Шпиндельная бабка (развертка) токарно-винторезного станка

Содержание

1.Задание для курсового проектирования

2.Общая характеристика станка

3.Кинематика станка 16К

4.Кинематический расчет привода главного движения множительной структуры:

5.Расчет клиноременной передачи

6.Расчет режимов резания

7.Определение передаточных отношений

8.Определение числа зубьев зубчатых колес

9.Определение фактических оборотов шпинделя

10.Определение отклонения фактических оборотов от стандартных

11.Определение минимально допустимых межцентровых расстояний валов

12.Определение делительных диаметров зубчатых колес

13.Расчет наибольших скоростей вращения колес и выбор степени точности их изготовления

14.Определение мощности и крутящего момента на шпинделе в зависимости от заданных режимов резания

15.Расчет мощности и крутящего момента на каждом валу

16.Геометрический расчет цилиндрической передачи внешнего зацепления (с использованием компьютерной программы Kompas)

17.Расчет на прочность при действии максимальной нагрузки (с использованием компьютерной программы Kompas)

18.Расчет на выносливость (с использованием компьютерной программы Kompas)

19.Расчет и проектирование V вала

19.1. Определение крутящего момента на валу

19.2.Определение сил, действующих на вал

19.3.Составление расчетных схем вала в горизонтальной и вертикальной плоскостях

19.4.Определение реакций опор в горизонтальной и вертикальной плоскостях

19.5.Определение изгибающих моментов в горизонтальной и вертикальной плоскостях, суммарного, крутящего и эквивалентного моментов

19.6.Выбор материала вала, назначение термообработки, определение допускаемых напряжений изгиба

19.7.Определение диаметров вала

19.8.Разработка рабочего чертежа вала

19.9.Выбор крепления деталей на валу

19.10.Определение запаса прочности вала

20.Расчет и проектирование шпиндельного вала

20.1. Определение крутящего момента на валу шпинделя

20.2.Определение сил, действующих на шпиндельный вал

20.3.Составление расчетных схем вала шпинделя в горизонтальной и вертикальной плоскостях

20.4.Определение реакций опор в горизонтальной и вертикальной плоскостях

20.5.Определение изгибающих моментов в горизонтальной и вертикальной плоскостях, суммарного, крутящего и эквивалентного моментов

20.6.Выбор материала вала, назначение термообработки, определение допускаемых напряжений изгиба

20.7.Определение диаметров вала

20.8.Разработка рабочего чертежа вала

20.9.Выбор крепления деталей на валу

20.10.Определение запаса прочности вала

21.Расчет подшипников качения

22.Расчет нагрузок на подшипники

Список использованной литературы

Введение

Высокие темпы роста выпуска продукции машиностроительной и других отраслей производства требуют разработки и внедрения новейшего высокопроизводительного оборудования, различных типов станков-автоматов и автоматических линий.

При реализации поставленных задач важное место занимает проблема улучшения использования действующего металлорежущего оборудования за счет его усовершенствования (повышения скоростей обработки, повышение точности и надежности работы, увеличение мощности привода, применение средств автоматизации и управления рабочим процессом, использование приспособлений и устройств, расширяющий технологические возможности станков. В данном проекте предлагается модернизация токарно-винторезного станка модели 16К20 с целью обеспечения более полного использования режущих свойств твердосплавного инструмента при обработке деталей из легированных сталей.

Краткий обзор существующих типов

Токарных станков

Токарные станки делятся на универсальные и специализированные. Универсальные станки предназначены для выполнения самых разнообразных операций. На сппециализированных станках выполняется более узкий круг операций. Универсальные станки, в свою очередь, подразделяются на токарно-винторезные и токарныые. Токарные станкии предназначены для выполения всех токарных операций, за исключением нарезания резьбы резцами.

