Проектирование токарно-винторезного станка

Министерство образования Республики Беларусь

Кафедра «Технология и оборудование

машиностроительного производства»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Курсовой проект

на тему: «Проектирование токарно-винторезного станка»

 

 

 

Содержание

 

Аннотация

Введение

1. Литературный и патентный обзор станков, аналогичных проектируемому

2. Синтез и описание кинематической  структуры станка

3. Определение технических характеристик станка

4. Выбор и описание компоновки станка

5. Проектирование и описание кинематической схемы станка

6. Динамические, прочностные и другие необходимые расчёты проектируемых узлов

7. Расчет цилиндрической закрытой передачи

8. Прочностной расчет зубчатых передач

9. Расчет ременной передачи

10. Предварительный расчёт валов

11. Расчет шпоночного соединения ременной передачи

12. Расчет шпоночного соединения вала с зубчатым колесом

13. Расчет подшипников для вала 1 коробки

14. Описание конструкции спроектированных узлов

15. Описание системы смазки спроектированных узлов

16. Описание системы управления станком

Заключение

Список использованной литературы

 

 

 

Аннотация

 

Данный курсовой проект был разработан студентом пятого курса машиностроительного факультета, группы 06-ТОМ. Было предложено спроектировать токарно-винторезный станок, по следующим данным:

• класс точности – нормальный;
• наибольший диаметр обрабатываемой заготовки – 400 мм.;
• наибольшая длина обрабатываемой заготовки – 210 мм.;
• материал обрабатываемых изделий – сталь-чугун, цветные сплавы;

Курсовой проект содержит:

• пояснительную записку, из 45 листов, в которой было рассмотрено:

а) определение основных технических характеристик станка; б) проектирование кинематики станка, выбор компоновки; в) динамические и прочностные расчёты узлов, разрабатываемых конструктивно; г) описание структурной и кинематических схем, настройки станка; д) описание конструкции спроектированных узлов и систем станка;

• графический материал, содержащий четыре листа формата А1: кинематическая схема станка, развёртка привода главного движения, свёртка провода главного движения и фартук;
• спецификация привода главного движения;

 

токарный станок узел динамический

 

Введение

 

Курсовое проектирование металлорежущих станков является важным этапом в подготовке инженеров механиков по специальности «Технология машиностроения, металлорежущие станки и инструменты», и преследует цель научить студента правильно использовать в практической конструкторской работе полученные теоретические знания, развить навыки и применения вычислительной техники при проектировании.

В данном курсовом проекте предстоит спроектировать токарно-винторезный станок. Данный тип станка является универсальным. Назначение станка – наружное и внутреннее точение, нарезание правой и левой метрической, дюймовой, модульной и питчевой резьб, одно- и многопроходных резьб с нормальным и увеличенным шагом, торцевой резьбы и т.д. Станок применяется в единичном и мелкосерийном производстве.

Основные задачи, решаемые при выполнение при выполнение проекта, включают изучение и анализ существующих аналогичных решений, обоснование выполняемых разработок на всех этапах проектирования, в том числе на разработку оригинальных конструкций. При этом предлагается максимальное использование справочной литературы, ГОСТов, типовых решений и вычислительной техники.

 

 

 

1. Литературный и патентный обзор станков, аналогичных

проектируемому

 

№ п/п	Автор, название	Источник	Класс МКИ
1.	Токарный станок Braun Hans-Dietoe; Mashinenfabrik Berthold Hermle AG -№95104209.61 Заявлено 10.03.98, опубл. 15.09.99	«Технология машиностроения» 2000г. Т.2	В23 В3/06
2.	Токарный станок Werkzeugmashine; Jlg Herbert №19715000.4 – Заявка. Германия Заявк. 11.04..97 Опубл. 22.10.98	«Технология машиностроения» 2000г. Т.2	В23 В3/06
3.	Токарный станок Braun Udo; Mashinenfabrik Berthold Hermle Заявка №981042104 Заявлено 10.03.98, опубл. 13.10.99	«Технология машиностроения» 2000г. Т.4	В23 В7/02
4.	Токарный станок Tomas Volker, Harzbecker Christian, Заявка №19740208.9 Германия Заявлено 12.09.97 Опубликовано 25.03.99	«Технология машиностроения» 2000г. Т.4	В23 Q5/40
5.	Токарный станок Hagstrom Allan; Quantax Machine Заявка №00850046.4 Заявлена 16.06.2000 Опубликовано 20.09.2000	«Технология машиностроения» 2000г. Т.1	В23 В1Æ100 В23 В3/06
6.	Токарный станок Yamazaki Mazak, Fukumura Sadami Пат. 6457391 США	«Технология машиностроения» 2003г. Т.6	В23 В35/00
7.	Устройство для ротационной обработки отверстий. Бурский В.А.; Бел. оптико-механич. Оборудование(Бел ОМО) №19990539 Беларусь	«Технология машиностроения» 2002г. Т.2	В23 В35/00
8.	Устройство для сверления радиальный отверстий на токарном станке Monnet Thierr; Заявка 2804890 Франция. Заявлено 14.02.2000 Опубликовано 17.08.2001	«Технология машиностроения» 2002г. Т.2	В23 В43/02 В23 В5/14

 

00.02-14А.200П Токарный станок. Заявка 0941790 ЕПВ, МПК6 В23 В3/06 /Braun Hans-Dietoe; Mashinenfabrik Berthold Hermle AG -№95104209.61

Патентуальный станок предназначен для 5-координатной обработки вращающимся и не вращающимся инструментом сложных деталей из пруткового материала. На продольных направляющих станины установлен суппорт, на котором располагаются два суппорта. На одном суппорте смонтирована револьверная головка, а на другом выполнены вертикальные направляющие под вертикальный суппорт. На последнем через поворотное устройство установлена шпиндельная головка с приводом для приводного инструмента. Бабка изделия смонтирована на станине на поворотном вокруг вертикальной оси устройстве. Рядам с ней располагается пиноль откидной задней бабки с центрам. На станке смонтирован магазин системы автоматической смены приводного инструмента.

