Работа № 3

КОНСТРУКЦИЯ, КИНЕМАТИКА И НАЛАДКА ВЕРТИКАЛЬНО-СВЕРЛИЛЬНЫХ СТАНКОВ.

ЦЕЛЬ РАБОТЫ.

При выполнении лабораторной работы "Вертикально-сверлильные станки" студенты получают первоначальные навыки в выборе оборудо­вания и технологической оснастки, знакомятся с конструкцией типо­вых механизмов и узлов, изучают кинематику станков, выполняют расчеты, связанные с наладкой станка. Студенты приобретают прак­тические навыки в наладке станков на основные виды работ.

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ.

1. Ознакомиться с назначением, конструкцией и методами на­ладки вертикально-сверлильных станков.

2. Самостоятельно ознакомиться с моделями и основными техни­ческими характеристиками современных вертикально-сверлильных станков [5 стр.20.. .21].

3. Для обработки заданной детали выбрать модель станка [5 стр.20.. .21].

Для обрабатываемой детали выбрать схему обработки, способ установки детали, режущий инструмент и режимы резания примени­тельно к станку мод. 2Н118.

4. Под руководством мастера выполнить наладку станка.

5. Составить отчет о выполненной работе.

1. НАЗНАЧЕНИЕ СТАНКА.

Станок предназначен для обработки поверхностей, имеющих фор­му тел вращения "мерным" [3 стр.77] лезвийным инструментом (свер­лами, зенкерами, развертками, метчиками и т.д.) в изделиях срав­нительно небольшого размера в условиях единичного и мелкосерийно­го производства. Типовые поверхности, обрабатываемые на верти­кально-сверлильных станках приведены в Приложении 1 рис. 5.

Конструкция и компоновка вертикально-сверлильных станков.

Типовую конструкцию вертикально-сверлильных станков рассмот­рим на примере станка 2Н118, который относится к конструктивной гамме вертикально-сверлильных станков средних размеров (2Н118, 2Н125, 2Н135, 2Н150, 2Г175) с условным диаметром сверления 18...75 мм. Последние две цифры в обозначении модели указывают наибольший диаметр отверстия в мм, которое можно сверлить на этом станке в заготовках из стали 45. Технические характеристики при­ведены в литературе [5 стр.20...21 ] . Общий вид станка с обозначе­ниями составных частей и расположением органов управления приве­ден в Приложении 1 рис. 1 и табл 1 и 2.

2. КИНЕМАТИКА ВЕРТИКАЛЬНО-СВЕРЛИЛЬНЫХ СТАНКОВ.

2.1. Структурная кинематическая схема вертикально-сверлильных станков.

Структурная кинематическая схема вертикально-сверлильных станков приведена на рис. 1.

Движения в станке. Главное движение - вращение шпинделя. Цепь главного движения соединяет электродвигатель со шпинде­лем через коробку скоростей .

Вывод формулы настройки аналогичен выводу формулы настройки цепи главного движения токарного станка. При этом последний вал коробки скоростей (Рис. 2) представляет собой полую гильзу, внут­ри которой проходит хвостовик шпинделя, имеющий шлицевую нарез­ку для передачи .

Уравнение кинематического баланса:

Цепь подач связывает прямолинейное движение гильзы со шпин­делем вдоль оси с вращением шпинделя.

Вывод формулы настройки: исходное звено - выходной вал короб­ки скоростей (III) жестко связанный со шпинделем; конечное звено - гильза шпинделя.

Условие согласования скоростей конечных звеньев цепи:

Уравнение кинематического баланса:

или

2.2. Кинематическая схема станка 2Н118.

Кинематическая схема станка приведена на рис. 2.

Уравнение кинематического баланса цепи привода главного дви­жения:

Уравнение кинематического баланса цепи привода подач:

Вспомогательные движения.

Механизм ручного перемещения сверлильной головки состоит из червячной передачи 1/20, колеса z 14 и рейки m = 2, прикрепленной к колонне. Колесо z 14 перекатывается по рейке и перемещает свер­лильную головку.

Механизм перемещения стола состоит из рукоятки , коничес­кой передачи 18/45, передачи винт-гайка с шагом Р = 6 мм.

3. ОСНОВНЫЕ УЗЛЫ СТАНКА.

Сверлильная головка. Она представляет собой чугунную отлив­ку, в которой монтируются основные узлы станка: коробка скорос­тей, коробка подач, шпиндель и механизм подач. Первые три узла собираются отдельно и только крепятся к сверлильной головке.

Коробка скоростей шестеренчатого типа с вертикальным распо­ложением валов. Последний вал коробки скоростей III рис. 2 пред­ставляет собой полую гильзу, шлицевое отверстие которой передает вращение шпинделю станка.

Шпиндельный узел. Шпинделю (вал IV) может сообщаться однов­ременно два движения: главное вращательное движение от последнего вала коробки скоростей III и поступательное движение гильзы со шпинделем от механизма подач (Вал IX) с помощью зубчато-реечной передачи.