Наша промышленность выпускает различные модели токарных и токарно-винторезных станков – от настольных до тяжелых. Наибольший диаметр обрабатываемой поверхности колеблется от 95 до 5 000 мм при длине заготовки от 125 да 24 000 мм. некоторые токарно-винторезные станки оснащаются копировальным устройством, которое позволяте обрабатывать сложные контуры без необходимости использования фасонных резцов и комбинированного расточного инструмента, а также значительно упрощает наладку и подналадку станка.

В нашей стране и за рубежом широко применяется токарно-винторезный станок мод. 16К20 производства московского станкостроительного завода “Красный Пролетарий” им. А. И. Ефремова.

Токарно-винторезный станок модули 16К20 предназначен для различных токарных операций:

ü наружной обработки цилиндрических и конических поверхностей,

ü расточки,

ü подрезки торцов,

ü нарезания метрических, дюймовых, модульных, питчевых и торцевых резьб.

На станке можно осуществлять сверление и зенкование отверстий деталей.

Станок состоит из следующих основных узлов: передней бабки со шпинделем, станины, суппорта с резцедержателем, фартука, задней бабки.

Описание кинематической схемы станка

Обрабатываемую заготовку закрепляют в кулачковом патроне, установленном на переднем конце шпинделя. Если заготовка длинная, то ее устанавливают в центрах передней и задней бабок. При работе станка обрабатываемая заготовка вместе со шпинделем совершает непрерывное вращательное движение. Это движение является главным рабочим движением. Резец закрепляется в резцедержателе суппорта и имеет во время работы продольное и поперечное перемещение, которое является движением подачи.

Главное движение. Главным движением в станке является вращение шпинделя, которое он получает от электродвигателя 1 через клиноременную передачу со шкивами 2-3 и коробку скоростей. на приемном валу установлена двусторонняя фрикционная муфта. Для получения прямого вращения шпинделя муфту смещают влево, и привод вращения осуществляется по следующей цепи колес: 4-8 или 59, 10-13 или 1114, либо 1215, вал IV, колеса 1821 или 1922, шпиндель V. От вала IV вращение можно передать через перебор 1623 или 1724 25-27 и 2622 при перемещении вправо блока 2122 на шпинделе. Переключая блоки колес, можно получить 12 вариантов зацепления колес при передаче вращения с вала IV непосредственно на шпиндель и 12 вариантов – при передаче вращения через перебор.

Реверсирование шпинделя выполняют перемещением муфты 6 вправо. Тогда вращение с вала II на вал III передается через зубчатые колеса 728, 29-12, и последний получает обратное вращение. Практически шпиндель имеет только 22 частоты вращения, так как значения 500 и 630 оборотов в минуту повторяются дважды.

Движение подачи. Механизм подачи сообщает движение суппорту по четырем кинематическим цепям: винторезной, продольной и поперечной подачи, быстрого перемещения. Вращение валу VIII от шпинделя V передается через зубчатые колеса 2032, а при нарезании резьбы с увеличенным шагом от шпинделя V через звено увеличения шага: колеса 2226, 27-25, 2316 или 2417 и через колеса 1633.

С вала VIII движение передается через реверсивный механизм с колесами 3035 или 313435 на вал IX, далее через сменные колеса a-b-d или a-b-c-d на входной вал Х коробки подач. Преключение муфт 116, 60, 43 и 50, а также перестановкой блочных зубчатых колес 5758, 45-46, 4748, 52-53 осуществляются различные комбинации соединения колес 36...64 коробки подач. От входного вала XV коробки подач вращения может быть сообщено либо ходовому винту 61, либо ходовому винту XVI. В первом случае – через муфту 60, во втором – через колеса 5962, 63-66, муфту обгона 67 и колеса 6864.

Винторезная цепь. При нарезании резьбы подача суппорта осуществляется от ходового винта 61 через маточную гайку, закрепленную в фартуке. Необходимый шаг резьбы можно получить переключением зубчатых колес и муфт в коробке подач или установкой сменных колес a,b,c,d на гитаре. В последнем случае муфтами 116 и 60 механизм коробки подач отключается. Для предупреждения поломок при случайных перегрузках служит муфта 117.

