Настройка токарно-винторезного станка на нарезание резьбы

 

Современные токарные станки можно настраивать на заданный шаг нарезаемой резьбы двумя способами:

1 – с помощью механизмов коробки подач, которыми оснащены станки. В этом случае необходимую частоту вращения ходового винта, а, следовательно, и требуемую величину продольной резьбовой подачи суппорта настраивают путем установки в определенной комбинации колес механизма зубчатого конуса Нортона и множительного механизма коробки подач, называемого меандром;

2 – настройку станка на изготовление резьбы повышенной точности производят путем расчета и установки в гитару сменных зубчатых колес из прилагаемого к станку набора. Коробка подач в этом случае в работе не участвует.

Данные об установке сменных зубчатых колес a и d при нарезании резьбы обычной точности по первому способу приведены в табл. 1.2.

Таблица 1.2

Сменные зубчатые колеса гитары для реализации резьб

 

Расположение зубчатых колес в гитаре	Настройка	Число зубьев колес
		а	d
1	2	3	4
d	Подача рабочая Резьба метрическая Резьба дюймовая Резьба модульная Резьба питчевая Резьба дюймовая, ниток на дюйм	42 42 42 64 64 60	50 50 50 97 97 97

 

Расчетные формулы для определения чисел зубьев сменных колес и схемы установки колес в гитару по второму способу приведены в табл.1.3.

 

Таблица 1.3

Настройка станка на нарезание резьб подбором сменных зубчатых колес

 

Положение рукояток на передней бабке

Положение рукояток ко-робки подач

Модульная резьба

Шаг, мм

Число зубьев колес

2

3

4

7

8

a

b

c

d

Нормальный     шаг

Нормальный шаг правый

12,5– 2000 об/мин

Выдвигается на    себя

Включается «ходовой винт»

1 1,25 1,50 1,75 2,00 2,25 2,5 3,0

71    71*  71  71*  71  71*

96    96*  72  96*  72  96*

40  50  60  70*  60  90*  75  90*

113    113*  113  113*  113  113*

Расположение сменных колес в гитаре

Для нарезания точной модульной резьбы

Для нарезания точной метрической резьбы

Метрическая резьба

Шаг, мм

Число зубьев колес

Шаг, мм

Число зубьев колес

Шаг, мм

Число зубьев колес

a

b

c

d

a

b

c

d

a

b

c

d

Продолжение таблицы 1.3

Шаг, мм

a

b

c

d

Шаг, мм

a

b

c

d

Шаг, мм

a

b

c

d

1,50 1,75 2,00 2,5 3,0

36 42* 48 36 36

108*

42* 42* 42* 60 72*

112 112 112 96 96

3,5 4,0 4,5 5,0 5,5 6,0

28 32 36 40 44 48

95**

_

96

7 8 9 10 11 12

28 32 36 40 44 48

108*

_

48

Формулы для расчета гитары сменных колес на нарезание

Метрической резьбы

Модульной резьбы

Дюймовой резьбы

Питчевой резьбы

Примечание: При нарезании резьбы реечное зубчатое колесо вывести из зацепления с рейкой. z – число заходов резьбы. n – число ниток на дюйм. * Зубчатые колеса изготавливать с модулем m = 1,5 мм. ** Используются зубчатые колеса, установленные на станке.

 

При нарезании однозаходной резьбы расчет чисел зубьев сменных колес гитары производят по общей формуле:

где   Z_a, Z_b, Z_c, Z_d – числа зубьев сменных колес; t_нар – шаг нарезаемой резьбы;

i_mp – постоянное передаточное отношение трензеля; t_хв – шаг

ходового винта, мм.

Примечание: Подбор чисел зубьев сменных колес для многозаходной резьбы производят по одному из методов, приведенных в приложении.

При нарезании многозаходной резьбы для расчетов используют формулу (1.7), в которую вместо шага нарезаемой резьбы t_нар вводят величину хода резьбы S (шаг винтовой линии резьбы):

S = t _нар   Z,                                  (1.8)

где   Z – число заходов резьбы.

В процессе нарезания многозаходной резьбы заготовке сообщается делительный поворот на величину, равную 1/ Z части окружности.

Число черновых и чистовых проходов, необходимых для нарезания резьбы определить для соответствующих условий обработки по табл. 1.4.

