Практическая работа №5 "Настройка токарно-винторезного станка на нарезание заданной резьбы"

ИНСТРУКЦИОННАЯ КАРТА №5

ПО ДИСЦИПЛИНЕ «ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ РЕЗАНИЕМ, СТАНКИ И ИНСТРУМЕНТЫ»

Тема 2.3 Станки токарной группы. Основные виды станков. Станки токарной группы с числовым программным управлением

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА №5

Тема «Настройка токарно-винторезного станка на нарезание заданной резьбы. Подбор сменных шестерен гитары станка»

Цель работы: изучить кинематику токарно-винторезного станка в связи с нарезанием различных видов резьб, ознакомиться с методами расчета сменных зубчатых колес гитары.

Оборудование, материалы и инструменты: Инструкционная карта, обучающие видеоролики, справочные таблицы, калькулятор, чертежные инструменты

Литература:

1. http://vidoz.pp.ua/video/qWt67wtaiJR-video-kak-narezat-rezbu-na-tokarnom-stanke-1k62.html

2. https://www.youtube.com/watch?v=Cf0gBVMFBLo

3. http://machinetools.aggress.ru/index.php/tokarnyj-stanok/narezanie-rezby/97-nastrojka-tokarno-vintoreznogo-stanka

4. Справочник технолога-машиностроителя. Т.2./Под ред. А.Г. Косиловой и Р.К. Мещерякова. - М.: Машиностроение, 1986

1. Общие сведения

Настройка токарного станка для нарезания резьбы заключается в том, чтобы обеспечить перемещение резца на величину шага (хода) резьбы за один оборот детали.

Настройка станков производится путем соответствующей установки рычагов на коробке подач, а при нарезании резьбы заданного шага, отсутствующего в коробке подач, пу­тем подбора сменных шестерен на гитаре станка.

Схема передачи движения от шпинделя станка к ходовому винту через две группы шестерен. Первая группа имеет постоянное передаточное отношение. Она служит для изменения направления вращения ходового винта. Обычно передаточное отношение этой группы равно 1. Передаточное отношение второй группы можно изменять, устанавливая шестерни с различными числами зубьев. Известно, что передаточное отношение пары зубчатых колес, имеющих соответственно числа (ведущее колесо, от которого передается вращение; ведомое колесо, воспринимающее вращение), равно отношению числа зубьев ведущего колеса к числу зубьев ведомого. Если имеется две или более пар колес, то общее передаточное отношение будет равно произведению передаточных отношений каждой пары. В качестве сменных колес обычно применяются наборы шестерен, у которых числа зубьев кратны пяти: 20, 25, 30 и т. д. до 120, иногда наборы кратны трем: 21, 24, 27 и т. д. до 120. В каждый набор входит шестерня со 127 зубьями, необходимая для нарезания дюймовых резьб на станках, имеющих ходовой винт с метрической нарезкой, и метрических резьб на станках, у которых ходовой винт с дюймовой резьбой.

При подсчетах необходимо, чтобы величина шага была выражена в одинаковых мерах длины, обычно в миллиметрах. Так, например, если шаг выражен в дюймах, то для перевода в миллиметры его необходимо умножить на 25,4; если указан не шаг, а число ниток на 1 градус, необходимо узнать шаг в дюймах, разделив на число ниток, и затем пере­вести в миллиметры, умножив на 25,4; если нарезается червяк, у которого известен модуль, то шаг определяют, умножением.

На практике применяются два способа подбора сменных зубчатых колес: а) разложение передаточного отношения на сомножители и б) замена точного отношения приближенным. Первый способ применяется тогда, когда отношение можно разложить на множители, кратные зубчатым колесам, имеющимся в наборе.

Второй способ применяется тогда, когда передаточное отношение не может быть осуществлено имеющимся набором колес. В этом случае точное отношение заменяется приближенным. При этом допускается некоторая ошибка.

Для подбора передаточного отношения гитары используются следующие наборы сменных зубчатых колёс:

1. «чётный» набор, содержащий зубчатые колёса с числом зубьев, кратным двум: 20, 22, 24, …, 118, 120;

2. «пятковый» набор, содержащий зубчатые колёса с числом зубьев, кратным пяти: 20, 25, 30, …, 115, 120.

1. Задание:

1. Посмотреть видео 1,2.

2. По исходным данным произвести подбор сменных зубчатых колес гитары станка.

3. Ответить на контрольные вопросы.

4. Сформулировать вывод.

Исходные данные для расчета

1. Расчет сменных зубчатых колес

а) Для расчета сменных зубчатых колес введем следующие обозначения:

S_p - шаг нарезаемой резьбы, мм;

S_x - шаг ходового винта, мм;

i_тр = a/b - передаточное отношение трензеля;

i = (z₁/z₂)*(z₃/z₄) - передаточное отношение сменных зубчатых колес.

Из схемы (рисунок 1) следует, что за один оборот шпинделя ходовой винт сделает 1_{об шп}* i_тр* i оборотов и переместив суппорт и резец на расстояние 1_{об шп}* i_тр* i * S_x мм. Это перемещение резца за один оборот шпинделя равняется шагу резьбы S_p т.е. 1_{об шп}* i_тр* i * S_x = S_p мм.

