Станок модели 5715

РЕФЕРАТ

 

Курсовая работа содержит: 23 страницы, 5 рисунков,6 источников.

Станок, кинематическая схема, поворотная головка шевера, шевингуемое зубчатое колесо, комплекты сменных зубчатых колес, узел.

Целью данной работы является изучить конструктивные особенности зубоотделочных станков. Детально рассмотреть станок модели 5715, его кинематичёскую схему и технические характеристики. В результате проведенной работы сделать вывод о назначении и применении данного станка.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ВВЕДЕНИЕ

 

Металлорежущие станки являются основным видом заводского оборудования, предназначенным  для производства современных машин, приборов, инструментов и других изделий, поэтому количество и качество металлорежущих станков, их техническая оснащенность в значительной степени характеризуют  производственную мощь страны

.

   В дореволюционный период  металлорежущие станки в основном  ввозили в Россию из-за границы.  В1914-1917гг. парк металлорежущих станков  составлял 90-100 тыс. единиц, в том  числе станков отечественного производства менее 20%.

 

   В конце 20-х годов Советом  Труда и Обороны СССР был  организован Государственный трест  среднего станкостроения, что положило  начало формированию и развитию  специализированного производства  металлорежущих станков. Важным  событием того времени были  организация в 1933 г. Экспериментального  научно-исследовательского института  металлорежущих станков, на который  были возложены проведение научных  исследований в области станкостроения  и разработка типажа металлорежущих  станков.

 

     Развитие вычислительной  техники позволило создать высокопроизводительные  станки с программным управлением,  в том числе с автоматической  сменой инструмента.

 

В настоящее время российские станкостроители  создают сложные и уникальные станки, оснащенные современным оборудованием. Российское станкостроение-это крупная  отрасль машиностроения. Она в  состоянии полностью обеспечить потребность всей нашей промышленности в металлорежущем оборудовании , и  от уровня его развития зависит успех  всей промышленности страны.

 

    

  Металлорежущие станки предназначены  для обработки изделий в основном путем снятия стружки режущим инструментом. Наряду с металлическими изделиями на таких станках можно обрабатывать пластмассы, стекло, керамику и др.

 

 

 

 

 

 

 

1 КЛАССИФИКАЦИЯ МЕТАЛЛОРЕЖУЩИХ СТАНКОВ

 

Металлорежущий станок - это машина, предназначенная для обработки  заготовок в целях образования  заданных поверхностей путем снятия стружки или путем пластической деформации. Обработка производится преимущественно путем резания  лезвийным или абразивным инструментом. Станки применяют также для выглаживания поверхности детали, для обкатывания  поверхности роликами. Металлообрабатывающие  станки осуществляют резание неметаллических  материалов, например, дерева, текстолита, капрона и других пластических масс. Специальные станки обрабатывают также  керамику, стекло и другие материалы. 
Металлообрабатывающие станки классифицируют по различным признакам, в зависимости от вида обработки, применяемого режущего инструмента и компоновки.

Металлорежущие станки в зависимости  от характера выполняемых работ  и типа применяемых режущих инструментов подразделяются на 11 групп.

 

