Машиностроение

               Различают общий и операционный  припуск на обработку.

               Общим припуском называется слой  металла, предназначенный для  снятия при выполнении одной  технологической операции.

                Припуски могут быть симметричные  и асимметричные. Симметричные  назначают для обработки наружных  и внутренних поверхностей тел  вращения. Асимметричные – для  обработки поверхностей призматических  деталей.

                 Различают также номинальный,  минимальный и максимальный припуски. Минимальный припуск определяет  минимально необходимую толщину  слоя металла для выполнения  данной операции и является  исходной величиной при расчете  припусков. Применяем табличный метод определения операционных припусков на обработку резанием поверхностей заготовки. Используем таблицы

соответствующих стандартов, нормативных материалов и данные технических справочников.

Операционные припуски и  допуски для каждой операции определяют, начиная от отделочных операции к  начальной, т.е. направлении, обратному  ходу технологического маршрута обработки  заготовки.

Коэффициент использования  металла является основной количественной характеристикой металлоёмкости детали и определяется по следующей формуле:  

  , где М_Д – масса детали; М_З – масса заготовки.

, где V – объем детали (заготовки); ρ – плотность материала (для стали ρ=7800 кг/м3).

, где r – радиус детали (заготовки); L – длина детали(заготовки); π = 3,14

Объем заготовки равен: V_з=3.14*0.0212м*0.122м=0,000169 м³

Масса заготовки будет  равна: М_з =0,000169 м3*7800 кг/м3=1,32 кг

Массу детали определим как  сумму масс трех цилиндров, т.е. разобьем вал на три простых тела (цилиндры):

V_д1=3.14*0,0252м*0,03м=0,0000589 м³

V_д2=3.14*0,0152м*0,04м=0,0000283 м³

V_д3=3.14*0,012м*0,05м=0,0000157 м³

Масса детали будет равна: М_д =М _д1+М _д2+М _д3

М _д1=0,0000589 м³*7800 кг/м³=0,459кг

М _д2=0,0000283 м³*7800 кг/м³=0,221кг

М _д3=0,0000157 м³*7800 кг/м³=0,122 кг

М_д =0,459кг+0,221кг+0,122 кг=0,802кг

Подставив значения в формулу  и получим значение коэффициента использования материала, К_им=0,802кг/1,32кг=0,6

 

 

 

 

 

 

 

 

Глава 2. Выбор  режимов обработки и технологических  переходов при изготовлении детали

Исходя из конструкции  детали и необходимости изготовления центровых отверстий назначаем  следующие установы и переходы:

Вначале производится токарная операция:

Установ А

1 переход – установить  заготовку в патрон;

2 переход – подрезать  торец детали;

3 переход – черновое точение диаметра Ø 21, l=20;

4 переход – сверлить  центровочное отверстие.

Установ Б

5 переход – переставить  заготовку в патроне;

6 переход – подрезать  другой торец в размер 100 мм; (L)

7 переход – черновое точение диаметра Ø 21, l=30 ;

8 переход – сверлить  центровочное отверстие.

Установ В

9 переход - установить  заготовку в центрах;

10 переход – черновое  точение диаметра Ø 41, l=40; 

11 переход - чистовое точение диаметра Ø 22, l=40;  

12 переход - чистовое точение диаметра Ø 20, l=20; 

13 переход - обточить фаску;

14 переход – снятие  фасок.

Установ Г

15 переход - переставить  заготовку в центрах;

16 переход - чистовое точение диаметра Ø 20, l=30; 

17 переход - нарезание  резьбы  М 16х1,5.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Глава 3. Технологическое  оборудование

