Литература - Электронная библиотека ПГУ им.С.Торайгырова

Министерство образования и науки Республики Казахстан
Павлодарский государственный университет
им. С.Торайгырова
Факультет металлургии, машиностроения и транспорта
Кафедра машиностроения и стандартизации
КИНЕМАТИЧЕСКАЯ
СТРУКТУРА И НАСТРОЙКА
ТОКАРНО-ВИНТОРЕЗНОГО
СТАНКА мод. 1А616 НА
НАРЕЗАНИЕ РЕЗЬБ
Методические указания к выполнению лабораторной работы
№3 по дисциплине «Металлорежущие станки»
для студентов машиностроительных специальностей
(для внутривузовского пользования)
Павлодар
УДК 621.9.06(07)
ББК 34.63-5я7
К41
Рекомендовано Учёным советом ПГУ им. С. Торайгырова
Рецензенты:
кандидат технических наук, профессор Дудак Н.С..
Составитель: кандидат технических наук, профессор И.А. Шумейко
магистр, ассистент О.В. Никитина
К41 Кинематическая структура и настройка токарно-винторезного
станка мод. 1А616 на нарезание резьб: методические указания к
выполнению
лабораторных
работ
по
дисциплине
«Металлорежущие станки» для студентов машиностроительных
специальностей (для внутривузовского пользования)/сост. И.А.
Шумейко, О.В. Никитина. – Павлодар, 2006. –28 с.
С целью приобретения студентами практических навыков по
расчёту и настройке станка на нарезание резьб в методическом
указании приведено описание кинематической структуры станка,
даны критические сведения о режущем инструменте и подробное
описание кинематических цепей обеспечивающих получение
заданных типов резьб.
Лабораторная работа является составной частью общего цикла
лабораторных
работ
предусмотренных
по
дисциплине
«Металлорежущие станки».
УДК 621.9.06(07)
ББК 34.63-5я7
©Шумейко И.А.,
О.В. Никитина, 2006
©Павлодарский государственный университет
им. С. Торайгырова, 2006
1 Цель и задачи лабораторной работы
1.1 Цель лабораторной работы – на основе представления о
структуре токарно-винторезного станка, используемой при нарезании
резьбы, изучить его кинематическую схему и приобрести
практические навыки по расчету и настройке станка на нарезание
различных видов резьб.
1.2 Задачи лабораторной работы:
 изучить настоящее методическое указание;
 получить индивидуальное задание и с помощью
преподавателя или учебного мастера в лаборатории (Б1-104)
ознакомиться со станком, обратив внимание на назначение рукояток
управления;
 составить эскиз детали с учетом заданного варианта задания
(таблица 7, рисунок 9);
 выбрать режущий инструмент (выполнить эскиз профиля
резьбы, эскиз режущей части инструмента с указанием основных
углов);
 записать условие настройки на шаг нарезаемой резьбы,
составить уравнение кинематического баланса для заданных типа и
шага нарезаемой резьбы;
 составить схемы расположения всех рукояток, используемых
для обеспечения заданных типа и шага нарезаемой резьбы;
 выбрать скорость резания, определить частоту вращения
шпинделя, записать условие настройки и составить уравнение
кинематического баланса соответствующего полученной частоте
вращения шпинделя;
 указать на особенности, обеспечивающие получение право- и
левозаходной резьбы, в том числе на особенности режущего
инструмента;
 по одному из вариантов выполнить настройку и наладку на
нарезание резьбы согласно расчетам;
 нарезать резьбу;
 составить отчет и защитить его.
2 Назначение и техническая характеристика токарновинторезного станка 1А616
Станок предназначен для токарной обработки сравнительно
небольших деталей из различных материалов в условиях единичного
и мелкосерийного производства. На станке можно нарезать резцом
метрические, дюймовые, модульные и питчевые резьбы.
Техническая характеристика станка.
Высота центров, мм
160
Максимальное расстояние между центрами, мм
710
Наибольший диаметр обрабатываемой детали, мм
 над станиной
320
 над суппортом
180
Пределы частот вращения шпинделя, об/мин
11-2240
Количество величин подач суппорта
22
Пределы величин продольных подач суппорта, мм/об 0,03-1,04
Типы нарезаемых резьб
 метрическая, шаг в мм
0,5-48
 дюймовая, число ниток на 1˝
48-2,5
 модульная, модуль в мм
0,25-12
Мощность электродвигателя привода главного
движения, кВт
4,5
3 Типы нарезаемых резьб
Резьбу
классифицируют
по
конструктивным
и
эксплуатационным признакам. По конструктивным признакам резьбу
классифицируют следующим образом:
 по форме поверхности: цилиндрическая и коническая;
 по расположению на детали: наружная и внутренняя;
 по
форме
профиля:
треугольная,
трапецеидальная,
прямоугольная, упорная, круглая и ленточная;
 по числу заходов: однозаходная и многозаходная;
 по направлению угла подъема резьбы: правая и левая;
 в зависимости от единицы измерения параметров профиля
резьбы: метрическая, дюймовая, модульная и питчевая.
По эксплуатационным признакам различают резьбы общего
назначения и специальные. К резьбам общего назначения относятся:
крепежная
(метрическая
и
дюймовая),
кинематическая
(прямоугольная, трапецеидальная и упорная), трубная и круглая.
Специальной
является
резьба,
применяемая
для
деталей
определенного типа.
Примечание – В данной лабораторной работе не ставится цель
подробного изучение всех типов резьб; считается, что студенты
знакомы с типами и конструктивными особенностями резьб из
предыдущих дисциплин; некоторые особенности
рассматриваться по мере необходимости.
резьб
будут
4 Кинематическая структура токарно-винторезного станка
при нарезании резьбы
Поверхность резьбы образуют две производящие линии:
профиль резьбы и винтовая линия. Образующая производящая линия
(профиль резьбы) получается методом копирования (копируется
форма режущих кромок резца), поэтому для получения профиля
резьбы движения формообразования не нужны. Направляющая
производящая линия (винтовая) получается методом следа
формообразующим исполнительным движением скорости резания
Фv В1 П 2  ,
где
В1 – вращение шпинделя;
П 2 – согласованное с ним поступательное перемещение
суппорта с резцом (рисунок 1).
Рисунок 1 – Кинематическая структура токарно-винторезного
станка
Таким образом, структура станка при нарезании резьбы С12, т.к.
состоит из одной кинематической группы, создающей сложное
двухэлементарное исполнительное движение Фv В1 П 2  . В состав