Так как в большинстве случаев a=b, т.е. передаточное отношение трензеля i_тр равно единице, то из уравнения получим i = S_p/S_x, т.е. передаточное отношение сменных зубчатых колес равно шагу нарезаемой резьбы деленному на шаг ходового винта.

Рисунок 1 – Схема передачи движения от шпинделя к ходовому винту при нарезании резьбы на токарно-винторезном станке

б) определим передаточное отношение сменных зубчатых колес по исходным данным:

i = S_p/S_x

Допустим, что на токарном станке с шагом ходового винта 6 мм требуется нарезать резьбу с шагом 2 мм. Для этого случая передаточное отношение сменных колес i = 2/6.

Следовательно, если соединить шпиндель и ходовой винт любой парой колес, передаточное отношение которых равно 2/6, то на детали получится резьба с шагом 2 мм.

Чтобы по передаточному отношению подобрать числа зубьев сменных колес, нужно числитель и знаменатель дроби умножить на одно и тоже число таким образом, чтобы произведение получилось целым числом и равнялось числу зубьев, имеющихся в наборе сменных зубчатых колес. Например, если передаточное отношение i = 2/6, то умножая числитель и знаменатель соответственно на 10, 15 или 20, получим: i = 2*10/6*10 = 20/60, i = 2*15/6*15 = 30/90, i = 2*20/6*20 = 40/120.

Числа 20 и 60, 30 и 90, 40 и 120 обозначают соответственно числа зубьев отдельных пар сменных зубчатых колес, обеспечивающих получение на данном станке резьбы с шагом 2 мм. Нужно запомнить, что в числителе стоит число зубьев ведущего колеса, а в знаменателе - ведомого. Таким образом, колеса 20, 30 и 40 являются ведущими, а колеса 60, 90 и 120 - ведомыми.

Первое ведущее колесо из любой пары подобранных колес устанавливают на валу трензеля, а второе ведомое колесо из той же пары ставят на конец ходового винта.

Если требуемое передаточное отношение не может быть обеспечено одной парой колес, подбирают передачи с двумя, а иногда и тремя парами сменных колес. На рисунке 1 показана передача с двумя парами зубчатых колес.

в) из набора зубчатых колес выбираем 2 зубчатые пары так, чтобы выдержать передаточное отношение, определенное в пункте б).

i = (z₁/z₂)*(z₃/z₄)

для этого передаточное отношение разложим на множители: 1*2/2*3 и каждый множитель умножаем на одно и то же число (например на 20), чтобы получить число зубьев из стандартного ряда. Выбираем из «пяткового» набора z₁ = 20, z₃ = 40, z₂ = 40, z₄ = 60

i = (z₁/z₂)*(z₃/z₄) = 20/40 * 40/60 = 800/2400 = 2/6

2.2. Проверка правильности подсчета сменных зубчатых колес.

Чтобы проверить правильность подсчета сменных колес, нужно полученное передаточное отношение умножить на шаг ходового винта, при этом результат умножения должен дать шаг нарезаемой резьбы; это следует из формулы: S_p = i*S_x мм.

Если же по формуле будет получен шаг резьбы, не соответствующий требуемому, то это покажет, что подсчет сменных колес сделан неверно.

а) Проверим правильность подсчета колес в предыдущем примере, где i = 20/40 * 40/60 и S_x =6 мм; S_p = i * S_x = 20/40 * 40/60 * 6 = 2 мм, т.е. колеса подобраны правильно.

2.3. Проверка сцепления сменных колес. Подобранные расчетом колеса не всегда могут быть между собой сцеплены. Может случиться, что одно из них вплотную подойдет к пальцу гитары. Чтобы сменные зубчатые колеса можно было установить на гитаре, обеспечив их сцепление, необходимо выполнить следующее условие:

Сумма чисел зубьев первой пары колес (z₁+z₂) должна быть больше числа зубьев второго ведущего колеса (z₃) не менее чем на 15, а сумма чисел зубьев второй пары колес (z₃+z₄) должны быть больше числа зубьев первого ведомого колеса (z₂) тоже не менее чем на 15.

а) Проверим возможность сцепления колес, подобранных применительно к нашему примеру, где i = z₁*z₂/z₃*z₄ = 20/40 * 40/60.

- Разность между суммой чисел зубьев первой пары колес z₁+z₂ = 20+40 = 60 и числом зубьев z₃ = 40 больше 15 и равно 20.

- Сумма чисел зубьев второй пары колес z₃+z₄ = 40+60 = 100 также больше числа зубьев z₂ = 40 (разность равна 60). Следовательно, сцепление колес возможно.

Если бы условия сцепления не были выдержаны, то нужно сначала поменять местами ведомые или ведущие колеса. Если и такая перестановка не удовлетворит условиям сцепления, необходимо заново сделать подсчет.

1. Контрольные вопросы

1. В чем заключается настройка токарного станка для нарезания резьбы?

2. Как производится настройка станков?

3. Для чего служит первая группа шестерен?

4. Как определяется передаточное отношение нескольких пар зубчатых колёс?

5. Какие наборы шестерен применяются в качестве сменных колес?

6. Какие зубчатые колёса содержит «чётный» набор сменных зубчатых колёс?

7. Какие зубчатые колёса содержит «пятковый» набор сменных зубчатых колёс?

8. Какие два способа подбора сменных зубчатых колес обычно применяют на практике?

Вывод: в ходе выполнения практической работы ….