авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ БИБЛИОТЕКА РОССИИ

КОНФЕРЕНЦИИ, КНИГИ, ПОСОБИЯ, НАУЧНЫЕ ИЗДАНИЯ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 || 3 |

«ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ УХТИНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ В.К. Скоробогатов, Д.Н. Снопок, В.П. Перхуткин ТЕХНОЛОГИЯ ...»

-- [ Страница 2 ] --

Рисунок 8.1 – Установка литья под давлением 2) Порядок проведения работы.

1. По чертежу готовой детали, заданному преподавателем, подсчитать необходимое количество материала, требуемого для отливки одной детали с увеличением его объема на 20%.

2. Снять форму и литниковую систему. Убедиться в чистоте формы литниковой системы и канала для отвода газов. При необходимости прочи стить их стержнями, предназначенными для этой цели.

3. Собрать пресс-форму, закрепить ее на установке, подключить шланги и включить подачу охлаждающей воды.

4. При помощи вилки подключить установку к питающим приводам, а затем включить их в сеть.

5. Включить нагрев плавильного устройства и подогрев прессующего цилиндра.

6. Открыть крышку плавильного устройства и загрузить плавильный материал, закрыть крышку.

7. Произвести подачу расплавленного металла в форму.

8. По истечении 15 минут отключить охлаждающую воду, снять форму, отвернуть литниковую систему и с помощью выталкивателя извлечь отливку.

9. Собрать пресс-форму и закрепить ее на установке.

10. Произвести визуальный осмотр отливки и определить объемную усадку в процентах.

3) Содержание отчета.

1. Название лабораторной работы.

2. Цель работы.

3. Оборудование.

4. Краткое теоретическое обоснование.

5. Чертеж готовой детали.

6. Заключение о качестве отливки.

4) Вопросы.

1. В чем заключается сущность процесса литья под давлением?

2. Какая точность отливок получается при литье под давлением?

3. Какие недостатки этого вида?

4. Какие еще знаете способы литья под давлением?

9. ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 9 – ОПРЕДЕЛЕНИЕ УДАРНОЙ ВЯЗКОСТИ Цель работы: определить ударную вязкость в зависимости от темпера туры нагрева.

Оборудование: маятниковый копер, печи, штангенциркуль, образцы для определения ударной вязкости.

1) Теоретическая часть.

Динамические испытания, при которых пластичность металла пропор циональна количеству работы, затраченной на доведение образца до разру шения ударным воздействием.

Поэтому вязкостью dK называется отношение работы А, затраченной на разрушение образца к минимальной площади его исходного поперечного се чения Fо:



A, Нм (мм2).

dK (9.1) Fo Работа А определяется по формуле:

A P ( H h ), Нм, (9.2) где Р – вес маятника, Н;

Н – исходная высота, с которой падает маятник, м;

h – конечная высота, на которую поднимается маятник после разрушения образца.

2) Порядок проведения работы.

1. Определить ударную вязкость при различных температурах. Испыта ния проводить при температуре комнатной и далее через каждые 100С до 1300С. Нагрев образцов осуществляется в двух муфельных печах, которые устанавливаются у маятникова копра. В одной из печей образцы нагреваются до t = 900С, а во второй – свыше 900С.

Рисунок 9.1 – Образец для испытания на ударную вязкость 2. Перенос образцов к копру производится при помощи щипцов, губки которых изолированы асбестовым шнуром. Для компенсации потери при пе реносе образец перегревается на 15 – 20. Для построения каждой точки кри вой К f ( t ) испытываются три образца.

1 – станина;

2 – корпус;

3 – сектор;

4 – маятник;

5 – стрелка;

6 – образец;

7 – подставка.

Рисунок 9.2 – Копер маятниковый В результате проведенных опытов делаются выводы о влиянии темпе ратуры на пластичность.

3) Содержание отчета.

1. Эскиз образца и диаграмма ударной вязкости, построенная по резуль татам испытаний.

2. Результаты испытаний свести в таблицу 9.1.

3. Выводы.

4) Вопросы.

1. Что такое ударная вязкость?

2. Как изменяется пластичность в зависимости от работы?

Таблица 9.1 – Результаты испытаний на ударную вязкость Темпер. Диаметр Площадь Работа Ударная Номер испытаний, образца в поперечного разруш. А, вязкость, опыта град. Цель- месте сечения Fo, Н·м МПа сия шейки, мм мм 10. ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 10 – ОБЪЕМНАЯ ШТАМПОВКА В ОТКРЫТЫХ ШТАМПАХ Цель работы: ознакомиться с процессом получения поковок в откры том штампе, исследовать зависимость усилий деформации от конфигурации поковки.

Оборудование: универсальная испытательная машина;

штамп;

микро метр;

штангенциркуль;

свинцовые цилиндрические образцы диаметром мм.

1) Теоретическая часть.

При объемной штамповке изготовление поковки требуемой формы и размеров производится с помощью специальных инструментов – штампов.

Формообразование поковки происходит в полостях штампа, называемых ру чьями.

Заготовка закладывается в ручей разомкнутого штампа, затем под дей ствием рабочих частей машины-орудия, на которой установлен штамп, по следний смыкается. При этом обжимаемый в ручье металл заготовки, дефор мируясь, заполняет ручей, и заготовка принимает требуемую форму.

В качестве машины-орудия используются различные конструкции: мо лоты, прессы, горизонтально-ковочные машины, ротационно-ковочные ма шины и другие.