Общий вид узла приведен в Приложении 1 на рис.2. Шпиндель 1 смонтирован в двух шариковых подшипниках. Осевое усилие восприни­мается упорным подшипником. Подшипники расположены в гильзе шпин­деля (4), которая при помощи реечной передачи имеет возможность перемещаться вдоль оси.

Установка режущего инструмента в шпинделе станка показана на рис. 3 Приложение 1.

Коробка подач. Коробка подач представляет собой трехваловый механизм, обеспечивающий шесть подач. Шариковая муфта служит для выключения механической подачи при достижении заданной глуби­ны обработки. Эта же муфта играет роль предохранительного устрой­ства при перегрузке по усилию подачи.

Механизм подач. Механизм подач (рис.2 сечение А-А) служит для выполнения следующих функций: ручного подвода инструмента к детали; включения и выключения рабочей подачи; ускоренного движе­ния без включения рабочей подачи; подачи используемой при нареза­нии резьб.

Подробно см. Приложение.

4. НАЛАДКА СТАНКА.

Ознакомиться с общими приемами установки, выверки и закреп­ления заготовки и инструмента и приемами сверления [1 стр.170 ... 174, 195 ... 200].

Изучить методы наладки станка мод. 2Н118.

4.1. Общие вопросы наладки станка.

Наладка станка заключается в установке стола и сверлильной головки в необходимое для работы положение, зажиме их на колонне и установке заданной частоты вращения и подачи шпинделя, установ­ке инструмента, приспособления и закреплении детали.

На станке можно работать в следующих режимах:

- с ручной или механической подачей шпинделя;

- с выключением подачи на заданной глубине;

- с автоматическим реверсированием шпинделя на заданной глу­бине при нарезании резьбы.

4.2. Наладка станка на работу с ручной подачей.

Для включения ручной подачи колпачок с накладкой, располо­женной в центре крестового штурвала, следует нажать от себя до отказа. При вращении штурвала, поворачивается кулачковая муфта и вращение передается вал-шестерне Z14 и это приводит к перемеще­нию пиноли.

4.3. Наладка станка на работу с выключением подачи на задан­ной глубине.

Для такой наладки необходимо:

- установить инструмент в шпинделе, а деталь на столе станка;

- опустить шпиндель до упора инструмента в деталь;

- лимб на сверлильной головке установить так, чтобы против указателя находилась цифра, соответствующая глубине обработки с учетом величины врезания;

- кулачок с буквой "П" закрепить так, чтобы его правый то­рец совпадал с соответствующей риской на лимбе.

После включения вращения шпинделя и подачи начнется обработ­ка детали. При достижении нужной глубины кулачок отключает муфту . Подача прекращается, но шпиндель будет продолжать вращатьеся, , с зубчатого блока (Z21 и Z35) не передается на вал VII (рис. 2) .

4.4. Наладка станка на автоматическое нарезание резьбы.

Для наладки станка на нарезание резьбы с реверсом шпинделя на определенной глубине необходимо:

- установить патрон с метчиком в шпиндель, а деталь на сто­ле станка;

- опустить шпиндель до упора инструмента в деталь;

- лимб на сверлильной головке установить так, чтобы против указателя находилась цифра, соответствующая глубине обработки;

- кулачок с буквой "Р" следует закрепить так, чтобы правый торец совпадал с соответствующей риской на лимбе.

После включения вращения шпинделя метчик вручную вводится в отверстие.

Через 2-3 оборота надобность в ручной подаче отпадает. При достижении заданной глубины шпиндель автоматически реверси­руется и метчик выходит из отверстия.

Для того чтобы шпиндель снова принял правое вращение, необ­ходимо нажать кнопку управления "Вправо".

СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЕТА.

1. Для обработки заданной детали выбрать модель станка [5 стр. 20...21].

2. Для обрабатываемой детали применительно к станку мод. 2Н118 выбрать:

- способ установки заготовки [1 стр. 195...200]

- схему обработки [6 стр. 307...312; 1 стр. 170...174]

- режущий инструмент (тип инструмента, геометрия режущей части, основные размеры) [5 стр. 137...1б0]

- режимы резания, силу резания Pz и мощность резания N [5 стр. 276...280]

3. Выбранные режимы резания откорректировать в соответствии с паспортными данными станка. Проверить условие N > Nэл.дв. 0,75: Nэл.дв. - мощность привода главного движения.

схеме.

4. Используя график чисел оборотов составить уравнения кине­матического баланса для получения max и min оборотов шпинделя для выбранных режимов резания.

5. Студенты должны знать компоновку, конструкцию основных узлов, кинематику станков, методы наладки сверлильных станков на основные виды работ.

ЛИТЕРАТУРА.

1. И.3.Винников. Сверлильные станки и работа на . них. -М. : Высшая школа. 1988. - 25 6 с.

2. Станок универсальный вертикально-сверлильный модели 2Н118. Руководство по эксплуатации. - Минск.: Молодеческий стан­костроительный завод. 1975.