01.01.-14А 209П Токарный станок. Заявка 1036617 ЕПВ, МПК7 В23 В1/00, В23 В3/06. Quantax Machine Tools AB, Hagstrom Allan(Karllson, Leif Karl Gunnar) №00850046.4

Предложен способ обработки для образования на детали поверхности, которая в сечение, проходящее через ось Y, вокруг которой деталь вращается в процессе обработки, имеет профиль с варьируемым расстоянием r до оси Y, причём варьирование величины r больше, чем разность между радиальными расстояниями до концевых точек профиля. В токарном станке по этому способу инструменту сообщается перемещение вдоль первой линии посредствам первого приводного устройства и вдоль второй линии посредствам второго приводного устройства. При таком способе обработки исключаются дефекты, которые обычно возникают на поверхности при изменении направлении, требуемого при точении такой поверхности. В соответствии с таким способом линии первого и второго перемещений и ось вращения Y взаимно ориентированы так, что перемещение инструмента приводимыми устройствами осуществляются однонаправлено.

01.09-14А.214П Устройство для ротационной обработки отверстий. Патент 3801 Беларусь, МПК7, В23 В35/00. Бел. оптико-механич. Оборудование Бурский В.А. №19990539.

Предложенное устройство включают корпус, первый и второй ротационные режущие инструменты, установленные на подшипниках с возможностью вращения. Оба режущих элементов установлены на общей оси в цилиндрической втулке, размещённой в корпусе, выполненном в виде вилки, охватывающий цилиндрическую втулку, с возможностью поворота посредством осей, жестко соединённых с цилиндрической втулкой, и фиксация. Расстояние от торцовой плоскости первого режущего элемента, снимающего припуск на чистовую обработку, до осей на величину снимаемого вторым режущим элементом припуска. Передняя поверхность первого режущего элемента выполнена выпуклообразной замкнутой треугольного профиля, а на передней поверхности второго режущего элемента выполнены рифления.

Технологические возможности проектируемого типа станков.

Операции, выполняемые на токарно-винторезном станке и соответствующие им методы формообразования:

 

№ п/п	Операция	Схема резания	Метод формообразования		Формообразующие движения	Инстр-умент	экономии-ческие параметры обработки		Предельные режимы резания
			Образующие	Направляющие			Точность	Шерохова-тость	Скорость	Подача
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11
1.	Обтачивание наружное продольное		След	След	ФV(B1) ФS(П2)	Резец проход-ной прямой	12-14 квалитет	Ra 6,3-12,5	107-330 м/мин	0,13-1,0 мм/ об
2.	Обтачивание наружное конических поверхностей		След	След	ФV(B1) ФS(П2)	Резец проходной широкий	12-14 квалитет	Ra 6,3-12,5	107-330 м/мин	0,13-1,0 мм/ об
3.	Обтачивание торцов и уступов		След	След	ФV(B1) ФS(П2) ФS(П3)	Резец проходной отогнутый			18-64 м/мин	0,08-1,0 мм/об
4.	Прорезание конавок и отрезание		След	След	ФV(B1) ФS(П2) ФS(П3)	Резец прорезной или обрезной			47-131 м/мин	0,36-1,0 мм/об
5.	Растачивание отверстий		След	След	ФV(B1) ФS(П2)	Расточные резцы	14-17 кв 8-11 кв	Rz 320-40 Rz 40-1,25	150-319 м/мин	0,13-0,4 мм/об
6.	Сверление зенкерование отв.		След	След	ФV(B1) ФS(П2)	Сверло, зенкер, развёртка	11 кв 10-11 кв 6-9 к в	Ra6,3-12,5 Rz 40 Ra2,5-0,32	18-55 м/мин 10-43 м/мин 12м/с	0,05-0,5 0,2-2 0,5-0,25
7.	Нарезани наружн. и внутр. резьбы резцами		Копир	Обкат	ФV(B1) ФS(П2)	Резцы резьбовые
8.	Фасонное обтачивание		Копир.	След	ФV(B1) ФS(П2)	Фасонный резец	12-6 кв.	Rz 160-10	18-31 м/мин	0,03-0,09

 

 

Основные технические характеристики токарных станков, близких по типоразмеру:

 

Параметры	1К62	16К20	16К25
Наибольший диаметр устанавливае-мой над станиной, в мм.	400	400	500
Расстояние между центрами, в мм.	710,1000,1400	710,1000,1400, 2000	710,1000,1400,2000
Диаметр отверстия шпинделя	47	53	53
Число скоростей шпинделя	23	22	22
Частота вращения шпинделя об/мин	12,5-2000	12,5-1600	12,5-1600
Число ступеней подач	42	24	-
Подачи на один оборот, в мм:
продольные	0,07-4,16	0,05-2,8	0,05-2,8
поперечные	0,035-2,08	0,025-1,4	0,025-1,4
Шаг нарезаемой резьбы:
метрической, в мм.	1-192	0,5-112	0,5-112
дюймовой(число ниток на 1//)	2-24	0,5-56	0,5-56
модульная, в мм.	(0,5-48)p	0,5-112	0,5-112
Мощность электродвигателя в кВт	10	11	11