Токарный станок модели 16К20 скачать бесплатно

метки: Станок, Передача, Токарный, Винторезный, Установка, Колесо, Зубчатый, Червяк

Токарный станок модели 16К20 является типичным и наиболее распространенным представителем класса токарно-винторезных станков.

Станки этого класса — универсальные станки токарной группы и предназначены для обработки деталей типа дисков, валов, втулок и обеспечивают обработку точением внутренних и наружных цилиндрических, конических, торцевых, фасонных поверхностей, прорезку канавок и отрезку, сверление, зенкерование и развертывание отверстий, нарезание различных типов наружных и внутренних резьб резцами, метчиками и плашками, а также накатывание рифленых поверхностей, выглаживание и раскатку поверхностей. Станки такого типа применяются в основном в единичном и мелкосерийном, а также в ремонтном производстве.

Характерными размерами станков токарной группы являются наибольший диаметр обработки над станиной (характеризует наибольший диаметр заготовки обрабатываемой на станке) и расстояние между центрами характеризует наибольшую длину обрабатываемой заготовки).

Устройство и органы управления токарного станка 16К20

1. ручка установки подачи и шага резьбы;
2. ручка установки подачи и типа нарезаемой резьбы;
3. установка частоты вращения шпинделя;
4. установка основного или крупного шага резьбы;
5. автоматический выключатель;
6. сигнальная лампа;
7. выключение насоса подачи СОЖ;
8. указатель нагрузки станка;
9. установка направления резьбы (левое, правое);
10. установка ряда чисел оборотов шпинделя;
11. управление фрикционной муфтой главного привода;
12. лампа местного освещения;
13. закрепление и поворот резцовой головки;
14. ручное перемещение резцовых салазок;
15. крепление пиноли задней бабки станка;
16. маховик перемещения пиноли задней бабки;
17. управление фрикционной муфтой главного привода;
18. включение и выключение гайки ходового винта;
19. управление перемещениями каретки и поперечных салазок суппорта;
20. включение и выключение электродвигателя;
21. ручное перемещение салазок суппорта;
22. маховик ручного перемещения каретки;
23. смазка направляющих каретки и поперечных салазок суппорта;
24. установка подачи и шага резьбы и отключения коробки подач при нарезании резьбы напрямую;
25. зажим пиноли задней бабки;
26. станина станка;
27. шпиндельная бабка;
28. задняя бабка;
29. суппорт;
30. резцовая головка;
31. фартук;
32. коробка подач;
33. коробка передач.

Рисунок 1 — Устройство и органы управления токарного станка 16К20

Устройство и основные узлы токарного станка

... - пояснительные таблички. На токарных станках, на шильдиках указаны зависимость скорости перемещения или вращения узлов станка от выбранных положений рукояток установки. Рукоятки установки скорости шпинделя, Делительный рычаг, Рукоятки установки скорости подачи Шпиндель - стальная ...

Основание — чугунная отливка прямоугольной формы. В основании расположены приводной электродвигатель, агрегат гидростатики и охлаждения.

Станина — деталь, на которой установлены основные узлы станка. В верхней части станина имеет направляющие, по которым перемещаются суппорт и задняя бабка станка.

В передней бабке собраны коробка скоростей и шпиндельный узел. Шпиндель передает заготовке вращающий момент посредством приспособлений. Для установки и центрирования приспособлений служат фланец , коническая шейка — для установки патронов, а также коническое отверстие – для установки центров. В токарных станках это отверстие выполняют по конусу Морзе. Передние концы шпинделей стандартизованы (для токарных станков с фланцевыми передними концами шпинделей ГОСТ 12593-81).

Гитара служит для настройки цепи подач с помощью подбора сменных зубчатых колес на нарезание метрической , дюймовой , модульной , питчевой резьб, а также для настройки на шаг (ход) резьбы при нарезании нестандартных резьб. В двухпарных гитарах расстояние L между валом I; валом II является постоянным. На валу II свободно установлен приклон , который крепится к стенке шпиндельной бабки с помощью болта .

Фартук — механизм для преобразования вращения ходового винта или ходового вала в поступательное перемещение суппорта. Суппорт получает поступательное перемещение от ходового винта посредством разъемной гайки, от ходового вала — через ряд зубчатых передач посредством зубчато-реечной передачи.