кинематической группы входят внутренняя связь с двумя органами
настройки i х и iкп на заданный шаг нарезаемой резьбы t н и
реверсивным устройством Р1 , обеспечивающим нарезание право- и
левозаходной резьбы, внешняя связь с органом настройки на скорость
резания iv и реверсивным устройством Р2 , обеспечивающим возврат
суппорта в исходное положение после очередного рабочего прохода, и
источник движения – электродвигатель М. Перемещение суппорта
осуществляется с помощью ходового винта с шагом t н . Орган
настройки i х (сменные зубчатые колеса) используется при переходе
на другой тип резьбы в зависимости от единицы измерения. Орган
настройки iкп (коробка подач) используется для настройки на
заданный шаг принятого типа резьбы.
При нарезании резьбы метчиком или плашкой так же создается
движение скорости резания Фv В1 П 2  , но структура станка (в виде
исключения) – элементарная Э11. Это связано с тем, что режущие
кромки метчика расположены по винтовой линии и метчик, вращаясь,
сам создает поступательное движение П 2 согласованное с В1
(рисунок 2). Поэтому для нарезания резьбы метчиком (плашкой) шаг
резьбы при помощи органа настройки не задают, а метчик (плашку)
закрепляют на суппорте или в пиноле задней бабки посредством
специального
резьбонарезного
патрона,
обеспечивающего
возможность компенсации разности скоростей осевого перемещения
метчика, перемещающегося на один шаг за один оборот заготовки, и
суппорта или пиноли, скорость которых выбирается на 5-10% меньше
скорости перемещения метчика.
Рисунок 2 – Кинематическая структура станка при нарезании
резьбы метчиком
5 Краткие сведения о режущем инструменте
На токарно-винторезном станке применяют стержневые резцы
для нарезания наружной и внутренней резьбы. Расположение
режущих кромок резца должно соответствовать профилю
обрабатываемой резьбы. Резьбы треугольного профиля нарезаются
резцами с углом при вершине   60  10 для метрической резьбы и
для дюймовой   55  10 . Вершина резца должна быть
закругленной или с фаской в соответствии с формой впадины
нарезаемой резьбы.
Боковые задние углы резца с правой и левой стороны обычно
делают одинаковыми и равными 3- 5 для нарезания резьбы с углом
подъема до 4 . При нарезании резьбы с углом подъема свыше 4
боковые задние углы следует увеличить до 6- 8 . Боковые задние углы
выбирают так, чтобы исключить трение задних поверхностей о
винтовую поверхность резьбы.
Передний угол резьбонарезных резцов принимается равным
  0 - 25 в зависимости от свойств обрабатываемого материала. Для
твердых и хрупких материалов выбирают меньшее значение  , для
вязких и цветных – большее. При нарезании резьбы чистовыми
резцами принимают   0 . Правильность заточки резцов проверяют
шаблоном.
Резьбовые резцы оснащают пластинами из быстрорежущей
стали и твердых сплавов. При обработке стальных деталей применяют
резцы с твердосплавными пластинками марок Т15К6 и Т14К8 на
предварительных и Т30К4 и Т15К6 на окончательных операциях, при
обработке чугунных деталей используют марки ВК6М, ВК3М, ВК2,
ВК4.
Поверхность детали для нарезания резьбы резцом следует
обточить так, чтобы ее наружный диаметр под метрическую резьбу
был на 0,14-0,28 мм меньше наружного диаметра резьбы до 30 мм, и
на 0,17-0,34 мм – до 48 мм. Уменьшение диаметра заготовки
обусловлено тем, что в процессе нарезания материал деформируется,
и наружный диаметр резьбы при этом увеличивается. Нарезание
резьбы в отверстии производят или сразу после сверления (если к
точности резьбы не предъявляют высоких требований) или после
растачивания отверстия (для точных резьб). При этом диаметр
отверстия под резьбу
d0  d  1,05t н ,
где
d 0 – диаметр отверстия, мм;
d – наружный диаметр резьбы, мм.
В зависимости от требований чертежа резьба может
заканчиваться канавкой для выхода резца. Внутренний диаметр
канавки выполняют немного меньше (на 0,1-0,3 мм) внутреннего
диаметра резьбы при ширине канавки в два-три шага. Резьба на
болтах, шпильках и некоторых других деталях заканчивается сбегом,
который образуется при отводе резца в конце нарезаемой резьбы.
6 Расчет и настройка параметров формообразующего
движения токарно-винторезного станка модели 1А616
6.1 Расчет и настройка траектории
Условие настройки (УН) траектории (шага нарезаемой резьбы
tн )
1 оборот шпинделя → t н , мм перемещения суппорта
6.1.1 Нарезание метрической резьбы с нормальным шагом
В этом случае движение перемещения суппорта П 2
заимствуется непосредственно от шпинделя, т.е. блок Б4 (рисунок 3)
находится в левом положении (показано на схеме). Блок Б4
переключается с помощью рукоятки 1 (рисунок 4). В
рассматриваемом случае рукоятка 1 находится в положении
«нормальный шаг», что соответствует указанному на рисунке 3
положению блока Б4. Подвижная шестерня z=34 предназначена для
изменения направления вращения ходового винта. Положение этой
шестерни, показанное на рисунке, соответствует нарезанию
правозаходной резьбы. Шестерня z=34 управляется рукояткой 2
(рисунок 4), причем она устанавливается в левом положении
относительно надписи «реверс подачи» при нарезании правозаходной
резьбы.
Сменные зубчатые блоки С1 и С2 (рисунок 3, орган настройки
i x ) устанавливаются по схеме 30-66-36, что соответствует нарезанию
метрической резьбы. Кулачковая муфта M 2 включается, а шестерня
z=51 вала XIV одновременно выводится из зацепления с шестерней
z=30 вала XII, а шестерня z=39 вала XV смещается вправо для
зацепления с неподвижной шестерней z=39 вала XIV. Муфта M 2 ,
шестерня z=51 и подвижная шестерня z=39 перемещаются с помощью
рукоятки 2 (рисунок 5), которая устанавливается в положение
«метрическая, модульная резьба».
Рисунок 3 – Кинематическая схема токарно-винторезного станка модели 1А616
Рисунок 4 – Рукоятки управления механизмами шпиндельной бабки
Рисунок 5 – Рукоятки управления механизмами коробки подач
Уравнение кинематического баланса (УКБ) для минимального
шага нарезаемой метрической резьбы запишется в виде
1 об.шп. 
34 44 22 30 66 26 39 18 15
         t хв  t н ,
44 22 34 
66
36
52
39
45
48