Штамповочные ручьи бывают открытыми и закрытыми.

При штамповке в открытых ручьях (рисунок 10.1) предусматривается избыточный объем заготовки, который образует заусенец (облой), вытекая в специально предусмотренную канавку. Заусенец после штамповки подлежит удалению обрезкой или другими способами.

В закрытых штамповочных ручьях (рисунок 10.2) образование заусенца обычно не предусматривается.





Заготовительные ручьи штампов (протяжной, подкатной, пережимной, гибочный), площадка для осадки, отрубной нож используют для перехода от простой формы заготовки к более сложной.

Открытые и закрытые штампы могут быть одноручьевые и многоручье вые. Одноручьевые применяют для получения поковок простой формы, мно горучьевые – поковок сложной формы.

1 – подвижная половина штампа;

2 – неподвижная половина штампа;

3 – штамповка;

4 – облой.

Рисунок 10.1 – Штамп открытый 1.1) Протяжной ручей служит для увеличения длины отдельных участ ков заготовки за счет уменьшения площади поперечного сечения, при этом заготовка может обрабатываться в закрытых или открытых ручьях.

1.2) Подкатной ручей служит для распределения объема металла вдоль оси заготовки с распределением его в поковке при увеличении одних попе речных сечений за счет уменьшения других. В подкатной ручей заготовка по ступает в исходном состоянии или после обработки в протяжном. При под катке длина заготовки изменяется мало. Подкатка выполняется при штампов ке на молотах в открытом и закрытом ручьях за три и более ударов молота, с поворотом заготовки на 90 после каждого удара.

1.3) Пережимной ручей используют, когда требуется расширение заго товки поперек оси, если при этом нет необходимости в больших изменениях величины поперечных сечений заготовки с перемещением металла вдоль оси, а также для придания заготовке определенной формы в продольном направ лении для облегчения заполнения полости последующего ручья. Из пережим ного ручья заготовку передают в окончательный, сохраняя ее положение, за нимаемое в пережимном ручье, то есть без поворота вокруг оси.

1.4) Формовочный ручей используют для придания заготовке формы, соответствующей форме готовой поковки в плоскости разъема окончательно го ручья. После этого заготовку поворачивают на 90 вокруг оси.

1.5) Гибочный ручей – при штамповке поковок, имеющих изогнутую ось в плоскости разъема. В последующий ручей заготовку передают с пово ротом на 90С относительно направления гибки.

1.6) Отрубной нож применяют, когда возникает необходимость отделе ния поковки от прутка, при удалении клещевины, то есть участка, за который удерживается поковка при штамповке, а также при разрубке на две или более частей, если одной из заготовок одновременно штампуется несколько изде лий.

1 – подвижная часть штампа;

2 – поковка;

3 – штамповка.

Рисунок 10.2 – Штамп закрытый При многоручьевой штамповке с целью уменьшения износа оконча тельного ручья применяют предварительный ручей. Это выполняется в слу чае штамповки сложных поковок, а также при штамповке поковок средней сложности, но крупных серий. Форму полости этого ручья за отдельными ис ключениями делают такой, как в окончательном ручье, но штамповочные уклоны и радиусы закруглений на переходах увеличивают. Канавки для за усенцев в предварительном ручье не делают.

В зависимости от конфигурации, размеров и требований в отношении направления волокна в поковке используют те или иные виды ручьев.

Следует иметь в виду, что заготовительные ручьи открытых и закрытых штампов не имеют различий. Различие наблюдается в окончательных (чисто вых) ручьях.

Заусенец, образующийся при штамповке в открытых ручьях, представ ляет собой наибольшую часть отхода металла при объемной штамповке, од нако он является неизбежным, так как при смыкании штампа часть деформи рованного металла по закону наименьшего сопротивления вытекает в зазор между несомкнувшимися частями, образуя заусенец раньше, чем полость ру чья заполняется металлом.

По мере смыкания штампа заусенец становится тоньше, сопротивление истечению металла в зазор увеличивается, и металл течет в наиболее трудно заполняемые участки ручья.

При дальнейшем деформировании заготовки подпор, создаваемый за усенцем заставляет металл полностью заполнить ручей. Таким образом, за усенец создает возможность штамповки в открытом штампе.

Кроме того, объем штампуемых заготовок несколько колеблется в связи с допусками на размеры, сечением прутка и допусками на длину заготовки при резке. Чтобы не допустить брака из-за нехватки металла необходимо иметь в заготовке некоторый минимальный избыточный объем.

Заусенечная канавка оказывается необходимой для его размещения.

Процесс формоизменения заготовки при объемной штамповке (рисунок 10.3) осадкой можно разделить на три характерных периода.

Рисунок 10.3 – Схема формоизменения заготовки при объемной штамповке.

Первый период. Осадки заготовки. Течение металла от центра к пери ферии сопровождается частичным выдавливанием в те же полости, которые перекрываются при растекании. Этот период заканчивается в тот момент, ко гда боковая поверхность заготовки соприкасается по периметру со стенками полости штампа.

После этого часть металла вытекает в заусенец.

Второй период играет иную роль при формировании детали. Характе ризуется течением металла в различных направлениях. В результате этого по стоянно заполняются углубления полости штампа при одновременном исте чении некоторой части металла в заусенец.

На рисунке 10.3, б схематично показан момент второго периода штам повки, когда углы полости штампа целиком заполнены и металл вытекает в два углубления, расположенные одно против другого, и в заусенец. В конце второго периода штамповки вся полость штампа заполнена металлом, но об щая высота детали несколько превышает заданную высоту изделия (h1 h2).

