Проектирование токарно-винторезного станка (стр. 2 из 5)

Параметры	1К62	16К20	16К25
Наибольший диаметр устанавливае-мой над станиной, в мм.	400	400	500
Расстояние между центрами, в мм.	710,1000,1400	710,1000,1400, 2000	710,1000,1400,2000
Диаметр отверстия шпинделя	47	53	53
Число скоростей шпинделя	23	22	22
Частота вращения шпинделя об/мин	12,5-2000	12,5-1600	12,5-1600
Число ступеней подач	42	24	-
Подачи на один оборот, в мм:
продольные	0,07-4,16	0,05-2,8	0,05-2,8
поперечные	0,035-2,08	0,025-1,4	0,025-1,4
Шаг нарезаемой резьбы:
метрической, в мм.	1-192	0,5-112	0,5-112
дюймовой(число ниток на 1^//)	2-24	0,5-56	0,5-56
модульная, в мм.	(0,5-48)p	0,5-112	0,5-112
Мощность электродвигателя в кВт	10	11	11

В качестве станка-прототипа выбираю токарно-винторезный станок 1К62 исходя из анализа его кинематики и технических характеристик.

2. Синтез и описание кинематической структуры станка

Структурная схема станка

Формообразование обеспечивается вращательным движением заготовки (В₁) по цепи: электродвигатель – шпиндель со звеном настройки i_vи поступательным движением инструмента (П₂ и П₃) по цепи: шпиндель – ходовой вал (при точении) или шпиндель – ходовой винт (при нарезании резьбы) со звеном настройки i_r,для обработки конической поверхности используется звено настройки i_α

Главным движение в станке является вращение шпинделя, которое он получает от электродвигателя через клиноременную передачу со шкивами и коробку скоростей.

3. Определение технических характеристик станка

Определение предельных расчётных диаметров:

Для вычисления предельных значений частоты вращения шпинделя необходимо определить предельные расчётные диаметры D_max и D_min:

для токарных станков:

D_max=1,12×D

D_min=(0,1-0,3)×D_max

D – максимальный диаметр над станиной

D_max=0,2×1450=1624 мм

D_min=0,2×1450=290 мм

Определение режимов резания.

Определим режимы резания для трёх операций, выполняемых на токарно-винторезном станке:

1. Продольное точение проходным резцом

Максимальная глубина резания соответствует черновой обработке и по возможности принимается равной всему припуску на обработку или большей его части.

Минимальная глубина резания относится к чистовой обработке.

Выбираем резец с сечением державки 16х25 мм.

Материал режущей части – твёрдый сплав.

t_max=8 мм

t_min=0,2 мм

Максимальная подача для токарных станков соответствует черновому точению жестких заготовок из наиболее легко обрабатываемого материала.

Минимальная подача – чистовому точению:

S_max=1,8 мм/об

S_min=0,48 мм/об (при r=0,5)

Скорость резания:

м/мин

Предельные значения частоты вращения шпинделя определяются по формулам:

об/мин

2. Прорезание канавки и отрезание:

S_max=0,37 мм/об

S_min=0,1 мм/об

м/мин

об/мин

3. Растачивание отверстий:

t_max=5 мм t_min=0,2 мм

S_max=0,4 мм/об

S_min=0,13 мм/об

где K=0,9 – поправочный коэффициент при растачивании

м/мин

об/мин

4. Выбор и описание компоновки станка

Компоновка станка в значительной степени влияет на технико-экономические показатели. От компоновки зависит жёсткость конструкции, тепловой баланс и температурная деформация, универсальность станка и его переналаживаемость, металлоёмкость, трудоёмкость изготовления, сборки, ремонтопригодность.

Прототипом проектируемого станка является токарно-винторезный станок модели 1К62, поэтому выбираем аналогичную компоновку проектируемого станка.

Станина станка установлена на передней и задней тумбах, несёт на себе все основные узлы. Слева на станине размещена передняя бабка. В ней имеется коробка скоростей со шпинделем, на переднем конце которого закреплён патрон. Справа установлена задняя бабка. Её можно перемещать вдоль направляющих станины и закреплять в зависимости от длины деталь на требуемое расстояние от передней бабки. Режущий инструмент (резцы) закрепляют в резцедержателе суппорта.

Продольная и поперечная подачи суппорта осуществляется с помощью механизмов, расположенных в фартуке и получающих вращение от ходового вала или ходового винта. Первый используют при точении, второй – при нарезании резьбы. Величину подачи суппорта устанавливают настройкой коробки подач. В нижней части станины имеется корыто, куда собирается стружка и стекает охлаждающая жидкость.

Рис.1 – Схема компоновки токарно-винторезного станка

Для схемы структурная формула имеет вид: COZXWR.

Достоинства: из-за подвижности только одного узла, система обладает высокой жесткостью; обеспечивает высокое качество обработки при небольших скоростях резания.

5. Проектирование и описание кинематической схемы станка

Кинематический расчёт привода главного движения

1. Диапазон регулирования частот вращения шпинделя:

Число ступеней скорости шпинделя:

j - знаменатель геометрического ряда частот вращения. Для универсальных станков рекомендуется j=1,26 и j=1,41.

Принимаю j=1,26

Число ступеней не может быть дробным, поэтому, для обеспечения возможности регулирования скорости вращения во всем диапазоне частот, и принимая во внимание что привод лучше реализовывать используя двух и трех венцовые блоки то принимается z=18.

2. Выбираем стандартный ряд частот вращения:

50; 63; 80; 100; 125; 160; 200; 230; 315; 400; 500; 630; 800; 1000; 1230; 1600; 2000; 2500.

Уточняем значение диапазона регулирования:

3. Определяем тип структуры привода:

при

, где в приводах главного движения С = 8 для прямозубых колёс

- условие выполняется, следовательно, структура привода простая.

4. Определяем число групп переключения и порядок расположения и переключения и порядок расположения и переключения групп:

Для Z=18 принимаю 3 группы: Z=3×3×2

Р₁=Р₀=3

Р₂=Р₁=3

Р₃=Р₂=2

Формула структуры привода:

3(1)×3(3)×2(9)

Осуществимость принятого варианта структуры привода по диапазону регулирования группы проверяем для последней в порядке переключения группы по условию:

- условие выполняется

5. Структурная сетка

Z=3(1)×3(3)×2(9)

6. График частот вращения