Рисунок 2 — Фартук токарного станка 16к20

Суппорт — служит для установки режущего инструмента и сообщения ему движения подачи. Суппорт состоит (рис. 3) из каретки продольного перемещения 4, поперечных салазок 5, по воротной части 6, резцовой каретки 7 с резцедержателем 8. Резцовая каретка может устанавливаться под углом к оси центров станка для обработки конических поверхностей.

Рисунок 3 — Суппорт токарно-винторезного станка 16к20

Техническая характеристика токарно-винторезного станка по металлу модели 16к20

Основные параметры	16к20
Наибольший диаметр обработки, мм:
над станиной	400
над поперечным суппортом	200
Наибольший диаметр обрабатываемого прутка, мм	50
Расстояние между центрами,мм	710,1000, 1400,2000
Диапазон частот вращения шпинделя, об/мин	12.5 — 1600
Диапазон подач, мм/об:
продольных	0.05 — 2.8
поперечных	0.025 — 1.4
Мощность главного электродвигателя, кВт	10
Масса станка,кг	2835

Цифра 3 означает, что станок относится к группе шлифовальных; цифра 7 указывает его тип — плоскошлифовальный с круглым столом; последние две цифры обозначают наибольший диаметр стола — 400 мм. Станок мод. 2135: цифра 2 означает, что станок второй группы (сверлильный), цифра 1 — вертикальный, 35 — максимально допустимый условный диаметр сверления в стали средней прочности 650 МПа.

Шлифовальная бабка имеет только вертикальную подачу. Вращение и продольная подача стола гидравлические (модель-3740).

Шлифование плоских поверхностей заготовок производится периферией круга или его торцом. Сушествуют плоскошлифовальные станки с прямоугольным и круглым столами. Расположение шпинделя шлифовального круга может быть горизонтальным или вертикальным. В единичном, мелкосерийном и среднесерийном производстве наиболее часто используют плоскошлифовальные станки с прямоугольным столом и горизонтальным шпинделем. В массовом производстве наибольшее распространение получили станки с круглым столом, а также двусторонние торцешлифовальные станки с горизонтальным и вертикальным расположением шпинделей.

Элементарные передающие механизмы (передачи) – ременные, зубчатые, цепные, реечные, кулачковые и др.

Механической передачей называют устройство для передачи механического движения от двигателя к исполнительным органам машины. Может осуществляться с изменением значения и направления скорости движения, с преобразованием вида движения. Необходимость применения таких устройств обусловлена нецелесообразностью, а иногда и невозможностью непосредственного соединения рабочего органа машины с валом двигателя. Механизмы вращательного движения позволяют осуществить непрерывное и равномерное движение с наименьшими потерями энергии на преодоление трения и наименьшими инерционными нагрузками.

Механические передачи вращательного движения делятся:

• по способу передачи движения от ведущего звена к ведомому на передачи трением (фрикционные, ременные) и зацеплением (цепные, зубчатые, червячные);

• по соотношению скоростей ведущего и ведомого звеньев на замедляющие (редукторы) и ускоряющие (мультипликаторы);

• по взаимному расположению осей ведущего и ведомого валов на передачи с параллельными , пресекающимися и перекрещивающимися осями валов.

Замедляющие передачи получили большее распространение по сравнению с ускоряющими. Это объясняется тем, что скорости вращения валов двигателей различного вида, как правило, значительно выше скоростей валов рабочих машин. Более быстроходные двигатели имеют меньшие размеры по сравнению с тихоходными двигателями той же мощности, так как с увеличением частоты вращения уменьшаются силы и моменты, действующие на детали двигателя. Например, передавать вращение от быстроходной газовой турбины на вал несущего винта вертолета через специальную замедляющую зубчатую передачу (редуктор) значительно выгоднее, чем применять имеющий большие габаритные размеры и массу тихоходный двигатель, вал которого соединялся бы непосредственно с винтом. Из всех типов передач наиболее распространенными являются зубчатые.

В каждой передаче различают два основных вала: входной и выходной, или ведущий и ведомый. Между этими валами в многоступенчатых передачах располагаются промежуточные валы.