Третий период характеризуется вытеснением излишка металла в заусе нец. Он заканчивается при достижении заданной высоты изделии hк. Этому моменту отвечает максимальное усилие деформации (рисунок 10.3, в).

Третий период не является обязательным, так как в конце второго пе риода штамповки формирование детали может быть полностью закончено, если объем заготовки точно равен объему штампованной детали.

2) Порядок проведения работы.

1. Ознакомить студентов с фазами заполнения штампа при объемной штамповке, в штампе со вставками без выступов.

2. Рассчитать высоту образцов 4, Н D где 3 – объем заготовки, равный сумме объемов поковки из заусенца, мм;

D3 – диаметр заготовки.

3. Установить образец в штамп и осадить его до касания боковой стен ки. Зафиксировать усилия деформации, извлечь образец и замерить его диа метр и высоту.

4. Установить деформированный в первом периоде образец в штамп и осадить его до заполнения гравюры штампа, зафиксировать усилие деформа ции на этой стадии штамповки. Зафиксировать усилие деформации, измерить диаметр и высоту поковки.

5. Установить деформированный во втором периоде образец в штамп и завершить штамповку. Замерить усилие деформации на этой стадии штам повки.

6. Установить новый образец в штамп и осадить сразу до окончатель ных размеров и записать диаграмму усилие – деформации.

7. Исследовать зависимость усилия деформации от конфигурации поковки.

8. При проведении эксперимента заготовку установить по оси штампа и в процессе деформации постепенно заполнить объем гравюры.

9. Опыты повторить для трех конфигураций поковок. По результатам построить график зависимости усилия деформации от конфигураций поковки.

3) Содержание отчета.

1. Схема конструкции штампа.

2. Диаграмма усилия деформации, график зависимости усилия дефор мации от конфигурации поковки, описание процесса открытой одноручьевой штамповки.

3. Результаты опытов свести в таблицу 10.1.

Таблица 10.1 – Результаты опытов Размеры поковки Усилие Степень Номер опыта деформации, заполнения Диаметр Высота кН штампа 4) Вопросы.

1. Как подразделяются штампы?

2. Что такое ручей в штампе?

3. Сколько может быть ручьев в штампе?

4. Для чего служит пережимной ручей?

5. Когда применяют третий период?

11. ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 11 – ВЛИЯНИЕ ПЛАСТИЧЕСКОЙ ДЕФОРМАЦИИ НА СТРОЕНИЕ И СВОЙСТВА ЦВЕТНЫХ МЕТАЛЛОВ Цель работы: практическое изучение влияния пластической деформа ции на строение и свойства латуни, бронзы, стали и других сплавов;

установ ление закономерности влияния и степени деформации сплава на его твер дость.

1) Теоретическая часть.

Современные конструкционные материалы – металлы и сплавы – име ют кристаллическое строение.

Кристаллом называется материал, в котором атомы расположены пра вильными рядами на равных расстояниях один от другого, то есть с трехмер ной периодичностью. Следовательно, можно выделить часть кристалла с не которым элементарным объемом, который называется элементарной ячейкой.

Алюминий, никель имеют гранецентрированную кубическую структуру (ГЦК), при которой атомы элементарной ячейки расположены не только в вершинах куба, но и в центре граней (рисунок 11.1, а).

Железо при комнатной температуре, вольфрам, молибден обладают объемно центрированной кубической структурой (ОЦК), где атомы располо жены не только в вершинах кубической элементарной ячейки, но и в ее цен тре (рисунок 11.1, б).

Рисунок 11.1 – Расположение атомов в элементарных ячейках кристаллов.

У наиболее используемых металлов (железа, меди, алюминия и др.) элементарная ячейка имеет форму куба с длиной ребра, равной примерно от до 310-8 см.

Реальные технические материалы обычно состоят не из одного кри сталла (монокристалла), а из многих кристаллов (зерен), разделенных грани цами. Такой материал носит название поликристалла.

Если к кристаллу приложить нагрузку, то он станет изменять свою форму – деформироваться. Это проявляется в смещении атомов из идеальных положений в решетке. Сначала деформация бывает обратимой, то есть при снятии нагрузки атомы возвращаются на свои места, а размеры и форма тела восстанавливаются. Такая деформация называется упругой. При дальнейшем увеличении нагрузки возникает необратимая, или пластическая деформация и, наконец, происходит нарушение сплошности или разрушение материала.

Характерной особенностью кристалла является то, что скольжение при де формации идет не по любым, а по вполне определенным плоскостям и в определенных направлениях. Как правило, это плоскости и направления с наиболее плотной упаковкой атомов.

Для сдвига в реальном кристалле нужно очень маленькое напряжение, это вызывается тем, что сдвиг происходит не сразу по всей области плоско сти, а распространяется по ней постепенно, и напряжение требуется только для распространения сдвига на малое расстояние, сравнимое с межатомным.

На границе между исходным и деформированным материалом структура кри сталла оказывается нарушенной, и это нарушение перемещается вместе с гра ницей деформированной области. Такой дефект кристаллической структуры называется дислокацией. Специфической особенностью дислокации является то, что в одном из направлений она может иметь большую величину, так как граница сдвига может быть достаточно длинной. Иначе говоря, дислокация – линейный дефект кристаллической решетки, размеры которого в одном направлении гораздо больше, чем в других (рисунок 11.2). Кроме линейных дефектов, кристаллическая решетка может иметь и точечные дефекты с раз мерами порядка межатомных во всех направлениях (рисунок 11.3).