• Группа токарных станков состоит из станков, предназначенных для обработки поверхностей вращения. Объединяющим признаком станков этой группы является использование в качестве движения резания вращательного движения заготовки.
• Группа сверлильных станков включает также и расточные станки. Объединяющим признаком этой группы станков является их назначение — обработка круглых отверстий. Движением резания служит вращательное движение инструмента, которому обычно сообщается также движение подачи. В горизонтально-расточных станках подача может осуществляться также перемещением стола с обрабатываемой деталью.
• Группа шлифовальных станков объединяется по признаку использования в качестве режущего инструмента абразивных шлифовальных кругов.
• Группа полировальных и доводочных станков объединяется по признаку использования в качестве режущего инструмента абразивных брусков, абразивных лент, порошков и паст.
• Группа зубообрабатывающих станков включает все станки, которые служат для обработки зубьев колес, в том числе шлифовальные.
• Группа фрезерных станков состоит из станков, использующих в качестве режущего инструмента многолезвийные инструменты — фрезы.
• Группа строгальных станков состоит из станков, у которых общим признаком  является использование в качестве    движения    резания    прямолинейного    возвратно-поступательного движения резца или обрабатываемой детали.
• Группа разрезных станков включает все типы станков, предназначенных для разрезки и распиловки катаных материалов (прутки, уголки, швеллеры и т. п.).
• Группа протяжных станков имеет один общий признак: использование в качестве режущего инструмента специальных многолезвийных инструментов — протяжек.
• Группа резьбообрабатывающих станков включает все станки (кроме станков токарной группы), предназначенные специально для изготовления резьбы.
• Группа разных и вспомогательных станков объединяет все станки, которые не относятся ни к одной из перечисленных выше групп.

Станки одного и того же типа могут  отличаться компоновкой (например, фрезерные  универсальные, горизонтальные, вертикальные), кинематикой, т.е. совокупностью звеньев, передающих движение, конструкцией, системой управления, размерами, точностью обработки  и др.

Стандартами установлены основные размеры, характеризующие станки каждого  типа. Для токарных и круглошлифовальных станков это наибольший диаметр  обрабатываемой заготовки, для фрезерных  станков - длина и ширина стола, на который устанавливаются заготовки  или приспособления, для поперечно-строгальных  станков - наибольший ход ползуна  с резцом.

Группа однотипных станков, имеющих  сходную компоновку, кинематику и  конструкцию, но разные основные размеры, составляет размерный ряд. Так, по стандарту, для зубофрезерных станков общего назначения предусмотрено 12 типоразмеров с диаметром устанавливаемого изделия  от 80 мм до 12,5 м.

Конструкция станка каждого типоразмера, спроектированная для заданных условий  обработки, называется моделью. Каждой модели присваивается свой шифр - номер, состоящий из нескольких цифр и букв. Первая цифра означает группу станка, вторая - его тип, третья цифра или  третья и четвертая цифры отражают основной размер станка. Например, модель 16К20 означает: токарно-винторезный  станок с наибольшим диаметром обрабатываемой заготовки 400 мм. Буква между второй и третьей цифрами означает определенную модернизацию основной базовой модели станка.

Классификация станков по степени универсальности. Различают следующие станки - универсальные, которые используют для изготовления деталей широкой номенклатуры с большой разницей в размерах. Такие станки приспособлены для различных технологических операций:

• специализированные, которые предназначены для изготовления однотипных деталей, например, корпусных деталей, ступенчатых валов сходных по форме, но различных по размеру;
• специальные, которые предназначены для изготовления одной определенной детали или одной формы с небольшой разницей в размерах.

Классификация станков по степени точности. Станки разделены на 5 классов:

• Н - станки нормальной точности;
• П - станки повышенной точности;
• В - станки высокой точности;
• А - станки повышенной точности;
• С - особо точные или мастер-станки;

Классификация станков по степени автоматизации. Выделяют станки-автоматы и полуавтоматы. Автоматом называют станок, в котором после наладки все движения, необходимые для выполнения цикла обработки, в том числе загрузка заготовок и выгрузка готовых деталей, осуществляется автоматически, т.е. выполняется механизмами станка без участия оператора.

Цикл работы полуавтомата выполняется  также автоматически, за исключением  загрузки-выгрузки, которые производит оператор, он же осуществляет пуск полуавтомата после загрузки каждой заготовки.

С целью комплексной автоматизации  для крупносерийного и массового  производства создают автоматические линии и комплексы, объединяющие различные автоматы, а для мелкосерийного производства - гибкие производственные модули (ГПМ).