По табл. 1.6 и табл. 1.7 выбрать скорость резания V и рассчитать частоту вращения шпинделя, используя формулу:

 

где V – скорость резания, м/мин, определенная по таблице 1.6;

D – диаметр заготовки, мм; n – частота вращения, об/мин.

 

Полученное значение частоты вращения шпинделя n скорректировать по имеющемуся диапазону частот, принимая ближайшее меньшее; установить рукоятки управления шпинделя в положение, указанное в табл. 1.5.

 

Таблица 1.4

Число проходов при нарезании резьбы резьбовыми резцами

 

Метрическая резьба				Дюймовая резьба				Трапецеидальная резьба
Шаг резьбы t нар, мм	Сталь, чугун, бронза, латунь			Число ниток на 1 дюйм	Сталь, чугун, бронза, латунь			Шаг резьбы t нар, мм	Углеродистая сталь		Чугун, бронза, латунь		Легированная сталь
	Число проходов				Число проходов				Число проходов
	Черновых с боковым врезанием	Чистовых с радиальным врезанием			Черновых с боковым врезанием	Чистовых с радиальным врезанием			Черновых	Чистовых	Черновых	Чистовых	Черновых	Чистовых
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15
0,75;1,0   1,25;1,5   1,75   2,0   2,5; 3,0 3,5; 4,0 4,5 5,0;5,5 6,0	– – – – – – – – 6 7 7 8 9	3 3 4 4 5 5 6 6 – – – – –	3 3 3 3 3 3 3 3 3 4 4 4 4	20     18,16   14, 12   10,9   8,7   6   5,4   3,5   3	– – – – – – 5 5 5 6 7 8 9	3 3 3 3 4 4 – – – – – – –	2 2 3 3 3   4 4 4 4 4 4 4	2,3,4     5,6,8     10     12     16   20 24 32 40	14   14   14   14   15 17 21 27 32	6   6   6   6   8 10 11 13 16	11   12   12   12   12 13 15 20 23	5   5   5   5   5 7 8 10 12	22   20   20   20   20 30 35 40 44	10 10 10 10 10 10 10 10 10 15 18 20 20

 

 

Таблица 1.5

Положение рукояток управления шпинделем

 

№ ступени	Положение рукояток управления шпинделем		Число оборотов шпинделя в минуту		№ ступени	Положение рукояток управления шпинделем		Число оборотов шпинделя в минуту
	4	1	Пря-мое	Обрат-ное		4	1	Пря-мое	Обрат-ное
Продолжение таблицы 1.5
1	Положе-ние №1 I пер= 1/32		12,5	19	13	Положе-ние №3   I пер= 1/2		200	302
2			16		14			250
3			20	30	15			315	475
4			25		16			400
5			31,5	48	17			500	755
6			40		18			630
7	Положе-ние №2   I пер= 1/8		50	75	19	Положе-ние №4		630	950
8			63		20			800
9			80	121	21			1000	1510
10			100		22			1250
11			125	190	23			1600	2420
12			160		24			2000

 

Таблица 1.6

Скорость резания при нарезании наружной резьбы напроход резьбовыми резцами

Метрическая резьба
Шаг резьбы t нар ., мм			2		3		4		5		6
Предел прочности sв, МПа	Твердость НВ		Скорость резания, м/мин
550 650 750 850	153–161 179–192 210–220 235–250		187 146 118 107		182 142 115 101		179 139 113 98		176 137 111 95		173 135 109 93
Дюймовая резьба
Число ниток на 1 дюйм			12		8		6		4		3
Предел прочности sв, МПа	Твердость НВ		Скорость резания, м/мин
550 650 750 850	153–161 179–192 210–220 235–250		184 143 116 105		179 140 113 99		175 137 110 95		171 133 106 92		167 130 105 92
Продолжение таблицы 1.6
Поправочный коэффициент К2*
Стойкость резца Тв, мин.		10		20		30		45		60		90
К2		1,25		1,08		1,00		0,92		0,87		0,80
К2*- Предназначен для изменения скорости резания в зависимости от выбранной стойкости резца

 

Таблица 1.7

Скорость резания при нарезании резьбы на деталях из конструкционной стали без охлаждения

 