Кристаллическая решетка в обычных условиях состоит из атомов, сило вые поля которых уравновешивают друг друга. Если удалить один атом, рав новесие нарушится, и атомы, как показано на рисунке 11.3, а, сместятся из равновесных положений. Такой дефект называется вакансией. Другой тип то чечных дефектов в кристалле возникает при внедрении лишнего атома между атомами кристаллической решетки (рисунок 11.3, б). Этот дефект называется внедренным атомом.

Наличие дефектов в структуре металла значительно сказывается на его механических и физических характеристиках.

Если взять кристалл какого-либо металла и деформировать его, измеряя напряжение и деформацию, то можно, отложив эти величины по осям коор динат, построить кривую деформации кристалла. Такая кривая приведена на рисунке 11.4.

Кривая начинается с наклонного участка упругой деформации, дальше идет область пластической деформации, на которой можно выделить три ста дии с различным наклоном кривой – 1, 2, 3. Стадия 1, или область легкого скольжения, характеризуется почти горизонтальным расположением кривой.

На этой стадии дислокации, существующие в металле, движутся на большие расстояния, не встречая препятствий, и потому для продолжения деформации не нужно существенного увеличения напряжений. Но каждая дислокация, в конце концов, доходит до препятствия и останавливается. Такими препят ствиями могут быть границы кристаллов, скопления чужеродных атомов, атомов внедрения, но наиболее часто линии других дислокаций.

Стадия 2 – для этой стадии характерно существенное упрочнение мате риала, то есть для продолжения дислокации требуется резкое увеличение напряжения. Зерна дробятся, образуется много границ дислокаций, которые препятствуют дальнейшему сдвигу, что приводит к повышению прочности, твердости металла.

а – идеальный кристалл;

а – вакансия;

б – внедренный атом.

б – кристалл, содержащий дислокацию.

Рисунок 11.2 – Кристаллическая Рисунок 11.3 – Точечные дефекты решетка Стадия 3 – напряжение достаточно велико для того, чтобы дислокации могли переходить в другую плоскость скольжения, огибать препятствия и возвращаться в первичную плоскость скольжения. Такой механизм носит название двойного поперечного скольжения.

Электронно-микроскопические исследования металлов показывают, что в сильно деформированных материалах существуют дислокации, лежащие в различных направлениях и имеющие различную форму, линии дислокации переплетены, образуют так называемый дислокационный лес и образуют по роги. Все это затрудняет движение дислокаций и повышает сопротивление материала дальнейшей пластической деформации, то есть упрочняет его. Та ким образом, для повышения прочности материала нужно увеличить в ней количество дислокаций и создать различные препятствия их движению. Дру гими словами, сказанное ранее о том, что дислокации уменьшают прочность металла, облегчают деформирование, справедливо только при сравнительно небольших плотностях дислокаций.

Рисунок 11.4 – Кривая деформации монокристалла 2) Порядок проведения работы.

1. Получить у лаборанта 4 образца.

2. Зачистить торцы образцов наждачной бумагой.

3. Измерить под руководством лаборанта твердость одного любого об разца по деформации на твердомере Роквелла (не менее трех замеров по шка ле B, шариком, нагрузка 100 кг/с).

4. Произвести деформацию образцов на прессе на 10, 20, 30, 40%, то есть первоначальная высота образца должна уменьшаться;

если она была мм, на 1, 2, 3, 4 мм (замеры выполнять штангенциркулем с точностью до 0, мм).

5. Замерить твердость деформированных образцов согласно пункту 3.

6. Получить у лаборанта 5 шлифов (холоднокатаный металл), деформи рованные на 10, 20, 30, 40%.

7. Изучить микроструктуры под микроскопом.

3) Содержание отчета.

1. Записать наименование работы, цель работы.

2. Занести результаты в таблицу 11.1.

3. Отметить полученные точки на диаграмме (рисунок 11.5).

4. Произвести математическую обработку результатов испытаний.

5. Нанести на диаграмму (рисунок 11.5) расчетный график.

6. Зарисовать микроструктуру шлифов.

Таблица 11.1 – Полученные результаты Твердость Высота Высота Степень HRB Материал образца до образца деформа образца деформации, после дефор ции, % 1 2 мм мации, мм Латунь 10 10 Латунь 10 9 Латунь 10 8 Латунь 10 7 Латунь 10 6 По полученным данным построить зависимость твердости от степени деформации (рисунок 11.5).

Рисунок 11.5 – Диаграмма зависимости твердости от степени деформации металла 12. ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №12 – РУЧНАЯ ЭЛЕКТРОДУГОВАЯ СВАРКА Цель работы: ознакомиться с устройством сварочного поста, оборудо вания. Научиться зажигать дугу, удерживать ее, произвести сварку детали, научиться выбирать диаметр электрода и научиться регулировать силу тока сварочного транспортера.

Оборудование: трансформатор сварочного тока, дроссель, электродер жатель, кабели, электроды, деталь для сварки, верстак.

1) Теоретическая часть.

1.1) Электрическая дуга. Электрическая дуга представляет собой уста новившийся разряд тока в газовой среде. Для преодоления током большого сопротивления воздуха в дуговом промежутке необходима ионизация среды, в противном случае устойчивого горения дуги не будет. В зависимости от среды, в которой происходит дуговая сварка, условия ионизации различны.