            Токарно-винторезный станок модели 1А616, изготовляемый Средне-волжским станкостроительным заводом, является универсальным станком и предназначен для разнообразных токарных работ в условиях индивидуального и мелкосерийного производства, выполняемых в центрах или в патроне, в том числе для нарезания резьб: метрической, дюймовой, модульной и питчевой. 
Высота центров станка равна 165 мм, а максимальное расстояние между центрами — 710 мм. 
Наибольший диаметр обрабатываемой детали класса дисков, устанавливаемой над станиной, составляет 320 мм, а максимальный диаметр детали класса валов, закрепляемых в центрах над нижней частью суппорта, не должен превышать 180 мм. 
               Сквозь отверстие шпинделя проходит пруток диаметром до 34 мм. Наибольшая длина обтачивания детали с механической подачей суппорта равна 660 мм, т. е. на 50 мм меньше, чем максимальное расстояние между центрами. 
Без дополнительных сменных колес на станке модели 1А616 можно нарезать резьбы повышенной точности: метрические с шагом от 0,5 до 24 мм; дюймовые с числом ниток на 1 дюйм от 56 до 1; модульные с шагом в модулях от 0,25 до 5,5 мм и питчевые с шагом в питчах от 128 до 2. 
Предусмотрена возможность нарезания особо точных резьб путем исключения из кинематической цепи зубчатых передач коробки подач и применения специальных прецизионных сменных зубчатых колес.

Устройство станка

Рисунок 1.

               Станина Е установлена на двух тумбах — передней М и задней 3, между которыми расположен поддон 1 (для сбора стружки). В передней тумбе смонтирована коробка скоростей Л, а в задней — электрошкаф Ж. Кроме того, к задней тумбе прикреплен бак И и насос для охлаждающей жидкости, а к передней — главный электродвигатель. 
В левой головной части станины сверху закреплена передняя бабка Б, а на боковой лицевой части — коробка подач Н. Гитара сменных колес А установлена с левого торца станины. 
Фартук В с суппортом Г перемещаются по внешним направляющим станины, а задняя бабка Д — по внутренним ее направляющим. Вместе со станком поставляются трехкулачковые самоцентрирующие патроны повышенной точности типа ТМ-165 и ТС-200 соответственно диаметром 165 и 200 мм и поводковый патрон диаметром 250 мм с пальцем и прихватом, а также упорные центры. По особому заказу поставляются подвижный и неподвижный люнеты.

Кинематика станка.

Рисунок 2.

Движение резания.

Привод движения резания у станка модели 1А616 является разделенным. Он состоит  из двух клиноременных передач, двенадцатиступенчатой  коробки скоростей и переборного устройства. 
Приводной вал II коробки скоростей связан с электродвигателем мощностью 4,5 квт клиноременной 
передачей 135—168. Трехваловая коробка скоростей имеет три двойных подвижных блока шестерен Б1 , Б2 и Б3 и одну одиночную подвижную шестерню 55. Вал III получает вращение от вала II через шестерни 41—26, когда блок Б1, как показано на схеме, сдвинут влево, либо через шестерни 39—31 при крайнем правом положении блока Б1 или посредством шестерен 14—55. В последнем случае шестерня 55 вводится в зацепление с шестерней 14, а блок Б1 устанавливается в среднее нейтральное положение. Два двойных блока шестерен Б2 и Б3 позволяют увеличить количество скоростей на выходном валу IV коробки скоростей до двенадцати. Нижний ряд чисел оборотов от 11 до 280 в минуту передается шпинделю, как показано на схеме, через перебор. Вращение от коробки скоростей посредством клиноременной передачи 174—174 сообщается полому валу V и далее через шестерни 34—68, вал VI и зубчатую передачу 20—80 шпинделю VII. 
Верхний ряд чисел оборотов шпиндель получает при включенной кулачковой муфте Мг непосредственно от полого вала V.

Движения подач.  

               Движения подач суппорта заимствуются от шпинделя. Вал X получает вращение через шестерни 34-44-22-34. Подвижная шестерня 34 на валу X служит для изменения направления подач суппорта. При смещении шестерни влево вал X получает вращение от блока шестерен Б4, минуя паразитную шестерню 22. Для подачи суппорта сменные блоки шестерен С1 и С2 устанавливаются так, как показано на схеме, и вал XII приводится в движение от вала X через шестерни 30-66- • 36. Теоретически коробка подач может обеспечить 48 скоростей. Однако вследствие близкого совпадения ряда скоростей практически коробка подач дает только 22 различные величины подачи. 
               Промежуточный вал XIX и связанный с ним предохранительной муфтой Мп ходовой валик XXI получают вращение от выходного вала XVII коробки подач через колеса 23—55. Ходовой валик XX/ передает вращение посредством червячной передачи 2—35 валу XXII. Последний связан с валом XXIII колесами 31—53. 
Мелкозубая муфта М6 служит для включения продольной подачи суппорта. Движение от вала XXIII передается суппорту через муфту М6, колеса 27—53, вал XXIV и реечную передачу 14 — рейка (т = 2 мм). Поперечная подача осуществляется ходовым винтом XXVII (при включенной муфте М5), который получает вращение от вала XXII через зубчатые передачи 50— 35 и 47—13.