 


ix
iкп
при iкп min 
26 39 18 15
30
  
 0 ,0625 , t хв  6 и i x 
 0 ,833 ,
52 39 45 48
36
шаг резьбы принимает минимальное значение iн  0 ,3125 мм. Это
значение шага нестандартное, поэтому в таблице 1, размещенной на
коробке подач, этот и другие нестандартные шаги не указываются
(пустые клетки).
Переключение зубчатых колес с целью получения заданных
шагов резьб осуществляется с помощью рукояток 1 и 3 (рисунок 5).
Рукоятка 1 на шесть позиций управляет перемещением блоков Б5, Б6
и Б7 (рисунок 3), обеспечивающих шесть передач между валами XII и
XIV, рукоятка 3 (рисунок 5) на четыре позиции управляет блоками Б8
и Б9 (рисунок 3), обеспечивающих по две передачи соответственно
между валами XV и XVI и валами XVI и XVII. Положение рукояток 1 и
3 (рисунок 5) и соответствующие им значения шага резьб
представлены в таблице 1, положения рукояток и соответствующие
им передачи представлены в таблицах 2 и 3.
Таблица 1 – Положение рукояток, сменные зубчатые колеса ( i x )
и соответствующие им значения шага метрической
резьбы с нормальным и увеличенным шагом
Метрическая резьба
Сменные шестерни
30:36
55:36
30:36
Положение
рукоятки 3
нормальный шаг
увеличенный шаг
положение рукоятки 1
положение рукоятки 1
1
2 3 4
5
6
6
1 2 3 4 5 6
I
0,5
0,75
2,5 3,5 4 4,5 4,75 6
II
1
1,5 2,75 5 7 8 9 9,5 12
III
1,25 1,75 2 2,25
3 5,5 10 14 16 18 19 24
IV
2,5 3,5 4 4,5 4,75 6
20 28 32 36 38 48
Таблица
1
26
52
2
– Положения рукоятки 1 (рисунок 5) и
соответствующие им передачи (передаточные
отношения)
2
21
30
3
24
30
4
36
40
5
38
40
6
24
20
Таблица
3
– Положения рукоятки 3 (рисунок 5) и
соответствующие им передачи (передаточные
отношения)
I
II
18 15

