Оборудование и приборы:

Для выполнения работы необходимо иметь:

- токарно-винторезный станок мод. 16К25;

- проходные и резьбовые резцы;

- штангенциркуль;

- линейку измерительную;

- опытный образец;

- упорные центры;

- калькуляторы.

1. Назначение, основные узлы и органы управления токарно-винторезного станка модели 16к25

Токарно-винторезный станок модели 16К25 предназначен для выполнения всевозможных токарных работ: обточки цилин­дрических и конических поверхностей, расточки, подрезки тор­цов, сверления, зенкерования, развертывания, а также для нарезание метрических, дюймовых, модульных и питчевых резьб.

Основными узлами станка (рис. 3.1) являются: станина 1, уста­новленная на передней 2 и задней 3 тумбах; передняя бабка 4, в которой смонтирована коробка скоростей со шпинделем; задняя бабка 5, которую можно перемещать вдоль направляющих стани­ны и закреплять в зависимости от длины детали на требуемом расстоянии от передней бабки; суппорт 6 с фартуком 7 и резцо­выми салазками 8, в которых закрепляется режущий инструмент; коробка подач 9, настройкой которой устанавливают величину подачи суппорта; ходовой вал 10 и ходовой винт 11, передающие движение от коробки подач к механизму фартука.

Органами управления коробок скоростей и подач (рис. 3.2) являются рукоятки:

- установки ряда частот вращения шпинделя – 1;

- установки частоты вращения шпинделя – 2;

- установки нормального, увеличенного шага резьбы и положения при делении многозаходных резьб – 3;

- установки правой и левой резьбы – 4;

- установки величины подачи и шага резьбы – 5;

- установки вида работ: подачи и типа нарезаемой резьбы – 6;

- установки величины подачи и шага резьбы, а также включения механизма коробки подач при нарезании резьб напрямую – 7;

Рис. 3.1. Основные узлы станка модели 16К25

Рис. 3.2. Органы управления коробками скоростей и подач

- управления фрикционной муфтой главного привода (включение прямого и обратного вращения шпинделя) – 8.

Станок модели 16К25 имеет системы смазки, охлаждения и электрооборудования.

2. Кинематическая схема токарно-винторезного станка модели 16к25

При обработке детали осуществляется два рабочих движе­ния: главное движение и движение подачи. Кинематическая схе­ма станка представлена на рис.3.4.

Рис. 3. 4. Кинематическая схема коробки скоростей и коробки подач токарно-винторезного станка

2.1. Главное движение

Главным движением в станке является вращение шпинде­ля с частотой 1460 об/мин, получаемое от электродвигателя М1 мощностью 10 кВт, через клиноременную передачу со шкивами 2 и 3 и коробку скоростей. На приемном валу II установлена двухсторонняя многодисковая фрикционная муфта 6. Для полу­чения прямого вращения шпинделя муфту смещают влево, и при­вод вращения осуществляется по следующей цепи: зубчатые ко­леса 4–8 или 5–9, 10–13 или 11–14, либо 12–15, вал IV, колеса 18–21 или 19–22, шпиндель V. От вала IV вращение можно передать через перебор 16–23 или 17–24, 25–27, 26–27 при перемещении вправо блока 21–22 на шпинделе. Переключая блоки колес, можно подучить 12 вариантов заце­пления зубчатых колее при передаче вращения с вала IV, непо­средственно на шпиндель, и 12 вариантов – при передаче враще­ния через перебор. В действительности, количество значений час­тот вращения шпинделя меньше (22), так как передаточные от­ношения некоторых вариантов совпадают.

Реверсирование шпинделя осуществляется перемещением муфты 6 вправо. Тогда вращение с вала II на вал III передается через зубчатые колеса 7–28, 29–12 и шпиндель получает обратное вращение.

Кинематика коробки скоростей позволяет получить на шпинделе четыре ряда скоростей: два с пределами 12,5–40 и 50–160 об/мин при использовании переборов 1:32 и 1:8 и два с пределами 200–630 и 500–1600 об/мин при использовании переборов 1:2 и 1,25:1.

Кинематическая цепь главного движения служит для пере­дачи от электродвигателя к шпинделю, поэтому урав­нение кинематической цепи будет иметь следующий вид:

n_шп= n_д i₁ 0,98 i_V,

где n_шп – заданная частота вращения шпинделя;

n_д – частота вращения электродвигателя;

i₁ – передаточное отношение клиноременной передачи;

i_V – передаточное отношение коробки скоростей;

0,98 – коэффициент упругого проскальзывания клиноремен­ной передачи.

Заданная частота вращения шпинделя достигается уста­новкой рукояток коробки скоростей в соответствии с имеющейся на станке таблицей. Наибольшая частота вращения шпинделя:

об/мин.

Наименьшая частота вращения:

об/мин.

Привод главного движения станка модели 16К25 имеет сложенную с перекрытием структуру, состоящую из двух множительных структур, одна, из которых с пе­рекрытием ступеней скорости. Сложенные структуры обладают рядом достоинств, обеспечивают большое число ступеней скоро­сти при широком диапазоне регулирования: высокие скорости вращения передаются короткими кинематическими цепями, что уменьшает потери мощности и повышает КПД, дает возможность применить различные типы передач на шпиндель для высоких и низких ступней скорости.

Принципиальная схема соединения двух структур пред­ставлена на рис.3.5. Z_во

Рис. 3.5. Схема сложенной структуры

В общем виде структурная формула сложенной структуры привода имеет вид

Z = Z_O (Z_ВО + Z_НО),

где Z_O – число степеней в общей части привода;

Z_ВО – число ступеней скорости в скоростной части привода;

Z_НО – число ступеней скорости в тихоходной части привода.

Верхнюю область регулирования частот вращения шпин­деля получают последовательным соединением основной Z₀ и дополнительной Z_ВО структур (Z₀Z_ВО), а нижнюю область регу­лирования обеспечивают последовательным соединением основной Z₀ и дополнительной Z_НО структур (Z₀Z_НО).

В приводе главного движения станка 16К25 сложены две кинематические цепи, структуры которых можно записать в следующем виде:

и

Группы колес Р₁=2 ( ) и Р₂=3 ( ) являются общими и поэтому образуют основную структуру (общую часть привода) и предают движение на вал IV (см. рис. 3.4). Малое движение шпинделю по первой кинематической цепи передается с помощью группы передач Р₃ ^/ = 2 × × ( ), а по второй с помощью группы передач Р₃ ^// =2 ( ) и одиночных передач . Общее число скоростей привода шпинделя станка:

Z = 22 = 24 – 2 = 2(1) ∙ 3(2) ∙ [2(6–2) + 2(6)].

Далее рассмотрение кинематики станка переходит в группу подач.