Движение образования винтовой поверхности.

              Для нарезания резьбы с шагом до 6 мм движение, как и при подаче суппорта, заимствуется от шпинделя станка. Резьбы с более крупным шагом нарезаются при включенном переборе с использованием звена увеличения шага. Для этого блок шестерен Б4 смещают вправо, пока его левая шестерня 44 не войдет в зацепление с шестерней 34, закрепленной на полом валу V. В этом случае перемещение суппорта будет осуществляться от вала V. Для нарезания метрической и дюймовой резьбы сменные блоки шестерен С1 и С2 устанавливаются так же, как и при подаче: 30—66—36. При нарезании модульной и питчевой резьбы сменные блоки переставляют так, чтобы движение валу XII передавалось шестернями 36—66—55. Для некоторых шагов резьб применяются и другие варианты установки сменных блоков, при которых движение передается шестернями 25—66—55 или 36—66—30. 
Когда нарезаются дюймовые и питчевые резьбы (как показано на схеме), кулачковая муфта М2 выключена. Колесо 51 зацеплено с шестерней 30 вала XII, а шестерня 39 на валу XV введена в зацепление с шестерней 39 двойного блока 22—39, свободно сидящего на валу XIV. Для нарезания метрических и модульных резьб включается муфта М2, колесо 51 выводится из зацепления, а шестерня 39 перемещается по валу XV вправо до зацепления с колесом 39, жестко закрепленным на валу XIV. Суппорт получает движение от коробки подач через кулачковую муфту М4, промежуточный валик XVIII и ходовой винт XX. 
 
Вспомогательные движения.

Лимб Л продольной подачи суппорта получает вращение от вала XXIV через  шестерни 53—17 и передачу 30—30—117 с  внутренним зацеплением.

Конструкция станка.

Компоновка.

Внутри передней тумбы 9 размещена  коробка скоростей 6, которая благодаря  наличию продолговатых пазов  имеет возможность перемещаться в вертикальной плоскости для  осуществления натяжения ременной передачи 3, связывающей приводные  шкивы коробки скоростей 6 и передней бабки 4. Натяжение ремней производят гайками 8 после освобождения болтов 7. По окончании регулирования натяжения  ремней болты 7 надо закрепить. 
Главный электродвигатель 1 установлен на плите 12, которая может перемещаться в горизонтальной плоскости по кронштейну 11. Последний закреплен на задней стороне тумбы 9. Для регулирования натяжения ремней, связывающих электродвигатель с коробкой скоростей, следует освободить болты 10 и вращением винтов 13 создать необходимое натяжение, после чего вновь закрепить болты 10. Станина 2 коробчатой формы с П-образ-ными поперечными ребрами имеет две призматические и две плоские направляющие. Коробка подач 5 крепится к станине 2 с лицевой стороны.

Коробка скоростей.

            Рисунок 3.   

На станке модели 1А616 применена  трехвальная 12-ступенчатая коробка  скоростей. Приводной вал 13 выполнен за одно целое с малой шестерней Z. На шлицевом конце этого вала консольно  установлен шкив 12. На другом конце  вала 13 находится двойной подвижной  блок шестерен 14. Промежуточный вал 11 также выполнен за одно целое с  малой шестерней z1, имеющей, как и  шестерня z, 14 зубьев. В средней части  промежуточного вала неподвижно закреплены шестерни 6, 7 и 9. Зубчатое колесо 10 может  перемещаться по шлицам вала 11. На выходном валу 4 находятся два двойных подвижных  блока шестерен 5 и 8 и приводной шкив 3. 
Блоки шестерен 5 и 8 управляются рукояткой 17, которая имеет четыре фиксированных положения. Фиксация производится подпружиненным шариком 1, западающим в углубления закаленной планки 2. Блок шестерен 14 и подвижное колесо 10 управляются рукояткой 16. Эта рукоятка имеет только три фиксированных положения. 
Все рабочие валы смонтированы на шариковых подшипниках в корпусе 15 коробки скоростей. Зубчатые колеса коробки скоростей изготовлены из стали 40Х и закалены ТВЧ до твердости HRC 50. 
К корпусу 15 привинчена привалочная плита 18, с помощью которой коробка скоростей закрепляется на платиках передней тумбы станка.

