Структурно-кинематический анализ токарно-винторезного станка для обработки цилиндрической поверхности детали

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство науки и высшего образования Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

«Новосибирский государственный технический университет»

Кафедра проектирования технологических машин

Расчетно-графическая работа

Структурно-кинематический анализ токарно-винторезного станка для обработки цилиндрической поверхности детали

Новосибирск, 2022

Содержание

Введение

Основная часть

Исходные данные

Расчет режимов резания

Металлорежущее оборудование

Технологическая оснастка

Компоновочная схема

Структурно-кинематический анализ

Настройка исполнительных движений

Заключение

Список используемой литературы

Введение

Целью данной расчетно-графической работы является изучение конструкции, возможностей и порядка настройки машиностроительного оборудования. Так же требуется обеспечить точение цилиндрической поверхности, выбрав геометрические параметры режущего инструмента, назначив режимы обработки, сделать структурно-кинематический анализ и настройку элементарных движений.

Основная часть

Исходные данные

Точение цилиндрической поверхности при включении верхних салазок суппорта на универсальном токарно-винторезном станке модели 163. Технические характеристики данного станка приведены на рисунке 1.

Рисунок 1- Техническая характеристика универсального токарно-винторезного станка модели 163.

В качестве заготовки выбираем фланец с внутренним цилиндрическим отверстием 80 мм на длину 45 мм. Материал обрабатываемой заготовки углеродистая сталь 3.

Эскиз обрабатываемой заготовки изображен на рисунке 2.

Рисунок 2 - Эскиз обрабатываемой заготовки.

Расчет режимов резания [1]

Определяем необходимую скорость резания по формуле (1):

где: C_v- коэффициент, зависящий от материала инструмента, заготовки, условий обработки;

S = 0,3 мм/об - подача при чистовом точении;

K_v- общий поправочный коэффициент;

Т = 60 мин среднее значение стойкости при одноинструментной обработке;

t= 1 мм глубина резания при чистовой обработке.

Значение коэффициентов и показателей степени для расчета скорости резания представлены в таблице 1.

Таблица 1. Значение коэффициентов и показателей степени для расчета скорости резания

Нахождение общего поправочного коэффициента осуществляется по формуле (2):

K_Mv= 0.95 - коэффициент, учитывающий свойства обрабатываемого материала;

K_Пv= 0,9 - коэффициент, учитывающий качество поверхности заготовки;

K_Иv= 1 - коэффициент, учитывающий свойства инструментального материала.

м/мин

Металлорежущее оборудование

Токарно-винторезный станок 163(рис.3) является скоростным станком, предназначенным для выполнения разнообразных токарных и винторезных работ, включая точение внутренних цилиндрических поверхностей с механической подачей и нарезания всех типов резьб: метрической, модульной, дюймовой и питчевой.

Жесткая конструкция станка, высокий верхний предел чисел оборотов шпинделя и сравнительно большая мощность привода дают возможность использовать его на скоростных режимах с применением твердосплавных резцов и инструментов их современных быстрорежущих сталей. На станке можно обрабатывать детали сравнительно больших размеров из черных и цветных металлов. Станок предназначен для использования в условиях индивидуального и мелкосерийного производства [2].

Рисунок 3- Общий вид токарного-винторезного станка модели

Технологическая оснастка

Обработка внутренней цилиндрической поверхности будет осуществляться при помощи определенной установки резца на суппорте (рис.4).

Рисунок 4 - Способ обработки цилиндрической поверхности

Параметры режущего инструмента

Для точения цилиндрической внутренней поверхности на универсальном токарно-винторезном станке модели 163 используем резец согласно ГОСТ 18883-73 из твердого сплавного марки Т15К6 (рис.5).

Рисунок 5 - Проходной резец

Параметры резца:

Ширина державки (Н)= 20 мм

Высота державки (В)= 20 мм

Длина резца (L)= 140 мм

l = 40 мм

d = 12 мм

m= 6 мм

Ширина режущей кромки: a= 9.4 мм

r = 5 мм

Стойкость резца Т= 30 мин.

Компоновочная схема

Построение компоновочной схемы (рис.6) позволяют выявить число необходимых элементарных движений и определить их назначение.

Рисунок 6 - Компоновочная схема

В₁ - вращение шпинделя с заготовкой;

П₂ - поступательное перемещение верхних салазок с резцедержателем относительно поворотной плиты;

П₃- перемещение поперечных салазок суппорта перпендикулярно оси шпинделя;

П₄- поступательное перемещение каретки суппорта параллельно оси шпинделя.

Структурно-кинематический анализ

Для выявлений формообразующих движений необходимо определить, как обрабатывается поверхность. Для этого выявляем методы получения производящих линий. Анализ режущей поверхности представлен на рисунке 7.

Рисунок 7 - Метод получения производящих линий

Так как метод следа требует наличие формообразующего движения, то для образования обрабатываемой поверхности необходимо два формообразующих движения:

Ф_V(В₁)- вращение шпинделя. Простое движение, траектория замкнутая- настраиваем 2 параметра- V (м/мин), N.