45 48
28 15

35 48
III
18 35

45 28
IV
28 35

35 28
6.1.2 Нарезание метрической резьбы с увеличенным шагом
Резьбы с крупным шагом (2,5-48) нарезаются при включенных
переборе (блок 68-20 вправо, рисунок 3) и звене увеличения шага
(блок Б4 вправо). Включение перебора (рукоятка 3 в положении 1,
рисунок 4) обеспечивает шпинделю пониженные частоты вращения
(нижний ряд: 11,2-280 об/мин). Ходовой винт, заимствуя движение от
полого вала V (рисунок 3), получает ускоренное вращение,
обеспечивая нарезание резьб с увеличенным шагом. Звено увеличения
шага (блок Б4) перемещается вправо с помощью рукоятки 1 (рисунок
4). Составим уравнение кинематического баланса (УКБ) для случая,
например, нарезания наибольшего шага резьбы, воспользовавшись
схемой (рисунок 3) и данными из таблиц 1, 2 и 3
1 об.шп. 
80 68
34 44
30 24 39 28 35
 

      6  48 мм.
20
34
44
34
36 
20
39
35
28









перебор
зв . увел.шага
ix
iкп
Примечание – Перебор (блок 68-20) и звено увеличения шага
(блок Б4) связаны между собой механизмами переключения так, что
звено увеличения шага может быть включено только при включенном
переборе.
6.1.3 Нарезание модульной резьбы (червяков червячных
передач)
Шаг модульной резьбы
t н  m ,
где
m – модуль резьбы, мм.
При нарезании модульной резьбы блок 68-20 (перебор) в
зависимости от модуля может быть включен или выключен,
соответственно чему переключается звено увеличения шага. Сменные
зубчатые блоки С1 и С2 устанавливаются по схеме 36-66-55. Муфта
М 2 включается, а шестерня z=51 выводится из зацепления, т.е.
движение вращения на ходовой винт передается по той же цепи, что и
при нарезании метрической резьбы. Значение модулей и
соответствующие им положения рукояток переключения приведены в
таблице 4. Используя таблицу 4 зададимся целью определить
передаточное отношение сменных зубчатых колес С1 С2 , например,
для получения резьбы с минимальным модулем m=0,25 мм. Составим
уравнение кинематического баланса (УКБ)
1 об.шп. 
откуда
34 44 С1 24 39 28 15
 
     6  m  0 ,25  0 ,7854 ,
44 34 С2 30 39 35 48
C1 0 ,7854

0 ,6545 .
C2
1.2
Подбираем колеса из имеющегося набора, т.е.
C
36
.
i x  1  0 ,6545 
C2
55
Этими же сменными колесами обеспечивается нарезание
модульной резьбы с любым стандартным модулем до m=12, за
исключением модулей 2,75; 5,5; 11 и 22. Для нарезания резьбы с
указанными модулями необходимы сменные зубчатые колеса 36/60,
что нетрудно проверить составив соответствующее уравнение
кинематического баланса.
Таблица 4 – Положение рукоятки, сменные зубчатые колеса i x и
соответствующие им значения модулей m, мм
Положение
рукоятки 3
(рисунок 5)
Модульная резьба (значение модулей, мм)
Сменные шестерни
36:55
нормальный
увеличенный шаг
шаг
положение рукоятки 1
3
I
II
III
IV
0,25
0,5
1
6
0,75
1,5
1
2
1,25 1,75
2,5 3,5
5
7
3
1
2
4
8
4
5
6
1,5
2,75
3
4,5 4,75 6
9
9,5 12
36:60
6
2,75
5,5
11
22
6.1.4 Нарезание дюймовой резьбы
Шаг дюймовой резьбы, мм
tн 
25,4
,
n
где
n – число ниток, приходящихся на 1 дюйм (1 дюйм=25,4 мм).
При нарезании дюймовой резьбы, так же как и при нарезании
метрической резьбы с нормальным шагом, муфта М 1 (рисунок
3)включается с одновременным выключением перебора (рукоятка 3 в
положение II, рисунок 4), звено увеличения шага (блок Б4, рисунок 3)
устанавливается в крайнее левое положение (рычаг 1 в положение
«нормальный шаг», рисунок 4).
При нарезании дюймовой резьбы используются сменные
зубчатые блоки С1 и С2 , соединенные по схеме 30-66-36. В коробке
подач муфта М 2 выключается с одновременным вводом в зацепление
колеса z=51 (рисунок 3) с шестерней z=30 с помощью рукоятки 2
(рисунок 5), устанавливаемой в положение «дюймовая, питчевая».
Этим же рычагом обеспечивается переключение шестерни z=39 в
левое положение (рисунок 3).
Таким образом, при нарезании резьбы в группе передач между
валами XIII и XIV ведущим звеном становится вал XIV, в то время как
при нарезании метрической резьбы ведущим был вал XIII. Запишем
уравнение кинематического баланса, например, для резьбы с числом
ниток n=4 на 1 дюйм (1˝), воспользовавшись схемой (рисунок 3) и
данными таблиц 2, 3 и 5
1 об.шп. 
где
tн 
34 44 С1 30 30 28 39 28 35
 
