, ременной передачи и валов. Привила выбора шлицевых соединений и системы смазки.
курсовая работа [868,5 K], добавлен 28.01.2014Описание работы долбежного станка, предназначенного для нарезания цилиндрических зубчатых колес методом обкатки. Динамический синтез и анализ машины в установившемся режиме движения. Определение размеров и моментов инерции звеньев рычажного механизма.
курсовая работа [1,8 M], добавлен 17.05.2012Устройство, принцип работы и назначение долбежного станка. Кинематический анализ и выбор электродвигателя. Определение точки приложения и направление уравновешивающей силы. Построение диаграммы изменения кинетической энергии и истинной скорости.
контрольная работа [329,1 K], добавлен 07.09.2009Описание токарных станков, назначение и область их применения. Технические характеристики станка модели 163. Описание кинематической схемы. Классификация мехатронных модулей движения. Расчёт шарико-винтовой передачи, геометрических параметров винта.
курсовая работа [1,2 M], добавлен 25.06.2013Конструкторское проектирование и кинематический расчет привода главного движения и привода подач металлорежущего станка 1И611П. Выбор оптимальной структурной формулы. Построение структурной сетки и графика частот вращения. Разработка коробки скоростей.
курсовая работа [995,1 K], добавлен 22.10.2013Выбор станка, типа резца и его характеристик для обработки заданной поверхности. Влияние параметров режима резания на протекание процесса точения. Расчёт режимов резания при черновом и чистовом точении. Уравнения кинематического баланса токарного станка.
курсовая работа [2,7 M], добавлен 18.12.2013Определение общего числа возможных вариантов для привода главного движения металлорежущего станка. Разработка кинематической схемы для основного графика частот вращения шпиндельного узла. Определение числа зубьев всех зубчатых колес и диаметров шкивов.
курсовая работа [1,9 M], добавлен 30.09.2013Образование отверстий в сплошном металле сверлением, точность их обработки, набор инструмента; класс шероховатости поверхности. Режимы сверления, зенкерования, развертывания. Разработка схемы зажима детали; расчет погрешности базирования и усилия зажима.
лабораторная работа [2,3 M], добавлен 29.10.2014Разработка черновых переходов при токарной обработке основных поверхностей. Описание и анализ конструкции станка 1П756ДФ3. Технологические характеристики и кинематическая схема станка. Настройка станка на выполнение операций, расчёт режимов резания.
курсовая работа [4,9 M], добавлен 04.05.2012Процесс торцевого фрезерования на вертикально-фрезерном станке, оптимальные значения подачи, скорости резания. Ограничения по кинематике станка, стойкости инструмента, мощности привода его главного движения. Целевая функция - производительность обработки.
контрольная работа [134,0 K], добавлен 24.05.2012Настройка зубодолбежного станка на нарезание зуборезным долбяком цилиндрического прямозубого колеса. Настройка кинематических групп движения резания, подачи и врезания. Набор сменных зубчатых колес гитары деления. Пример расчета настройки станка.
лабораторная работа [223,2 K], добавлен 21.01.2012Деталь "Шток" и маршрут ее обработки. Анализ конструкции устройств и механизмов станка. Компоновка модернизируемого станка. Особенности кинематической схемы и цепей станка. Обоснование и предварительный расчет приводов. Построение структурных сеток.
дипломная работа [2,3 M], добавлен 14.04.2013Технология сверления деталей из древесины. Требования к качеству обработанной поверхности. Принцип действия сверлильно-пазовального станка. Обоснование линейных и угловых параметров режущего инструмента. Кинематический расчет механизмов резания и подачи.
курсовая работа [1,7 M], добавлен 16.05.2014Расчет режима резания растачивания отверстия. Выбор марки инструментального материала и геометрических параметров режущей части инструмента. Определение скорости, мощности, машинного времени сверления отверстия и фрезерования плоскости торцевой фрезой.
контрольная работа [933,7 K], добавлен 30.06.2011