Для сварочных целей, когда одним из электродов является изделие, су ществуют следующие условия ионизации:

– Открытая дуга – при ручной или автоматической сварке. В этом слу чае ионизаторами являются пары расплавленного металла, составы электрод ных покрытий и т.д.

– Закрытая дуга – при автоматической сварке под флюсом. В этом слу чае ионизаторами являются составляющие элементы флюса, пары металла и др.

– Защищенная дуга – при ручной или автоматической сварке в среде защищенных газов, инертный и углекислый газ и т.д. В этом случае иониза торами являются пары металла и газы, окружающие дугу.

1.2) Род тока и его влияние на стабилизацию дуги.

Питание дуги осуществляется переменным и постоянными токами, на постоянном токе благодаря выраженной полярности кратер образуется в сва риваемом изделии в том случае, когда "+" присоединен к изделию, а катод "–" к электроду. Это происходит вследствие большой концентрации тепла на аноде (до 45%).

Такое отличительное свойство дуги постоянного тока позволяет опера тивно управлять дугой при различных технологических условиях сварки тон ких изделий из цветных металлов, легированных сталей и т.п. Присоединение анода к изделию, а катода к электроду называется включением на прямую по лярность. Присоединение катода к изделию, а анода к электроду называется включением на обратную полярность.

Сварка черных металлов в основном в зависимости от марки электрода производится на прямой полярности потому, что масса изделия больше массы электрода и это обеспечивает наилучшие условия для провара металлов.

Сварка малых толщин металла во избежание прожига ведется на обратной полярности (в основном применяется при сварке в СО2).

Для питания дуги током требуются специальные генераторы постоян ного тока или сварочные аппараты (трансформаторы) переменного тока. Ге нераторы постоянного тока обладают специальной схемой, отличной от обычных силовых генераторов. Они позволяют регулировать ток в широких пределах в зависимости от типа машин.

Сварочный пост постоянного тока состоит из сварочной машины, включенной одним полюсом на изделие, а другим на электродержатель, куда вставляется электрод для образования шва.

Переключение полярности обычно производится непосредственно на выводных клеммах генератора. Сварочный пост переменного тока (рисунок 12.1) состоит из сварочного трансформатора 1, включенного в сеть, и регуля тора 2, последовательно включенного на стол электрода. Таким образом, ап парат переменного тока состоит из двух частей: трансформатора, снижающе го напряжение сети до 50 – 20 В;

дросселя-регулятора для регулирования сва рочного тока, создания падающей характеристики и ограничения тока корот кого замыкания.

Условия горения дуги на переменном токе таковы, что затрудняют ста билизацию его. Под стабилизацией подразумевается устойчивость горения дуги. Причиной неустойчивости дуги на переменном токе является синусои дальное изменение напряжения U и тока J (рисунок 12.2). В этом случае ток изменяется не только по величине, но и по направлению.

1 – трансформатор;

2 – дроссель-регулятор;

3 – электрод;

4 – изделие.

Рисунок 12.1 – Схема сварочного поста переменного тока а – точка возбуждения дуги;

в – точка угасания дуги;

а1 – точка возбуждения после смены полярности.

Рисунок 12.2 – Перерывы в горении дуги при синусоидальном переменном токе Согласно предыдущему, стабильность горения сварочной дуги зависит от условий ионизации, которая определяется не только газовой средой, но и эмиссией электронов с катода. При сварочной дуге используется термоэлек тронная эмиссия электронов, то есть разряд тока при разогреве катода дуги.

Таким образом, при постоянном токе имеет место постоянный в одну сторону направленный поток электронов и, вследствие того, разогрев катода.

Другая картина при переменном токе промышленной частоты 50 Гц.

Ток за 1 Ом имеет сто перемен по направлению, что вызывает 100-кратный переход через нулевое значение. Каждый полупериод дуга гаснет, а разогре тый катод при переходе его в анод охлаждается, что приводит к деонизации дугового промежутка. Деонизация усиливается тем, что объемные заряды га зов предшествующего полупериода направлены друг на друга. Вследствие таких периодически повторяющихся изменений физических условий горения дуга не стабилизируется, и требуются особые условия для ее стабилизации. К таким условиям относятся необходимость создания иной газовой атмосферы, что достигается обмазкой электродов специальным составом или применени ем токов высокой частоты (от осцилляторов). Голые стальные электроды на нормальных режимах сварки на переменном токе не стабилизируют дугу.

1.3) Зажигание сварочной дуги и ее стабилизация.

Техника зажигания сварочной дуги представлена на рисунке 12.3, она сводится к созданию кратковременного короткого замыкания и немедленного разрыва для разряда тока.

Электрод при включенном токе опускается вниз и приводится в сопри косновение с изделием, после чего отводится обратно. В этот момент появля ется экстра ток, который ионизирует дуговой промежуток. Удерживая конец электрода на определенном расстоянии от изделия, добиваются устойчивого горения сварочной дуги. Зажженную дугу необходимо подержать, то есть вы гнать на некоторое время на некоторую длину, не превышая диаметра элек трода и дать возможность стечь первой капле металла. Далее в зависимости от принятых токовых режимов стекание электродного металла происходит каплями либо струйкой.

Рисунок 12.3 – Схема зажигания дуги 1.4) Техника ручной дуговой сварки.