Ф_S(П₂)-поступательное перемещение верхних салазок суппорта. Простое движение, траектория замкнутая- настраиваем два параметра- V (мм/об.заг.), N.

Установочные движения служат для обеспечения размера детали. Таким образом диаметр и высота цилиндра обеспечиваются П₂, П₃:

Уст(П₂)- простое движение, траектория незамкнутая - настраиваем 4 параметра- K, L, V, N.

Уст(П₃)- простое движение, траектория незамкнутая - настраиваем 4 параметра- K, L, V, N.

Так как движение выполняется вручную, то скорость и направление определяется оператором. Следовательно для Уст(П₂), Уст(П₃)- настраиваем только K,L.

Для быстрого подвода и отвода инструмента в зону обработки необходимо воспользоваться вспомогательными движениямиП₂и П₃:

Всп(П₂)- ускоренное перемещение поперечных салазок суппорта перпендикулярно оси шпинделя. Простое движение, траектория незамкнутая- настраиваем 4 параметра - K,L,V,N.

Всп(П₃)- ускоренное перемещение поперечных салазок суппорта паралелльно оси шпинделя. Простое движение, траектория незамкнутая- настраиваем 4 параметра - K,L,V,N.

Так как скорость при отводе резца имеет максимальное значение, то ее настраивать не нужно, а путь и конечная точка настраивается оператором в ручную, следовательно при Всп(П₂) и Всп(П₃) настраиваем только 1 параметр: N.

Исходя из выявленных движений, составим структурную схему станка, изобразив её на рисунке 8.

Рисунок 8 - Структурная схема станка

Настройка исполнительных движений

При настройке исполнительных движений необходимо воспользоваться кинематической схемой токарно-винторезного станка (рис. 9).

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 9 - Кинематическая схема токарно-винторезного станка

1) Ф_V(В₁)

n_дв > n_заг =

Определяем погрешность:

, что не превышает 10%.

Просчитаем все возможные скорости(рис.10):

Рисунок 10 - Картина частот коробки скоростей

Из данной схемы видно, что станок может обеспечить двадцать четыре скорости, шесть из которых повторяются дважды при частотах: 80 об/мин, 63 об/мин, 50 об/мин, 40 об/мин, 500 об/мин, 400 об/мин.

Настройка направления осуществляется с помощью дополнительного зубчатого колеса и двусторонней фрикционной муфты.

2) Ф_S(П₂)

1 об. заг. > S

где,

Определяем погрешность:

, что не превышает 5%.

Подвод режущего инструмента до сРазмещено на http://www.allbest.ru/

оприкосновения с торцевой поверхностью заготовки и установка лимба на 0. Отвод резца на величину врезания 3 мм.

Путь режущего инструмента(рис. 11) равен сумме:

Рисунок 11- Определение пути резца

Контроль перемещения проводиться по лимбу.

3) Уст(П₃)

Подвод режущего инструмента до соприкосновения с поверхностью заготовки и установка лимба на 0. Отвод резца на величину врезания 3 мм.

Путь режущего инструмента равен:

Контроль перемещения проводиться по лимбу.

4) Уст(П₄)

Подвод режущего инструмента до соприкосновения с поверхностью заготовки и установка лимба на 0. Отвод резца на величину врезания 3 мм.

Путь режущего инструмента равен:

Контроль перемещения проводиться по лимбу.

5) Всп(П₃)

Настройка управления осуществляется двухсторонней фрикционной муфтой и дополнительным зубчатым колесом.

Ускоренное продольное перемещение стола, всегда происходит с постоянной скоростью (скорость холостого хода).

Всп(П₄)

Настройка управления осуществляется двухсторонней фрикционной муфтой и дополнительным зубчатым колесом.

Ускоренное вертикальное перемещение стола, всегда происходит с постоянной скоростью (скорость холостого хода).

Заключение

При выполнении работы были изучены основы настройки металлорежущего оборудования на примере точения цилиндрической поверхности на токарно-винторезном станке. Были рассчитаны режимы резания. Далее определили исполнительные движения выбранного станка и настроили необходимые параметры каждого движения.

Также для токарно-винторезного станка модели 163, были изучены особенности конструкции, характеристики и возможности применения на производстве.

Список литературы

токарно винторезный станок точение цилиндрической поверхности

1. Справочник технолога-машиностроителя. В 2-х т. С74 Т. 2/Под ред. Косилова А.Г. и Р.К. Мещерякова. - 4-е изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1973.-496 с.

2. Металлорежущие станки (альбом общих видов, кинематических сем и узлов). Кучер А.М., Киватицкий М.М., Покровский А.А. Изд-во «Машиностроение», 1972, стр. 308.

3. ГОСТ 18878-73. Резцы токарные проходные прямые с пластинами из твердого сплава. Конструкция и размеры.

Размещено на Allbest.ru