Метрическая резьба
Шаг резьбы tнар ., мм				2,5		3,0		3,5		4,0			4,5		5,0		5,5		6,0
Скорость резания, м/мин	черновые проходы			36		31		30		27			25		24		22		22
	чистовые проходы			64		58		50		48			44		42		41		38
Дюймовая резьба
Число ниток на 1 дюйм		11	10		9		8		7		6	5		4,5		4		3,5		3
Ско-рость резания, м/мин	черновые проходы	40	38		36		31		28		27	25		23		21		20		19
	чистовые проходы	65	58		57		55		49		47	42		39		37		34		31
Трапецеидальная резьба
Шаг резьбы tнар ., мм				5		6		8		10			12		16		20		24
Ско-рость резания, м/мин	черновые проходы			37		32		25		21			18		15		14		13
	чистовые проходы			64		64		64		64			64		52		52		52
Примечание: 1. Обрабатываемый материал – сталь 45, материал резца – сталь Р6М5, охлаждающая жидкость – сульфофрезол. 2. При нарезании внутренних резьб брать поправочный коэффициент К2 = 0,75.

 

Выбрать сменные зубчатые колеса, которые должны стоять в гитаре при нарезании резьбы обычной точности с настройкой ее шага при помощи коробки подач (табл. 1.8).

Для настройки шага нарезаемой резьбы соответствующие рукоятки управления станком установить в нужное положение и зафиксировать, поставить, закрепить заготовку и инструмент, затем приступить к выполнению работы.

 

 

Таблица 1.8

Расположение рукояток управления при нарезании метрической и модульной резьбы с настройкой шага коробкой подач

 

Число зубьев колес гитары		Резьба	Положение рукояток передней бабки			Положен. рукоятки короб.под.	Резьба метрическая (по шкале рукоятки 23)
а	b	8	2	3*	4	7	Шаг, мм
42	50	Резьба метрическая	Нормальн.  шаг	Нормальн. шаг прав.	12,5 – 2000 об/мин	1-1,5 1,75-3   3,5-6   7-12	–	1,75   3,5   7	1 2   4   8	4,5   9	1,25 2,5   5   10	5,5	1,5 3   6   12
42	50		Нормальный шаг	Нормальный шаг правый	¡     50-160 об/мин Пол. 2	14-24   28-48 мм/об	–	14   28	16   32	18   36	20   40	22   44	24   48
					12,5-40 об/мин Пол.1	28-48   56-96 112-192 мм/об	–	28   56 112	32   64 128	36   72 144	40   80 160	44   88 176	48    96 192
a	b	8	2	3*	4	7	Шаг, мм
64	97	Резьба модульная	Норм. шаг	Норм. шаг правый	12,5 – 2000 об/мин	0.5 1-1,5 1,75-3 мм/ об	Резьба модульная
							Модули
								1,75	0.5 1,0 2,0	2,25	1,25 2,5		1,5 3,0
64	97		Нормальный шаг	Нормальный шаг правый шаг	50-160 об/мин	3,25-6   6,5-12	3,25   6,5	3,5   7	4   8	4,5   9	5   10	5,5   11	6   12
					12,5-40 об/мин	6,5-12   13-24   26-48 мм/ об	6,5   13   26	7   14   28	8   16   32	9   18   36	10   20   40	11   22   44	12   24   48
Примечание: * Рукоятка 4 показана в положениях для нарезания правых резьб

 

Содержание и оформление отчета

 

 

Отчет должен содержать все необходимые расчеты для наладки станка на обработку конусов и нарезание резьбы, а также уравнения кинематических цепей, как главного движения, так и подачи, а также винторезной, результаты измерений размеров обработанных деталей.

Все данные по настройке станка, а также результаты измерения размеров полученных деталей должны быть занесены в протоколы табл. 1.9 и табл. 1.10.

 

Таблица 1.9

Протокол №______Изучение основных узлов токарно-винторезного станка и его настройка на обработку конуса

 

Содержание работы	Выполнение	Расположение рукояток
1	2	3
Составить уравнение кинематической цепи главного движения по заданному значению n =            об/мин.
Составить уравнение кинематической цепи подачи по заданному значению  S =            мм/об.
Произвести настройку станка на обра-ботку конусов по заданным в мм: L =, l = , D =   , d = .

 

Дата                                                   Подпись студента:

Подпись преподавателя:

Таблица 1.10

Протокол №___ Настройка токарно-винторезного станка на нарезание резьбы

 

Содержание работы	Выполнение	Расположение рукояток
1	2	3
Составить уравнение кинематической цепи главного движения по заданному значению n =            об/мин.
Составить уравнение кинематической цепи подач для нарезания резьбы с шагом tнар =            мм.
Нарезать резьбу на заготовке  D =       мм, tнар =      мм.	Полученные параметры резьбы

 

Дата _______________                                 Подпись студента:____________

 

Подпись преподавателя:____________

 

Вопросы для самопроверки и задания

 

1.  Каково назначение токарно-винторезного станка?