После зажигания дуги необходимо все время поддерживать ее длину постоянной. Различают длинную и короткую дугу. При длинной дуге капля, набухающая на конце электрода, отрываясь, падает в жидкую ванну и прохо дит другой промежуток, содержащий кислород и азот воздуха. Вследствие этого металл электрода окисляется, нитрируется и расплескивается, механи чески задерживаясь в расплавленном металле изделия, шов получается низко го качества. При короткой дуге набухшая на конце электрода капля соединя ется с расплавленным металлом ванны (кратера) и за счет поверхностного молекулярного натяжения образует при продольном перемещении электрода наплавку шва.

Так как электрод непрерывно расплавляется, то необходимо его пода вать вниз с тем, чтобы длина дуги оставалась определенной величины d эл. L дуги, где dэл. – диаметр электрода, мм.

Таким образом, короткая дуга обеспечивает более качественный метал лический шов, в значительной мере свободный от кислорода и азота воздуха.

Внешний вид наплавки шва при короткой дуге и нормальном режиме тока имеет правильную форму чешуйчатого валика, оканчивающегося кратером.

При длинной дуге получается валик искаженной формы. Для правильного формирования шва необходимо, чтобы электрод был наклонен в сторону движения. Угол наклона электрода составляет 15 – 20 градусов от вертикали так, как показано на рисунке 12.4. В зависимости от толщины металла коли чество слоев – швов в разделке кромок различно. Кроме того, в зависимости от рода сварного соединения и желаемой ширины шва производят попереч ные колебания концом электрода. На рисунке 12.5 показан путь электрода при сварке различных соединений.

При многослойной сварке каждый последующий шов накладывается после очистки предыдущего шва от шлака и за исключением тех режимов, которые позволяют сваривать по шлаку. Вертикальные швы в зависимости от толщины сварочного шва – металла выполняются снизу вверх или сверху вниз. Малые толщины сваривают сверху вниз.

Рисунок 12.4 – Наклон электрода при дуговой сварке – наплавке швов а) – при сварке листов одинаковой толщины (4 – 8 мм);

б) – при сварке тонких листов;

в) – при сварке листов разной толщины;

г) – при сварке тонких листов.

Рисунок 12.5 – Виды движения электрода 2) Вопросы.

1. В чем состоит сущность сварки?

2. Виды сварных соединений и швов?

3. Какова температура электрической дуги при сварке металлическими электродами?

4. В зависимости от чего выбирается диаметр электрода для сварки?

5. Как определить величину сварочного тока?

6. Какие методы скоростной ручной сварки вы знаете?

7. Техника безопасности при ручной сварке?

8. Что представляет собой электрическая дуга? Какими свойствами она должна обладать?

9. Какие преимущества дает электродуговая сварка в среде защитных газов?

13. ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №13 – УСТРОЙСТВО СВАРОЧНОГО ПОСТА ПЕРЕМЕННОГО ТОКА Цель работы: узнать устройство сварочного поста переменного тока.

Оборудование: трансформатор сварочного тока, дроссель, электродер жатель, кабели, электроды, верстак.

1) Теоретическая часть.

1.1) Сварочные трансформаторы переменного тока состоят из однофаз ного трансформатора, назначение которого заключается в понижении сети до напряжения 66 – 70 В, необходимого для сварки;

и регулятора тока или дрос селя, включенного последовательно в сварочную цепь. Дроссель служит для создания подающей характеристики и регулирования величины сварочного тока.

На рисунках 13.1, 13.2, 13.3 даны схемы постов переменного тока с раз личными сварочными трансформаторами.

Сварочный трансформатор (рисунок 13.1) представляет собой замкну тый сердечник, состоящий из отдельных пластин, изготовленных из транс форматорной стали, покрытых лаком. На сердечнике помещены обмотки 2 и 3. Обмотка 2, в которую поступает ток из сети, называется первичной, а об мотка 3, подающая ток в сварочную цепь – вторичной. Катушка первичной и вторичной обмоток перемещается симметрично на обоих стержнях транс форматора. Обмотки имеют различное число витков. Обмотка 3 имеет мень ше витков, чем обмотка 2. Возникающий в обмотке 3 ток имеет низкое напряжение, но больше по величине, чем в обмотке 2. С целью лучшего охлаждения вторичная обмотка выполняется без изоляции и помещается по верх первичной.

Дроссель состоит из сердечника 4, собранного из дисков трансформа торной стали, на котором помещена обмотка 5, включенная в сварочную цепь последовательно с дугой. Сердечник имеет подвижную часть, которую можно передвигать с помощью винта 6, вращаемого рукояткой 7. При этом воздуш ный промежуток "а" между неподвижной и подвижной частью сердечника будет увеличиваться или уменьшаться. Когда по обмотке 5 проходит пере менный ток, то в сердечнике появляется переменный магнитный поток.

1 – магнитопровод трансформатора;

2 – первичная обмотка;

3 – вторичная обмотка;

4 – магнитопровод дросселя;

5 – обмотка дросселя;

6 – винт;

7 – рукоятка;

8 – электродержатель;

9 – электрод;

10 – электрическая дуга;

11 – свариваемая деталь;

а – зазор регулируемый.

Рисунок 13.1 – Схема поста переменного тока со сварочным трансфор матором типа СТЗ 1 – первичная обмотка;

2 – вторичная обмотка;

3 – ярмо;

4 – реактивная обмотка;

5 – общий магнитопровод.

Рисунок 13.2 – Схема поста переменного тока со сварочным трансфор матором типа СТН 1 – первичная обмотка;

2 – вторичная обмотка;

3 – реактивная обмотка;

4 – магнитный шунт.