Автоматизация мелкосерийного производства деталей достигается созданием  станков с программным управлением (цикловым), в обозначение моделей  вводится буква Ц (или числовым буква  Ф). Цифра после буквы Ф обозначает особенность системы управления:

• Ф1 - станок с цифровой индикацией (с показом чисел, отражающих, например, положение подвижного органа станка) и предварительным набором координат;
• Ф2 - станок с позиционной или прямоугольной системой;
• Ф3 - станок с контурной системой;
• Ф4 - станок с универсальной системой для позиционной и контурной обработки, например, модель 1Б732Ф3 - токарный станок с контурной системой ЧПУ.

Классификация станков по массе. Станки подразделяют на:

• легкие - до 1 т;
• средние - до 10 т;
• тяжелые - свыше 10 т. Тяжелые станки делят на крупные - от 16 до 30 т, собственно тяжелые - от 30 до 100 т;
• особо тяжелые - свыше 100 т;

Любой металлорежущий станок состоит  из привода, передаточного механизма, исполнительного (рабочего) органа и  органов управления (это можно  проследить на примере уже рассмотренного устройства сверлильного станка).

Привод приводит в действие рабочие  органы. Приводы могут быть механическими, Гидравлическими, пневматическими  или электрическими.

В современных металлорежущих станках  используются преимущественно электроприводы.

Передаточные механизмы передают движение от двигателя к рабочему органу станка и преобразуют это  движение.

Исполнительные (рабочие) органы —  это устройства, которые непосредственно  осуществляют процесс резания металла. На них закреплены режущие инструменты.

Органы управления — устройства, с помощью которых осуществляется пуск и остановка станка, регулируется скорость резания и подачи, т.е. производится управление работой металлорежущего  станка.

Многие механизмы, узлы и детали различных металлорежущих станков (например, станины, коробки скоростей, коробки подач), хотя и отличаются конструктивно, но выполняют одинаковые функции.

Станина — чугунное или стальное основание, на котором крепят механизм станка.

Станина обеспечивает точность их взаимного  расположения и перемещения.

Коробка скоростей изменяет передаточные отношения между ведущими и ведомыми звеньями (валами), что позволяет  регулировать частоту вращения режущего инструмента или заготовки.

Коробка подач изменяет передаточные отношения в цепи подачи, чем регулирует величину подачи режущего инструмента.

2 Классификация зубообрабатывающих станков

Металлорежущие  станки, предназначенные для нарезания  зубчатых колес модульными фрезами, составляют группу - зубообрабатывающие станки.

Классифицировать  зубообрабатывающие станки можно по следующим признакам:

1) по виду обработки и инструмента: зубофрезерные (5Е32),

2) зубодолбежные (5В12), зубострогальные (5282), зубопротяжные, зубошевинговальные (или просто шевинговальные) (5701), зубошлифовальные (5893), зубопритирочные (5У725), зубохонинговальные и зубозакругляющие (5582);

3) по назначению- для нарезания: цилиндрических колес с прямыми и винтовыми зубьями, червячных колес, шеврон˚ных колес, зубчатых реек, конических колес прямозубых, конических колес с криволинейными зубами (кривозубых);

4) по степени шероховатости обрабатываемой поверхности: для предварительного нарезания зубьев, для чистовой обработки зубьев, для доводки рабочей поверхности зубьев.

.

 

 

 

 

 

 

 

3 Зубошевинговальные станки

При окончательной обработке зубьев незакаленных или закаленных на невысокую твердость колес, для которых HRC меньше или равен 40 получил применение процесс шевингования с использованием специального режущего инструмента называемого шевером и выполненным в форме зубчатого колеса с винтовым зубом, Режущие кромки инструмента образуются за счет прорезания поперечных канавок, как показано на рисунке 1.