       6  tн ,
44 34 С2 51 24 22 39 35 28
1 25,4

 6 ,3502.
n
4
C1
ix   6 ,3502  0 ,8333  30 .
C2
7 ,6203
36
Таблица 5 – Положение рукояток, сменные зубчатые колеса
( C1 C2 ) и соответствующие им значения шага в
числе ниток на 1 дюйм
Положение
рукоятки 3
(рисунок 5)
I
II
III
IV
Дюймовая резьба, число ниток на 1˝
Сменные шестерни ( i x  C1 C2 )
30:36
25:55
положение рукоятки 1 (рисунок 5)
1
2
3
4
5
6
6
20
28
32
36
38
48
10
14
16
18
19
24
44
5
7
8
9
12
22
3
2,5
3,5
4
4,5
6
11
4
4
6.1.5 Нарезание питчевой резьбы (червяков червячных
передач с единицей измерения в дюймах)
Шаг нарезаемой резьбы (витков червяка)
t н  m  
1
,
P
Р – питч, равный 1 m ;
m – модуль, мм.
В зависимости от величины питча перебор (блок 68-20, рисунок
3) включается или выключается при соответствующем положении
звена увеличения шага (блок Б4). Сменные зубчатые блоки
устанавливают по схеме 36-66-55. Механизмы коробки подач
переключают так же, как при нарезании дюймовой резьбы.
В качестве примера запишем уравнение кинематического
баланса для случая нарезания червяка с питчем, равным 9, для чего
воспользуемся схемой (рисунок 3) и данными таблиц 2, 3 и 6
где
1 об.шп. 
где
tн 
80 68 34 44 С1 30 40 38 39 28 15
   
       6  tн ,
20 34 44 34 С2 51 36 22 39 35 48
1 25,4

 8 ,8663.
Р
9
Из уравнения кинематического баланса находим
С1
i x   8 ,8663  0 ,6545  36 .
С2
13,5472
55
Таблица 6 – Положение рукояток, сменные зубчатые колеса ( i x )
и соответствующие им значения питча
Питчевая резьба, в питчах
Сменные шестерни 36:55
Положение
рукоятки 3
Нормальный шаг
Увеличенный шаг
(рисунок 5) Положение рукоятки 1
Положение рукоятки 1
1
2
3
4 5 6
1
2
3
4
5
I
80 112 128
10
14 16 18
19
II
40 56 64 72 76 98 5
7
8
9
9,5
III
20 28 32 36 38 48 2,5 3,5 4 4,5 4,75
IV
10 14 16 18 19 24 1,25 1,75 2 2,25 2,38
6
24
12
6
3
6.2 Настройка скорости резания
При нарезании резьбы резцом с пластинами из твердого сплава
принимают скорость резания в пределах 70-60 м/мин. При нарезании
резьбы с ограниченным выходом резца (в упор) и необходимости при
этом ручного отвода резца скорость резания уменьшают, рассчитывая
по формуле
V
n D f
,
1000    t н
где
D – номинальный диаметр резьбы, мм;
f – ширина выточки для выхода резца, мм;
 – время на отвод резца и переключение станка на обратный
ход, равное 0,01-0,04 мин;
t н – шаг нарезаемой резьбы, мм.
При нарезании резьбы метчиком или плашкой скорость резания
принимается равной 7-10 м/мин. Частоту вращения шпинделя
(об/мин) рассчитывают по формуле
n
1000  V
.
 D
Полученную частоту вращения округляют до ближайшего
меньшего значения по паспорту станка Паспортные значения частоты
вращения: 11,2; 14; 18; 22,4; 28; 35; 45; 56; 71; 90; 112; 140; 181; 224;
280; 355; 450; 560; 710; 900; 1120; 1400; 1800; 2240.
Следует иметь в виду, что при нарезании резьб с увеличенным
шагом или других резьб, требующих установки увеличенного шага,
максимальная частота, которая может быть включена, равна
280 об/мин.
Привод главного движения у станка модели 1А616 является
раздельным. Он состоит из двух клиноременных передач,
двенадцатиступенчатой коробки скоростей и переборного устройства.
УН: nэл .дв . , об/мин → nшп. , об/мин.
В данной лабораторной работе уравнение кинематического
баланса в приводе главного движения может быть составлено с целью
прослеживания кинематической цепи и проверки обеспечения
заданной частоты вращения.
При составлении уравнения кинематического баланса
необходимо воспользоваться приведенным на рисунке 3 графиком
частот вращения. Составим, например, УКБ для частоты вращения
n=140 об/мин
1140
135 39 26 174 34 20
  