2.  Устройство и назначение механизмов главного движения и цепи подач.

3.   Методы наладки токарно-винторезного станка на обработку конусов, их достоинства и недостатки.

4.  Что необходимо иметь для определения параметров конусов?

5.  Что входит в формулы настройки, привести примеры?

6.  Какие существуют способы нарезания резьбы?

7.   В чем отличие кинематических цепей механизма подач при нарезании метрических и дюймовых резьб?

8.  Какие существуют методы контроля нарезаемой резьбы?

9.  Где на кинематической схеме показаны предохранительные механизмы?

10. В чем заключаются особенности настройки станка на нарезание многозаходных резьб?

 

варианты заданий для настройки токарно-винторезного станка на обточку конусов, представлены в табл. 1.11, а для настройки его на нарезание многозаходной резьбы – в табл. 1.12.

 

Варианты заданий для обработки конуса

Таблица 1.11

Исходные данные для обработки конусов

 

Вариант №	Известные параметры обрабатываемого конуса							Искомые величины
	D, мм	d, мм	l, мм	L, мм	α, градусы	2 α, градусы	К
1	2	3	4	5	6	7	8	9
1	20	16	8					α
2	30		8		15			d
3	22	10	12					α
4	28		12		10			d
5	24	12	10					α
6	26		10		5			d
7	26	20	14					α
8	24		14		2,5			d
9	28	18	20					α
10	20		20		1,5			d
11	30	14	16					α
12		16	10		4			D
13	20		10				0,04	α
14		18	12		6			D
15	22		12				0,07	α
16		20	14		7			D
17	24		14				0,1	α
18		22	16		8			D
19	26		16				0,15	α
20		24	18		9			D
21	28		18				0,3	α
22		26	20		10			D
23	30		54	60	1,5			h
24		14	10				0,06	D
25	20		62	70	1,5			h
26		16	12				0,08	D
27	22		70	80	1,5			h
28		18	15				0,1	D
29	24		76	90	1,5			h
30		20	17				0,2	D
31	26		70	100	1,5			h
32		25	19				0,4	D
33	30		96	120	1,5			h
34	30		28			3,0		d
35	30		26			4,0		d
36	30		25			5,0		d
37	28		18			6,0		d
38	28		17			7,0		d
39	28		19			8.0		d
40	28		20			9,0		d

 

Примечание: Варианты 1…10 – сталь 20; 11…20 – сталь 45;

21…30 – бронза; 31…40 – чугун.

Варианты заданий для нарезания многозаходной резьбы

 

Таблица 1.12

Исходные данные для нарезания многозаходной резьбы

 

№ варианта	Тип резьбы и ее параметры
	Метрическая		Дюймовая		Модульная		Питчевая
	Шаг, мм	Число заход.	Шаг, ниток на дюйм	Число заход.	Шаг, мм	Число заход.	Шаг, питч.	Число заход.
1	2	3	4	5	6	7	8	9
1	1	7
2	1,25	8
3	1,5	6
4	2,0	4
5	3,0	3
6	4,0	2
7	5,0	2
8	6,0	2
9	0,5	10
10	0,5	8
11	0,5	6
12	0,5	4
13	0,75	8
14	0,75	6
15	0,75	4
16	2,5	4
17	2,5	3
18	1,75	4
19			24	6
20			20	5
21			20	4
22			18	3
23			18	2
24			16	4
25			14	2
26			11	2
27			9	2
28			8	2
29			7	2	2	4
30					3	3
31					4	7
32					5	6
33							2	4
34							3	3
35							4	3
Примечание: Варианты 1…9 – сталь 20; 10…18 – сталь 45; 19…27 – бронза; 28…36 – чугун.   36							5	3

2. УНИВЕРСАЛЬНЫЙ горизонтально – фрезерный станок модели 6Н81 и делительная головка

 

Цель работы: ознакомиться с устройством универсального горизонтально-фрезерного станка 6Н81 и универсальной делительной головки УДГ-135. Научиться настраивать станок и делительную головку на обработку винтовых канавок на цилиндрических деталях. Продолжить составление уравнений кинематических цепей главного движения и движения подачи. Получить практические навыки работы на станке и делительной головке.

 

Общие сведения