Рис I - Зуб шевера

Обработка ведется методом обкатки. Оси инструмент и заготовки устанавливаются со скрещиванием на угол от 10˚ до 20˚ Шевер - шестерня получает вращательное движение от электродвигателя и зацеплению с заготовкой приводит её во вращение. Кроме того установленная на оправке в центрах станка заготовка вместе со столом получает продольное возвратно-поступательное перемещение За каждый двойной ход стола происходи вертикальная подача срезания Принятые схемы обработки обеспечивают повышенное скольжение сопряженных поверхностей зубьев, благодаря чему режущие кромки инструмента срезают тончайшие (волосообразные) стружки с обрабатываемых поверхностей зубьев. Кинематическая структура станка представлена на рисунке 2.

Рисунок 2 - Кинематическая структура шевинговального станка

Особенность данной структуры состоит в том, что необходимое для обкатки  сложное движение (B₁ В₂) образуется не за счет внутренней связи группы, а за счет того, что шевер и заготовка образуют пару косел. Поэтому в состав структуры входят две простые группы формообразования: Ф_U(B₁) и Ф_S(П_з). К ним добавляется группа врезания П₄. Особенность данной структуры состоит в том, что необходимое для обкатки сложное движение (B₁ В₂) образуется не за счет внутренней связи группы, а за счет того, что шевер и заготовка образуют пару колес. Поэтому в состав структуры входят две простые группы формообразования: Ф_U(B₁) и Ф_S(П_з). К ним добавляется группа врезания П₄.

Шевинговальные  станки являются примером станков, в  которых благодаря применению сложных  режущих инструментов одно из формообразующих  движений (в данном случае движение В₂) обеспечивается за счет конструкции инструмента и структура станка упрощается.

Недостатком процесса шевингования является отсутствие жесткой кинематической связи между  шевером и обрабатываемым колесом, вследствие чего накопленная ошибка очередного шага исправляется в небольшой степени. Кроме того, точность обработки шевингования в значительной степени зависит от качества зубонарезания и припуска под шевингование.

4 Зубоотделочвпйе станки

 

Рост  передаваемых мощностей и окружных скоростей в сочетании с повышением требований к равномерности вращения и ограничением по уровню шума и  износу зубчатых передач ведет к  постоянному повышению требований к точности изготовления и шероховатости  рабочих поверхностей зубьев. В результате этого за последнее время наблюдается  повышение роли и значения чистовой и отделочной обработки зубьев колес  и повышение их удельного веса в общей трудоемкости изготовления зубчатых колес.

К числу  основных методов чистовой и отделочной обработки зубьев колес относятся: зубошевинговальные, зубопритирка, зубошлифование, зубохронингование и электрохимическое  зубошлифование.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5 ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА СТАНКА МОДЕЛИ 5715

 

Станок предназначен для окончательной отделки шевингованием зубьев сырых и улучшенных зубчатых колес с прямыми и винтовыми зубьями как наружного, так а внутреннего зацепления в условиях массового и крупносерийного производства. При наличии дополнительной качающейся плиты возможно получение бочкообразных зубьев.

 

Рисунок 3 – Станок 5715

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5.1 ТЕХНИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА СТАНКА

 

Технологические возможности зубоотделочного тонкострогального (шевинговального) станка модели 5715 определяются его технической характеристикой:

наибольший модуль                                                                                                8 Диаметр обрабатываемого  колеса мм: наибольший                                                                                                         450 наименьший                                                                                                         150 Наибольшая ширина обрабатываемого  колеса мм                                          120 Расстояние между центрами бабок в мм: наибольшее                                                                                                          465 наименьшее                                                                                                         180 Диаметр шевера в мм                                                                                         250 Наибольший угол поворота головки в град                                                       45 Число скоростей вращения шпинделя                                                                  5 Пределы чисел оборотов шпинделя в минуту                                          118-294 Количество величин продольных подач стола                                                    8 Количество двойных ходов  стола в минуту: наибольшее                                                                                                          250 наименьшее                                                                                                           50 Количество величин радиальных подач                                                               4 Величина радиальной подачи на ход стола в мм: наибольшая                                                                                                         0.08 наименьшая                                                                                                        0.02 Мощность главного электродвигателя в квт                                                     2.2

‘Рисунок 4 - Общий вид станка модели 5715

5.2 Основные узлы станка

 

Основными узлами зубоотделочного  тонкострогального станка модели 5715 являются: А - стол; Б и Д - бабки  изделия; В - поворотная головка шевера; Г - стойка; Е - станина. (Чертеж 1).