 
 174 об/мин.
168 31 32 174 68 80
Примечание – На графике указаны стандартные значения
частоты вращения, которые незначительно могут отличаться от
действительных частот.
6.3 Настройка направления
Под направлением при нарезании резьбы резцом понимается
перемещение суппорта с резцом (рабочий ход) справа налево при
нарезании правозаходной резьбы или слева направо (рабочий ход) –
при нарезании левозаходной резьбы. Правозаходная резьба нарезается
при крайнем левом положении шестерни z=34 (рисунок 3)
реверсивного устройства, расположенного в шпиндельной бабке. В
этом случае движение на сменные зубчатые колеса передается минуя
промежуточное колесо z=22. Рукоятка 2 (рисунок 4) при нарезании
правозаходной резьбы ставиться в крайнее левое положение, что
соответствует указанному положению шестерни z=34. При нарезании
левозаходной резьбы рукоятка 2 ставиться в крайнее правое
положение, что соответствует положению шестерни z=34, при
котором движение на сменные зубчатые колеса передается через
промежуточное колесо z=22, посредством которого изменяется
направление вращения ходового винта, а следовательно, и
направление перемещения суппорта. Возврат суппорта в исходное
положение после очередного рабочего хода на станке 1А616
осуществляется путем реверса электродвигателя.
Примечание – Настройка на требуемый шаг нарезаемой резьбы
не зависит от направления винтовой линии резьбы.
6.4 Настройка на путь и исходное положение
Под настройкой на путь и исходное положение понимается
своевременный останов суппорта для осуществления движения
врезания (поперечной подачи) и своевременный останов и отвод
суппорта с резцом в конце рабочего хода. Своевременные остановы
суппорта для врезания и отвода резца от детали с последующим
отводом суппорта в исходное положение обеспечивается визуально
или по лимбу продольного перемещения суппорта.
7 Движение врезания (наладка станка)
Под движением врезания будем понимать поперечное
перемещение резца на каждый рабочий ход до получения заданной
высоты профиля резьбы (заданных среднего и внутреннего диаметров
резьбы) с требуемой точностью и качеством обрабатываемой
поверхности.
Перед нарезанием резьбы, прежде всего, необходимо правильно
установить резец с целью обеспечения требуемой точности. Для
установки резца перпендикулярно оси обрабатываемой детали
используют шаблон (рисунок 6). Шаблон устанавливают на
обработанную поверхность детали вдоль линии центров станка. Затем
профиль резца совмещают с профилем шаблона и проверяют
правильность установки резца по просвету. Резьбовые резцы следует
устанавливать строго по линии центров, так как от этого зависит
точность профиля резьбы.
Нарезание резьбы резцами на токарных станках, как уже
указывалось, выполняют за несколько рабочих ходов. После каждого
рабочего хода резец отводят в исходное положение. По лимбу
поперечной подачи устанавливают требуемую глубину резания и
повторяют рабочий ход. При нарезании резьбы с шагом до 2 мм
величина врезания может находиться в пределах 0,05-0,3 мм. Число
делений, отсчитываемых по лимбу, принимается равным
Z
где
h
,
ц
h – величина врезания, мм;
ц – цена деления, мм.
Рисунок 6 – Схема установки резца по шаблону
Если резьбу нарезают одновременно двумя режущими кромками
(рисунок 7,а), то образующаяся стружка сталкивается и снижает
качество поверхности резьбы. Поэтому перед началом рабочего хода
резец следует смещать на 0,05-0,15 мм поочередно влево или вправо
осевой подачей малой продольной каретки (рисунок 7,б). При этом
обработка ведется одной режущей кромкой. Применяют схему
врезания по рисунку 7,в. Схемы врезания по рисункам 7,б и 7,в
являются предпочтительными, т.к. обработка ведется одной режущей
кромкой. С целью правильного выбора величины осевого и
радиального перемещения резца рекомендуется вычерчивать профиль
впадины резьбы в масштабе 10:1 и при помощи изготовленного в том
же масштабе профиля резца оценивать величины осевого и
радиального перемещений при врезании.
При нарезании резьбы с шагом до 2 мм принимают число
черновых рабочих ходов равным 5-6 и чистовых – 2-3, при нарезании
резьб с шагом 2-6 мм число черновых рабочих ходов должно быть 6-9,
а чистовых – 3-4. Меньшее число рабочих ходов относится к резьбе с
меньшим шагом, а большее – к резьбе с большим шагом. Последние
1-2 рабочих хода выполняют на полной глубине резания, что
позволяет исправить погрешности, образовавшиеся при предыдущих
рабочих ходах.
а
б
в
Рисунок 7 – Варианты схем врезания резьбового резца
Для возможности определения числа рабочих проходов
используются следующие значения высот профиля резьб:
 для метрической резьбы h  0 ,5773t н , мм (рисунок 7);