3. Справочник инструментальщика. И.А.Ординарцев , А.Н.Шевчен­ко и др. /Под общ. ред. И.А.Ординарцева. - Л.: Машиностроение. 1987. - 846 с.

4. Маеров А.Г. Устройство, основы конструирования и расче­тов металлообрабатывающий станков и автоматических линий: Учеб­ное пособие для техникумов по специальности "Металлообрабатываю­щие станки и автоматические линии". - М.: Машиностроение. 1986.

- 368 с.

5. Справочник технолога-машиностроителя. В 2-х т. Т. 2. /Под ред. А.Г.Косиловой и Р.К.Мещерякова. -М.: Машиностроение. 1985. -496 с.

6. Справочник технолога-машиностроителя. В 2-х т. Т.1. /Под ред. А.Г.Косиловой и Р.К.Мещерякова. - М.: Машиностроение, 1985.

- 656 с.

Приложение 1

СОСТАВНЫЕ ЧАСТИ СТАНКА

Таблица 1

№ позиции	Наименование	Обозначение
А Б В Г Д Е К М	Электродвигатель Коробка подач Коробка скоростей Сверлильная головка Шпиндель Колонна Стол Плита

ПЕРЕЧЕНЬ ОРГАНОВ УПРАВЛЕНИЯ И ИХ НАЗНАЧЕНИЕ

Таблица 2

№ п/п

Наименование

1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16.

Кнопочная станция "Вправо", "Влево", "Стоп". Рукоятка зажима сверлильной головки. Болт для регулирования клина сверлильной головки. Кнопка включения механической подачи. Рукоятка управления механизмом подачи. Выключатель освещения. Выключатель насоса охлаждения. Вводной автоматический выключатель. Рукоятка зажима стола. Болты для регулировки клина стола. Рукоятка подъема стола. Квадрат валика механизма подъема сверлильной головки. Рукоятка переключения скоростей. Рукоятка переключения подач. Кулачки настройки циклов работы. Отверстия (3/4") для подключения станка к электросети

Рис.1. Общий вид станка.

Приложение

МЕХАНИЗМ ПОДАЧ.

При вращении рукоятки 3 (P1)* на себя поворачивается кулач­ковая муфта 7 (М4), которая через ступицу полумуфты 9 (М4вм) вра­щает вал-шестерню 12 (IX, z = 14). Происходит ручной подвод шпин­деля. По окончании подвода для врезания требуется большой крутя­щий момент, который не может быть передан зубцам кулачковой муф­ты 9 (М4), сжатыми пружиной на вал-шестерне IX. Ступица полумуф­ты 9 (М4вм ) отжимается влево вдоль оси вала 12 (IX) до тех пор, пока торцы кулачков полумуфты 7 (М4вщ) и 9 (М4вм) станут друг против друга. В это время кулачковая полумуфта 9 (М4вм) поворачи­вается свободно относительно вала на угол 20° , который ограничи­вается пазом на полумуфте и штифтом 5 (Ш1) . На ступице полумуфты 9 (М4вм) установлен двухсторонний храповой диск 10, связанный со ступицей собачками 2 (С). При смещении ступицы зубцы диска 10 (М5вщ) входят в зацепление с зубцами второго диска 1 (M5bm), прикрепленного к червячному колесу 11, т.е. муфта (Ms ) включает­ся и вращение от червячного колеса 11 (60*) передается вал-шес­терне 12 (IX* ) и происходит механическая подача. При дальнейшем вращении рукоятки при включенной подаче собачки 2 (С), сидящие на ступице муфты 9 (М4вм) проскакивают по зубцам внутренней стороны диска 10 (М5вщ) и таким образом происходит ручное опережение ме­ханической подачи.

Для ручного выключения подачи рукоятку поворачивают от себя на 20° относительно вала 12, и зуб муфты 7 (М4вщ) встает против впадины ступицы 9 (М4вм). Ступица под действием осевой силы, обусловленной наклоном зубцов дисков 10 и 1, а также действием пружины 8 смещается вправо и расцепляет диски, т.е. механическая подача отключается.

Для осуществления ручной подачи с помощью рукоятки необходи­мо выключить рукояткой механическую подачу, а затем колпачок 4 переместить вдоль оси горизонтального вала вправо. При этом штифт 6 передает крутящий момент непосредственно от кулачковой муфты 7 на вал-шестерню 12.

Позиции в скобках (*) даны для рис. 2., без скобок - для рис. 4

Рис.4. Сверлильная головка станка 2НП8 с механизмом подач:

1 - диск, 2 - собачка, 3 - рукоятка, 4 - колпачок, 5 - штифт, 6 - штифт, 7 - кулачковая муфта, 8 - пружина, 9 - ступица об­гонной муфты, 10 - диск, 11 - червячное колесо, 12 - вал.

Рис.5. Типовые поверхности обрабатываемые на вертикально-сверлильном станке.