5.3 Органы управления

 

Органы управления станка модели 5715: 1 - механизм поворота головки шевера; 2 - маховичок для ручного перемещения  стойки в радиальном направлении. (Чертеж 1).

5.4 Движения в станке

 

Движением резания в шевинговальных станках является относительное  движение скольжения зубьев шевера и  обрабатываемого колеса, величина которого зависит как от скорости вращения шевера, так и от угла между осями  шевера и обрабатываемого колеса. Движениями подач являются прямолинейное  возвратно-поступательное движение стола  с заготовкой вдоль ее оси и  периодическое радиальное перемещение  стойки с шевером в поперечном направлении. Движение обкатки - свободное  вращение шевингуемого колеса. Вспомогательные  движения - ручной поворот головки  шевера и ручное перемещение стойки.

5.5 Принцип работы

 

Шевер закрепляется на шпинделе поворотной головки, шевингуемое колесо - на оправке  в центрах бабок изделия. Поворотная головка шевера устанавливается  так, чтобы ось шпинделя составила  с осью оправки угол, равный алгебраической сумме углов наклона зубьев шевера и обрабатываемого колеса.

В процессе работы шеверу сообщается принудительное вращение, а обрабатываемое колесо, находящееся с ним в  постоянном зацеплении*

получает свободное обкатное вращение; при этом вследствие наличия бокового скольжения зубьев происходит снятие тонкой стружки с зубьев заготовки.

Длина хода стола в продольном направлении  должна быть немногим больше ширины шевингуемого колеса. Для обеспечения непрерывности  обработки в конце каждого  хода стоике сообщается радиальное перемещение  После снятия всего припуска на обработку  радиальная подача прекращается, а  продольная подача стола продолжается еще в течение нескольких проходов для окончательной зачистки и  прикатки боковых поверхностен зубьев

5.6 Конструктивные особенности

 

Станок модели 5715 в отличие от некоторых других моделей является бесконсольным, что повышает точность и чистоту обработки боковых  зубьев шевингуемых зубчатых колес.

Радиальная периодическая подача в станке модели 5715 осуществляется перемещением шевкнговальной бабки  по горизонтальным направляющим станины, имеющей в плане форму буквы  Т.

Разворот шевинговальной головки  на нужный угол производится относительно горизонтальной оси, расположенной  перпендикулярно оси бабок изделия, что создает более благоприятные  условия наладки и работы станка.

Шпиндель смонтирован в корпусе  поворотной головки шевинговальной бабки на прецизионных радиально-упорных  подшипниках обеспечивающих высокую  точность вращения шевера.

6 Кинематики станка модели 5715

Рисунок 5 - Кинематика зубоотделочного станка модели 5715

6.1 Движение резания

 

Шевер получает вращение от электродвигателя мощностью 2,2 кВт (рис. 5) по кинематической цепи: клиноременная передача 140 - 200, вал I, червячная передача 5 - 22, вал II, шестерни 46 - 50, вал III, парносменные колеса А - В и шпиндель IV. Число оборотов шевера n_ш определяется выражением:

 

К станку прилагается пять пар сменных  колес.

Подбор сменных колес А и  В производится в зависимости  от заданной скорости резатия v. При  шевинговании, как известно, скоростью  резания является скорость относительного скольжения зубьев шевера и обрабатываемого  колеса в полюсе зацепления. Эта  скорость на основании геометрических зависимостей может быть определена по формуле:

где

D_Ш - диаметр шевера в мм;

n_Ш - число оборотов шевера в минуту;

 и  - углы наклона соответственно зубьев шевера и обрабатываемого колеса в градусах.