Смазка коробки скоростей производится разбрызгиванием масла вращающимися шестернями. Масло забрасывается  в лотки, укрепленные на корпусе  сверху. Из лотка по трубкам масло  попадает в необходимые места  смазки. Заливка масла в коробку  производится через пробку П3, а слив масла через пробку Пс. Уровень  масла контролируется по маслоуказателю У.

 

 

 

Передняя бабка.

Рисунок 4.

               Шпиндель 18 смонтирован на высокоточных подшипниках качения класса А. В передней опоре шпинделя установлен специальный регулируемый двухрядный роликовый подшипник 17 серии 3182116А, имеющий у внутреннего кольца коническую посадочную поверхность. Регулирование радиального зазора в передней опоре шпинделя осуществляется гайкой 16. При подтягивании гайки внутреннее коническое кольцо подшипника перемещается вперед по конусной шейке шпинделя. Вследствие этого за счет упругих деформаций внутреннего кольца диаметр беговых канавок увеличивается, благодаря чему уменьшается или устраняется зазор между роликами и кольцами. 
Задняя опора шпинделя состоит из радиально-упорного шарикоподшипника 6 серии 46211А и шарикового упорного подшипника 7 серии 8211 А. Регулирование задней опоры производится гайкой 2. Шпиндель 18 станка модели 1А616 имеет фланцевый передний конец с коническим центрирующим буртиком, выполненным по ГОСТу 2570—58 и обеспечивающим быстросменность установки патронов и надежность их крепления. Приводной шкив 9 закреплен на полом валу 10, который смонтирован на независимых от шпинделя шарикоподшипниках 8. Такой монтаж приводного устройства разгружает шпиндель от изгибающих усилий со стороны клиноременной передачи и ведущей шестерни г перебора, изготовленной за одно целое с полым валом 10. Конструкция задней опоры шпинделя позволяет устанавливать и заменять приводные ремни без демонтажа шпинделя. Для этого снимают защитный кожух 3, отворачивают гайку 2, отвинчивают фланец 4 и с помощью отжимных болтов выпрессовывают буксу 5 из корпуса 1 бабки. В образовавшееся отверстие заводят клиновые ремни для их монтажа или смены. 
По шлицам переборного валика 11 перемещаются колесо 12 и шестерня 15. Они постоянно связаны друг с другом зубчатой муфтой М. На шпинделе жестко закреплена шестерня 14, которая охватывается зубчатой муфтой 13. При смещении муфты 13 влево ее зубья зацепляются с шестерней г, соединяя шпиндель с полым валом 10. Шестерни 20 и 25 звена увеличения шага соединены в единый блок и могут перемещаться по шлицам вала 19. Широкая паразитная шестерня 22 реверсивного механизма смонтирована на оси 21 на шарикоподшипниках. Подвижная шестерня 24 реверса установлена на шлице-вом конце вала 26. 
Смазка опор шпинделя производится маслом, поступающим самотеком из резервуара, расположенного в верхней части корпуса по трубам. Подача масла в резервуар производится насосом 23, смонтированным на передней стенке корпуса 1 бабки, на одной оси с валом 26.  
Смазка шестерен шпиндельной бабки осуществляется разбрызгиванием из масляной ванны. 
Контроль уровня масла в шпиндельной бабке ведется по маслоуказателю У. Маслоуказатель У1 контролирует работу маслонасоса. Заливка масла в корпус шпиндельной бабки производится через отверстие в крышке, закрываемое пробкой. Спуск отработанного масла осуществляется через пробку, расположенную на задней стенке корпуса.