Рисунок 13.3 – Схема постоянного переменного тока со сварочным трансформатором типа СТН Этот поток будет тем меньше, чем больше величина воздушного про межутка "а", так как последний создает значительное сопротивление для про хождения магнитного тока по контуру сердечника дросселя. Магнитный по ток, пересекая нитки обмотки дросселя, в свою очередь индуктирует в них электродвижущую силу, которая будет действовать против направления дви жения тока в обмотке, образуя тем самым дополнительное сопротивление прохождению тока в сварочной цепи. Это дополнительное сопротивление принято называть индуктивным, так как оно вызвано явлением самоиндук ции. Оно будет тем выше, чем больше циркулирующий в сердечнике магнит ный поток, то есть, чем меньше промежуток "а".

Следовательно, уменьшая величину воздушного промежутка "а" путем вращения ручки дросселя против часовой стрелки, увеличиваем индуктивное сопротивление сварочной цепи и тем самым уменьшаем сварочный ток. При увеличении воздушного зазора "а", путем вращения ручки дросселя по часо вой стрелке, магнитный поток уменьшается, что вызывает уменьшение ин дуктивного сопротивления, вследствие чего сварочный ток в цепи возрастает.

Таким образом, дроссель служит:

– для получения падающей характеристики источника тока за счет па дения напряжения на его индуктивном сопротивлении;

– для повышения устойчивости горения дуги, так как введение индук тивности в цепь переменного тока приводит к сдвигу между нулевыми значе ниями и тока дуги во времени;

– для регулирования величины сварочного тока путем изменения воз душного зазора "а" в его сердечнике.

В настоящее время широкое применение имеют трансформаторы в од нокорпусном исполнении. Схемы таких трансформаторов представлены на рисунках 13.2, 13.3.

Падающая внешняя характеристика у трансформатора типа СТАН по лучается вследствие падения в реактивной обмотке 3 (рисунок 13.3). Регули рование величины сварочного тока производится введением магнитного шун та 4 в сердечник, что позволяет изменить величину магнитных потоков рассе ивания в реактивной обмотке.

Падающая характеристика у источников питания, используемых для ручной электродуговой сварки, необходима:

– для облегчения зажигания дуги за счет повышения напряжения холо стого хода;

– для обеспечения устойчивого горения дуги;

– для обеспечения практически постоянной проплавляющей способно сти дуги;

– для ограничения тока короткого замыкания.

1.2) Снятие внешней характеристики.

Под внешней характеристикой источника тока понимают зависимость между напряжением на зажимах источника тока и током сварочной цепи. На рисунке 13.4 приведены типы внешних характеристик различных источников тока.

1 – падающая;

2 – пологая;

3 – жесткая;

4 – возрастающая.

Рисунок 13.4 – Внешние характеристики источников питания 2) Порядок проведения работы.

1. Собрать схему (рисунок 13.5), подключить измерительные приборы и балластный жидкостный реостат (схему сдать мастеру).

2. Замкнуть сварочную цепь накоротко и установить минимальный ток короткого замыкания Jк.з. = 200 А.

3. Записать 7 – 8 показаний приборов при нагружении трансформатора, составив таблицу 13.1 при токе короткого замыкания Jк.з. = 200 А.

4. По табличным данным построить внешнюю характеристику свароч ного трансформатора U = p(J).

5. Построить аналогичные характеристики для токов короткого замы кания сварочного трансформатора: Jк.з. = 100 А, Jк.з. = 300 А.

3) Вопросы.

1. Виды электродов, применяемые при электродуговой сварке?

2. Для чего применяется обмазка электродов для сварки среднеуглеро дистых сталей?

3. Каково назначение флюсов?

4. Какое оборудование применяется для питания электрической дуги при сварке?

5. Назвать преимущество и недостатки сварки на переменном и на по стоянном токе?

6. Сварка на каком токе имеет более широкое применение?

7. Причины возникновения сварочных деформаций и напряжений?

8. Каковы особенности дуговой сварки углеродистых и легированных сталей?

9. Почему источники тока для сварки имеют ограничительный ток ко роткого замыкания?

10. Дайте электрические схемы дуговой сварки на постоянном и пере менном токе?

1 – сварочный трансформатор;

2 – дроссель;

3 – балластный реостат (жидкостный);

4 – амперметр (0 – 500 А);

5 – вольтметр (0 – 75 В) – 2 шт.

Рисунок 13.5 – Схема снятия внешней характеристики трансформатора Таблица 13.1 – Показания приборов U (B) J (A) 0 14. ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 14 – ГЕОМЕТРИЯ РЕЖУЩЕЙ ЧАСТИ РЕЗЦА И РАСЧЕТ УСТАНОВОЧНЫХ ПАРАМЕТРОВ ПРИ ЕГО ЗАТОЧКЕ Цель работы: изучить геометрию резца, методику определения углов установки при его заточке;

приобрести навыки пользования измерительными приборами при измерении углов резца.

Оборудование: универсальный заточный станок модели ЗА64, снабжен ный двухповоротными тисками;

прибор с угломером на стойке для контроля углов заточки резцов – 5 штук;

комплект токарных прямых проходных резцов с различной геометрией – 30 штук;

таблицы тригонометрических функций – штук;

логарифмическая линейка – 5 штук.

1) Теоретическая часть.

Геометрия резца изучается с двух позиций:

– когда форма рабочей части резца рассматривается как геометрическое тело независимо от движений при резании и положения резца относительно обрабатываемой заготовки, то есть в статическом (нерабочем) его состоянии;

– когда углы резца определяются с учетом фактической траектории движения точек режущих лезвий при наличии движений резания и фактиче ского расположения режущих лезвий относительно обрабатываемой заготов ки.