 для дюймовой резьбы с углом профиля   55 h  0 ,6484 t н ,
мм;
 для модульной резьбы h  2 ,25 m , мм;
 для трапецеидальной резьбы h  0 ,5t н  z , мм (z=0,2-0,3 мм);
1
 для питчевой резьбы h  2,25 , мм.
P
Примечание – Требуемая точность резьбы обеспечивается
последующим контролем с помощью резьбового микрометра или
резьбового калибра; шаг резьбы и профиль контролируют на просвет с
помощью резьбовых шаблонов.
Для обеспечения нормальных условий резания необходимо
иметь в виду следующее. Профиль резьбы будет искажаться в
наименьшей степени, если передняя поверхность резца будет
параллельна оси нарезаемой резьбы. При заточке и установке резца
необходимо следить за тем, чтобы действительные боковые задние
углы слева  л и справа  п были не менее 2- 3 (рисунок 8). При
больших значениях углов подъема винтовой линии  (  10  15 )
передний угол с правой стороны (при нарезании правозаходной
резьбы) принимает отрицательные значения. Для улучшения условий
резания
на
передней
поверхности
выполняется
канавка,
обеспечивающая положительный угол  п .
Примечание – Угол  можно определить из выражения
t
tg  н
где
D ,
D – диаметр резьбы, мм.
Рисунок 8 – Передний и боковые углы резьбового резца
8 Движение деления
Под движением деления понимается делительный поворот
заготовки при нарезании многозаходной резьбы.
Кинематическая цепь настраивается на величину хода резьбы (S,
мм) равном
S  t н К , мм
где
t н – шаг резьбы, мм;
К – число заходов резьбы (число делений).
Различают следующие методы деления при нарезании
многозаходных резьб:
 деление выполняется при разомкнутой кинематической цепи
относительно делительного диска, установленного соосно со
шпинделем (на станке модели 1А616 такого устройства нет);
 деление
выполняется
при
помощи
специального
проградуированного поводкового патрона (станок модели 1А616
таким патроном не оснащен);
 деление по ведущему сменному зубчатому колесу;
 деление путем смещения резца вдоль оси резьбы.
Последние два метода могут быть применены для деления на
станке модели 1А616.
Для деления по третьему методу после нарезания первого захода
резьбы кинематическая цепь, связывающая шпиндель с суппортом,
размыкается посредством выведения промежуточного колеса сменных
зубчатых колес с ведущим. Далее шпиндель поворачивается на угол,
при котором колесо ведущее сменных колес не повернется
относительно промежуточного на число зубьев равное
C
z 1,
K
где
C1 – число зубьев ведущего колеса сменных колес;
K – число заходов нарезаемой резьбы.
После этого промежуточное колесо ставиться на место и
нарезается следующая винтовая канавка и т.д. до нарезания всех
витков многозаходной резьбы.
Примечание – Возможно выполнение числа заходов только
кратное числу зубьев колеса ( C1 ), например, для колеса C1 =30 можно
выполнить число заходов 1, 2, 3, 5, 6, 10, 15, 30.
По четвертому методу после нарезания первой винтовой
канавки резец отводят от детали и перемещают его с помощью
верхней каретки суппорта по лимбу на шаг резьбы вдоль оси детали.
9 Меры безопасности
9.1 Приступать к настройке и наладке станка модели 1А616
только убедившись в том, что станок обесточен и заземлен.
9.2 При выполнении работ по настройке и наладке пользоваться
только исправным инструментом.
9.3 После выполнения наладочных работ контроль их
правильности должен проверить преподаватель или учебный мастер.
9.4 После разрешения на выполнение резьбонарезания студент
включает станок и с соблюдением мер безопасности, характерных для
работы на токарных станках, выполняет нарезание резьбы. В процессе
нарезания резьбы надо внимательно следить за тем, чтобы
перемещение суппорта вовремя было прекращено и чтобы вовремя
был отведен режущий инструмент от заготовки.
9.5 После окончания нарезки станок выключается и
обесточивается. Только после этого он убирается вначале с помощью
щетки, а затем ветошью.
10 Содержание отчета
10.1 Цель лабораторной работы.
10.2 Задание согласно варианту, эскиз детали (с учетом задания).
10.3 Профиль резьбы для каждого ее типа согласно варианту (в
масштабе 10:1 для резьбы с шагом до 3 мм и в масштабе 5:1 для
резьбы с шагом свыше 3 мм); показать схему резания; для резьбы с
шагом свыше 3 мм задать углы: подъема винтовой линии  , боковые
задние углы  л ,  п .
10.4 Настройка траектории (шага нарезаемой резьбы):
 уравнение кинематического баланса для всех типов резьб
согласно варианту задания;
 схематичное расположение рукояток управления, согласно
нарезаемым резьбам по варианту задания.
10.5 Настройка скорости резания:
 расчет скорости резания и частоты вращения шпинделя для
всех типов резьб согласно варианту задания;
 уравнения кинематического баланса для двух-трех типов
резьб.
10.6
Настройка
направления.