Основные характеристики передач:

мощность Р ₁ на входе и Р ₂ на выходе, Вт; мощность может быть выражена через окружную силу F_t (Н) и окружную скорость V (м/с) колеса, шкива, барабана и т.п.:

Р = F_t ×V ;

быстроходность , выражающаяся частотой вращения n ₁ на входе и n ₂ на выходе, мин^–1 , или угловыми скоростями ω ₁ и ω ₂ , с^-1 ;

передаточное отношение – отношение угловой скорости ведущего звена к угловой скорости ведомого звена:

при u > 1, n ₁ > n ₂ – передача понижающая, или редуктор ,

при u < 1, n ₁ < n ₂ – передача повышающая, или мультипликатор ;

коэффициент полезного действия (КПД)

, или ,

где Р_r – мощность, потерянная в передаче.

Одноступенчатые передачи имеют следующие КПД: фрикционные – 0,85…0,9; ременные – 0,90…0,95; зубчатые – 0,95…0,99; червячные – 0,7…0,9; цепные – 0,92…0,95;

моменты на валах . Моменты Т ₁ (Н·м) на ведущем и Т ₂ на ведомом валах определяют по мощности (кВт) и частоте вращения (об./мин) или угловой скорости (с^-1 ):

, или ,

где ω ₁ = .

Связь между вращающими моментами на ведущем Т ₁ и ведомом Т ₂ валах выражается через передаточное отношение u и КПД η :

Т ₂ = Т ₁ η u .

Зубчатой передачей называется трехзвенный механизм, в котором два подвижных звена являются зубчатыми колесами, или колесо и рейка с зубьями, образующими с неподвижным звеном (корпусом) вращательную или поступательную пару.

Зубчатая передача состоит из двух колес, посредством которых они сцепляются между собой. Зубчатое колесо с меньшим числом зубьев называют шестерней , с большим числом зубьев – колесом .

Термин «зубчатое колесо» является общим. Параметрам шестерни приписывают индекс 1, а параметрам колеса – 2.

Основными преимуществами зубчатых передач являются:

• постоянство передаточного числа (отсутствие проскальзывания);
• компактность по сравнению с фрикционными и ременными передачами;
• высокий КПД (до 0,97…0,98 в одной ступени);
• большая долговечность и надежность в работе (например, для редукторов общего применения установлен ресурс ~ 30 000 ч);
• возможность применения в широком диапазоне скоростей (до 150 м/с), мощностей (до десятков тысяч кВт).

Недостатки:

• шум при высоких скоростях;
• невозможность бесступенчатого изменения передаточного числа;
• необходимость высокой точности изготовления и монтажа;
• незащищенность от перегрузок;
• наличие вибраций, которые возникают в результате неточного изготовления и неточной сборки передач.

Классификация зубчатых передач. По расположению осей валов различают передачи с параллельными (рис. 2.1, а – в, з), с пересекающимися (рис. 2.1, г, д) и перекрещивающимися (рис. 2.1, е, ж) геометрическими осями.

По форме могут быть цилиндрические (рис. 2.1, а – в, з), конические (рис. 2.1, г, д, ж), эллиптические, фигурные зубчатые колеса и колеса с неполным числом зубьев (секторные).

По форме профилей зубьев различают эвольвентные и круговые передачи, а по форме и расположению зубьев – прямые (рис. 2.1, а, г, е, з), косые (рис. 2.1, б), шевронные (рис. 2.1, в) и круговые (рис. 2.1, д, ж).

В зависимости от относительного расположения зубчатых колес передачи могут быть с внешним (рис. 2.1, а) или внутренним (рис. 2.1, з) их зацеплением. Для преобразования вращательного движения в возвратно поступательное и наоборот служит реечная передача (рис. 2.1, е).

Зубчатые передачи эвольвентного профиля широко распространены во всех отраслях машиностроения и приборостроения. Они применяются в исключительно широком диапазоне условий работы. Мощности, передаваемые зубчатыми передачами, изменяются от ничтожно малых (приборы, часовые механизмы) до многих тысяч кВт (редукторы авиационных двигателей).

Наибольшее распространение имеют передачи с цилиндрическими колесами, как наиболее простые в изготовлении и эксплуатации, надежные и малогабаритные. Конические, винтовые и червячные передачи применяют лишь в тех случаях, когда это необходимо по условиям компоновки машины.

Рис. 2.1. Зубчатые передачи

Планетарными называются передачи, содержащие зубчатые колеса с перемещающимися осями (рис. 2.6).