Знак плюс ставится в формуле  при одноименных направления  винтовых линий зубьев шевера и обрабатываемого  колеса, а знак минус “–“ при их разноименных направлениях.

Формула для подбора сменных  колес А и В имеет вид:

6.2Движение обкатки

 

В данном случае движением обкатки  является свободнее вращение шевингуемого колеса с числом оборотов n_k, которое зависит от чисел зубьев шевера Zк и  колеса Zш. И числа оборотов в минуту шевера.

6.3 Привод подач

 

Продольная подача стола осуществляется от реверсивного электродвигателя мощностью 0,85 кВт через червячную передачу 1 - 50, вал VI, парносменные колеса С - D, вал VII, шестерни 25 - 25 и ходовой винт VIII с шагом 6 мм, гайка которого связана  со столом. Реверсирование продольной подачи и настройка величины хода стола производится переставными упорами, укрепленными в продольном пазу стола. Упоры, воздействуя на электрический переключатель, изменяют направление вращения электродвигателя и соответственно направление движения стола. Скорость продольной подачи стола s зависит от числа зубьев сменных колес С - D и определяется выражением:

К станку прилагаются четыре пары сменных колес С - D.

Однако обычно продольную подачу стола  принято исчислять в мм за один оборот шевингуемого колеса.

Решая совместно уравнения кинематических цепей движения резания, обкатки  и продольной минутной подачи, получают:

Расчетная формула для подбора  сменных колес цепи продольной подачи для заданного значения s0 примет вид:

Периодическая радиальная подача шевера в конце каждого хода стола  осуществляется двумя кулачками, установленными на градуированном диске Д, и храповым механизмом. Диск Д получает возвратно-вращательное движение от вала VII через червячную  передачу 1- 30 и вал IX. Изменение направления  вращения диска Д происходит при  реверсировании продольной подачи стола.

Угол ᵩ поворота диска зависит от длины хода стола L и определяется выражением:

 

Упоры У1 и У2 устанавливаются на диске Д под углом α. Таким образом, в конце каждого хода стола один из кулачков, воздействуя на ролик P рычажно-храпового механизма, поворачивает храмовое колесо 150. регулированием храпового механизма можно изменять поворот храпового колеса за ход стола на величину от одного до четырех зубьев.

От храпового колеса вращение передастся через вал X и цилиндрические зубчатые колеса 18-30 горизонтальному ходовому винту XI с шагом 5 мм. Наименьшая величина радиальной подачи шевера Sp за один ход стола составляет:

6.4 Вспомогательные движения

 

Разворот головки шевера производится с помощью поворотного механизма. Установочное перемещение стойки в  радиальном направлении достигается  поворотом маховичка Мх через  вал X, цилиндрическую передачу 18 - 30 и  ходовой винт XI.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список литературы

 

1. Дальский A.M., Арутюнова НА., Барсукова Т.М. и др, Технологи* конструкционных материалов. - М.: Машиностроение, 1977г.
2. Гуляев АЛ. Металловедение. - М.: Металлургия, 1986г., 544с,
3. Общетехнический справочник. Под редакцией Скороходова П.Л. Машиностроение, 1982г., 415с.
4. Прогрессивные режущие инструменты и режимы резания металлов. Справочник. Под редакцией Буранчикова В.И. - М.: Машиностроение, 1990г., 400с.
5. Федоренко Ю.Ф., Барсуков М.Ф. Металлообрабатывающие станки. Сверлильные станки. Методические указания к лабораторным работам. - Л.: ЛТИим. Ленсовета, 1983., 19с.
6. Полухин П.И., Гринберг Б.Г., Жадан В.Т. и др. Технология металлов.