Особенности
нарезания
левозаходной
резьбы
(краткое
пояснение);
положение
соответствующей рукоятки; особенности конструкции резца.
10.7 Расчет числа делений по лимбу движения врезания
согласно принятой схемы резания (см. п.3 настоящего содержания
отчета).
10.8 Метод деления при нарезании многозаходной резьбы и его
краткое описание с необходимыми расчетами.
10.9 Краткое описание контроля качества резьб согласно
варианту.
Таблица 7 – Варианты заданий
2
1
1
1
2
прав.
прав.
лев.
прав.
прав.
M24x1-6g6h прав.
1
1
8
9
10
11
M27-6h
M27x2-6h
M18x1-5-6h
M18-6h
лев.
прав.
прав.
прав.
6
3
12
2
лев.
3
4
9
3,5
14
2
прав.
1
4
8
3
12
1
лев.
1
1/2"
1"
24
7
1,25
2,5
20
20
1
2
прав.
лев.
1
Tr24x4
прав.
Tr30x8(P4) прав.
-
16
18
14
12
6
16
16
20
20
12,5
прав.
прав.
прав.
прав.
прав.
прав.
10
20
прав.
-
-
прав.
7
12
прав.
-
-
-
-
-
2
1
1
1
1
1
4
1
Направл.
винтов. линии
Направл.
винтов. линии
16
16
20
16
10
Коэф. g
Число заходов
2
2
1,25
2,5
4
Число питчей
Коэф. g
16
14
32
11
18
12
Питчевая
Направл.
винтов. линии
Модуль m, мм
3/4"
3/4"
3/4"
1"
1"
Обозначение
Число ниток
на 1˝
1
1
2
1
1
1
1
7
Метрическая
трапецеидальная
Модульная
Обозначение
Направл.
винтов. линии
М20-6h
прав.
M16-8g6h
лев.
M16-6g
прав.
M20x1-5-6g прав.
M2gx1-5-8h лев.
M24-8g6h прав.
Дюймовая
Число заходов
1
2
3
4
5
6
Обозначение
Номер
варианта
Резьба метрическая
Tr20x4(P2) прав.
-
-
Tr24x6(P3) лев.
Tr24x6
прав.
Рисунок 9 – Эскиз детали к вариантам заданий
11 Контрольные вопросы
11.1 Перечислите типы нарезаемых резьб. Дайте характеристику
метрической и дюймовой резьбам.
11.2 Перечислите типы нарезаемых резьб. Дайте характеристику
модульной и питчевой резьбам.
11.3 Перечислите типы нарезаемых резьб. Дайте характеристику
трапецеидальной резьбы.
11.4 Назовите условие настройки и составьте уравнение
кинематического баланса соответствующее нарезанию резьбы
заданного шага.
11.5 Назовите условие настройки и составьте уравнение
кинематического баланса соответствующее заданной частоте
вращения шпинделя используя для этого график частот вращения на
рисунке 2.
11.6 Назовите условия определяющие возможность перехода с
нарезания правозаходной резьбы на левозаходную.
11.7 Эскизно покажите возможные схемы врезания, назовите их
недостатки и преимущества.
11.8 Как произвести расчет числа делений по лимбу для
обеспечения заданной величины врезания?
11.9 Какие методы деления используются при нарезании
многозаходной резьбы?
11.10 Дайте характеристику метода деления при нарезании
многозаходной резьбы по делительному диску, установленного со
стороны торца шпинделя.
11.11 Дайте характеристику метода деления при нарезании
многозаходной резьбы по ведущей шестерне гитары сменных колес.
11.12 Расшифруйте обозначение степени точности резьбы.
11.13 Какими методами и как осуществляется контроль
соответствия нарезанной резьбы требуемой степени точности?
Литература
1 Мягков В.Д. Допуски и посадки. Справочник конструкторамашиностроителя. Том 1. – М. : Машиностроение, 1979. – 544 с.
2 Паспорт токарно-винторезного станка модели 1А616.
3 Кучер А.М. и др. Металлорежущие станки (Альбом общих
видов, кинематических схем и узлов). – М. : Машиностроение, 1972. –
282 с.
Содержание
1 Цель и задачи лабораторной работы
1.1 Цель лабораторной работы
1.2 Задачи лабораторной работы
2 Назначение и техническая характеристика
токарно-винторезного станка 1А616
3 Типы нарезаемых резьб
4 Кинематическая структура токарно-винторезного станка
при нарезании резьбы
5 Краткие сведение о режущем инструменте
6 Расчёт и настройка параметров формообразующего
движения токарно-винторезного станка модели 1А616
6.1 Расчёт и настройка траектории
6.2 Настройка скорости резания
6.3 Настройка направления
6.4 Настройка на путь и исходное положение
7 Движение врезания (наладка станка)
8 Движение деления
9 Меры безопасности
10 Содержание отчёта
11 Контрольные вопросы
Литература
3
3
3
3
4
5
7
8
8
16
17
18
18
21
22
23
25
27
УТВЕРЖДАЮ
Проректор по УР
ПГУ им. С. Торайгырова
__________Н.Э. Пфейфер
(личная подпись)
«____»____________2006 г.
Составитель: к.т.н., профессор И.А. Шумейко __________
магистр, ассистент О.В. Никитина ________
Кафедра машиностроения и стандартизации
Утверждено на заседании кафедры «____»______2006 г. Протокол
№_____
Заведующий кафедрой _________________ И.А. Шумейко
Одобрено
методическим
советом
факультета
металлургии,
машиностроения и транспорта «____»_________2006 г. Протокол
№_____
Председатель МС _____________________Н.С. Дудак
СОГЛАСОВАНО
Декан факультета _____________Т.Т. Токтаганов «___»_______2006 г.
Нормоконтролер ОМК _________ Г.С. Баяхметова «___»______2006 г.
ОДОБРЕНО УМО
Начальник УМО _____________ Л.Т. Головерина «___»______2006 г.