Передача состоит из центрального колеса 1 с наружными зубьями, центрального колеса 3 с внутренними зубьями, водила Н и сателлитов 2. Сателлиты вращаются вокруг своих осей и вместе с осью вокруг центрального колеса, т.е. совершают движение, подобное движению планет.

При неподвижном колесе 3 движение может передаваться от 1 к Н или от Н к 1; при неподвижном водиле Н – от 1 к 3 или от 3 к 1. При всех свободных звеньях одно движение можно раскладывать на два (от 3 к 1 и Н) или два соединять в одно (от 1 и Н к 3).

В этом случае передачу называютдифференциальной.

Рис. 2.6. Планетарный механизм

Планетарные передачи имеют существенные преимущества:

• нагрузка в планетарных передачах передается одновременно несколькими сателлитами, следовательно, силы, действующие на зубья колес, соответственно уменьшаются, что позволяет использовать колеса меньших габаритных размеров и массы;
• в планетарных передачах рационально используются колеса внутреннего зацепления, обладающие большой (по сравнению с колесами наружного зацепления) нагрузочной способностью;
• равномерное распределение сателлитов по окружности приводит к уравновешиванию радиальных сил, действующих на колеса, и, следовательно, к разгрузке подшипников центральных колес и водила;

— применение планетарного механизма позволяет легко осуществить компактную конструкцию соосного редуктора, т.е. такого редуктора, у которого оси ведущего и ведомого валов совпадают. Это имеет важное значение для поршневых и турбовинтовых авиационных двигателей. Например, при помощи так называемого дифференциального планетарного редуктора можно от одного двигателя приводить во вращение два соосных винта, скорости вращения которых будут изменяться в полете в соответствии с изменением шага винта.

К недостаткам планетарных передач относятся повышенные требования к точности изготовления и монтажа.

Червячная передача применяется для передачи вращения от одного вала к другому, когда оси валов перекрещиваются. Угол перекрещивания в большинстве случаев равен 90º. Наиболее распространенная червячная передача (рис. 2.10) состоит из так называемого архимедова червяка , т.е. винта, имеющего трапецеидальную резьбу с углом профиля в осевом сечении, равным двойному углу зацепления (2α = 40°), и червячного колеса.

Рис. 2.10. Червячная передача

Геометрия червячных передач. В червячной передаче, так же как и в зубчатой, различают диаметры начальных и делительных цилиндров (рис. 2.11): d_w1 , d_w2 – начальные диаметры червяка и колеса; d_{1 ,} d₂ – делительные диаметры червяка и колеса. В передачах без смещения d_w1 = d₁ , d_w2 = d₂ . Точка касания начальных цилиндров является полюсом зацепления.

Червяки различают по следующим признакам: по форме поверхности, на которой образуется резьба, – цилиндрические (рис. 2.12, а) и глобоидные (рис. 2.12, б); по форме профиля резьбы – архимедовы и эвольвентные цилиндрические червяки.

Архимедов червяк имеет трапецеидальный профиль резьбы в осевом сечении, в торцевом сечении витки резьбы очерчены архимедовой спиралью.

Эвольвентный червяк представляет собой косозубое зубчатое колесо с малым числом зубьев и большим углом их наклона. Профиль витка в торцевом сечении очерчен эвольвентой.

Наибольшее применение в машиностроении находят архимедовы червяки, так как технология их производства проста и наиболее отработана. Архимедовы червяки обычно не шлифуют. Их используют, когда требуемая твердость материала червяка не превышает 350 НВ. При твердости 45 НRC и малой шероховатости рабочих поверхностей витков червяки делают эвольвентными, так как после термообработки шлифование их рабочих поверхностей по сравнению с архимедовыми червяками проще.

Профиль зубьев червячных колес в передачах эвольвентный. Поэтому зацепление в червячной передаче представляет собой эвольвентное зацепление зубчатого колеса с зубчатой рейкой. Угол наклона линии зуба червячного колеса β равен углу подъема γ линии витка червяка. Минимальное число зубьев колеса из условия отсутствия подрезания z₂ = 24. Число витков (заходов) червяка определяется количеством ниток нарезки, отстоящих друг от друга на расстояние, называемое шагом, и начинающихся на торцах нарезной части червяка. Направление витков может быть правым или левым. Чаще применяется правая нарезка с числом заходов