Продольная и поперечная подачи суппорта. Для передачи движения механизму фартука служит ходовой вал XVI. По нему вдоль шпоночного ваза скользит зубчатое колесо 65, передающее вращение через колеса 69, 70, 71, при включенной муфте 72 и червячную пару 7374 валу XVII.

Для получения подачи суппорта и его реверсирования включают одну из кулачковых муфт 77 или 84. Тогда вращение от вала XVII передается зубчатыми колесами 758376 и 7892 или 8592 валу XVIII и далее реечному колесу 94, которое, перекатываясь по неподвижно связанной со станиной станка рейке 95, осуществляет продольное перемещение суппорта.

Поперечная подача и реверсирование осуществляются включением муфт 87 или90. В этом случае от вала XVII через передачи 7586 и 88939896 или 758689 и 91939896 вращение передается винту 97, который сообщает движение поперечной каретке суппорта.

Кинематика станка 16К20

Обрабатываемую заготовку закрепляют в кулачковом патроне, установленном на переднем конце шпинделя. Если заготовка длинная, то ее устанавливают в центрах передней и задней бабок. При работе станка обрабатываемая заготовка вместе со шпинделем совершает непрерывное вращательное движение. Это движение является главным рабочим движением. Резец закрепляется в резцедержателе суппорта и имеет во время работы продольное и поперечное перемещение, которое является движением подачи.

Главное движение. Главным движением в станке является вращение шпинделя, которое он получает от электродвигателя через клиноременную передачу со шкивами и коробку скоростей. на приемном валу установлена двусторонняя фрикционная муфта. Для получения прямого вращения шпинделя муфту смещают влево, и привод вращения осуществляется по цепи. От вала вращение можно передать через перебор на шпинделе. Переключая блоки колес, можно получить 12 вариантов зацепления колес при передаче вращения с вала IV непосредственно на шпиндель и 12 вариантов – при передаче вращения через перебор.

Реверсирование шпинделя выполняют перемещением муфты вправо. Тогда вращение с вала II на вал III передается через зубчатые колеса и последний получает обратное вращение. Практически шпиндель имеет только 22 частоты вращения, так как значения 500 и 630 оборотов в минуту повторяются дважды.

Движение подачи. Механизм подачи сообщает движение суппорту по четырем кинематическим цепям: винторезной, продольной и поперечной подачи, быстрого перемещения. Вращение валу VIII от шпинделя V передается через зубчатые колеса 2032, а при нарезании резьбы с увеличенным шагом от шпинделя V через звено увеличения шага.

С вала VIII движение передается через реверсивный механизм с колесами на вал IX, далее через сменные колеса на входной вал Х коробки подач. Преключение муфт, а также перестановкой блочных зубчатых осуществляются различные комбинации соединения колес коробки подач. От входного вала XV коробки подач вращения может быть сообщено ходовым винтам.

Винторезная цепь. При нарезании резьбы подача суппорта осуществляется от ходового винта через маточную гайку, закрепленную в фартуке. Необходимый шаг резьбы можно получить переключением зубчатых колес и муфт в коробке подач или установкой сменных колес на гитаре. В последнем случае муфтами и механизм коробки подач отключается. Для предупреждения поломок при случайных перегрузках служит муфта.

Продольная и поперечная подачи суппорта. Для передачи движения механизму фартука служит ходовой вал XVI. По нему вдоль шпоночного ваза скользит зубчатое колесо, передающее вращение при включенной.

Для получения подачи суппорта и его реверсирования включают одну из кулачковых муфт . Тогда вращение от вала XVII передается зубчатыми колесами валу XVIII и далее реечному колесу , которое, перекатываясь по неподвижно связанной со станиной станка рейке , осуществляет продольное перемещение суппорта.

Поперечная подача и реверсирование осуществляются включением муфт. В этом случае от вала XVII через передачи вращение передается винту, который сообщает движение поперечной каретке суппорта.