Изучение углов резца в статике необходимо для изготовления его в ме талле и заточки рабочей части. Рассмотрение углов резца в движении позво ляет определять их истинную величину в процессе резания.

Для того, чтобы существовала определенная аналогия в определении углов резца в статике и в процессе резания, статическую плоскость резания проводят через режущее лезвие резца перпендикулярно к плоскости ХY (ри сунок 14.1).

В общем случае геометрические параметры в процессе резания не сов падают со статическими геометрическими параметрами. Это объясняется тем, что вектор скорости резания по тем или иным причинам отклоняется от нор мали к статической основной плоскости ХY. Для осуществления заточки в дальнейшем будем рассматривать резец в его статическом состоянии.

1.1) Координатные плоскости для определения углов резца.

При заточке резца пользуются статическими геометрическими парамет рами, проставляемыми на чертежах. Они определяют положение передней и задней поверхностей резца относительно системы координат XYZ.

Рисунок 14.1 – Плоскость резания За статическую основную плоскость принимается плоскость XY, сов мещаемая обычно с опорной поверхностью резца. За статическую плоскость резания принимается плоскость, проходящая через главное режущее лезвие перпендикулярно к основной статической плоскости. Эти плоскости в даль нейшем будем называть соответственно основная плоскость и плоскость ре зания. Главной секущей плоскостью называется плоскость, перпендикулярная к проекции главного режущего лезвия резца на основную плоскость (рисунок 14.2). Вспомогательной секущей плоскостью называется плоскость, перпен дикулярная к проекции вспомогательного режущего лезвия резца на основ ную плоскость.

Главные углы, и измеряются в главной секущей плоскости, а вспомогательные углы 1 и 1 – во вспомогательной секущей плоскости.

1.2) Углы резца.

При рассмотрении геометрических параметров резца принимаются во внимание углы, которые задаются чертежом, и углы, необходимые для осу ществления заточки с целью получения заданной геометрии.

Передним углом резца в статике называется угол между передней по верхностью резца и основной плоскостью;

главным задним углом – угол между главной задней поверхностью резца и плоскостью резания. Эти углы измеряются в главной секущей плоскости.

Вспомогательным задним углом 1 называется угол между вспомога тельной задней поверхностью резца и плоскостью, проходящей через вспомо гательное режущее лезвие перпендикулярно к основной плоскости. Угол измеряется во вспомогательной секущей плоскости. На чертежах указывают ся также главный и вспомогательный углы в плане и 1. Главным углом в плане в статике называется угол между проекцией главного режущего лез вия на основную плоскость и плоскостью, перпендикулярной к оси резца (под осью резца понимается линия, проходящая через его вершину параллельно продольным граням тела резца). Вспомогательным углом в плане 1 называ ется угол между проекцией вспомогательного режущего лезвия на основную плоскость и плоскостью, перпендикулярной к оси резца. Углы и 1 измеря ются в основной плоскости. Кроме этих углов, задается угол наклона главно го режущего лезвия к – угол между главным режущим лезвием и основной плоскостью. Этот угол измеряется в плоскости, проходящей через главное режущее лезвие перпендикулярно к основной плоскости.

Углом заострения является угол между передней и главной задней по верхностями резца, а углом резания – угол между передней поверхностью резца и плоскостью резаний, измеряемый в главной секущей плоскости. Угол при вершине резца в плане — это угол между проекциями главного и вспо могательного режущих лезвий на основную плоскость. Они связаны между собой следующими зависимостями:

+ + = 90°;

+ = ;

+ + 1 = 180°.

1.3) Углы установки резца при его заточке.

Применяемые в настоящее время заточные станки и различные приспо собления не позволяют производить поворот резца при его заточке непосред ственно в тех плоскостях, в которых эти углы задаются чертежом. Поворот резца в нужной плоскости достигается суммой поворотов его вокруг соответ ствующих осей приспособления. Поэтому для получения заданной геометрии резца сначала нужно определить углы в продольной и поперечной плоскостях резца (рисунок 14.2) по формулам, приведенным ниже. Затем, используя по лученные данные, находят углы установки резца при его заточке.

Формулы для определения углов резца:

ctg ctg cos tg sin ;

пр ctg ctg sin tg cos ;

п ctg ctg cos пр при 0 ;

ctg ctg sin п ctg 1 пр ctg 1 cos 1 tg 1 sin 1 ;

ctg 1 п ctg 1 sin 1 tg 1 cos 1 ;

tg 1 tg sin( 1 ) tg cos( 1 ) ;

Рисунок 14.2 – Координатные плоскости и углы резца tg tg cos tg sin ;

пр tg tg sin tg cos ;

п tg ctg cos пр при 0 ;

ctg п ctg sin tg 1 tg cos( 1 ) tg sin( 1 ), где – главный задний угол;

1 – вспомогательный задний угол;

п – главный задний угол в продольной плоскости резца;

п – главный задний угол в поперечной плоскости резца;

1пр – вспомогательный задний угол в продольной плоскости резца;

1п – вспомогательный задний угол в поперечной плоскости резца;

– передний угол;

1 – вспомогательный передний угол;

пр – передний угол в продольной плоскости резца;

п – передний угол в поперечной плоскости резца;

– угол наклона главного режущего лезвия;

1 – угол наклона вспомогательного режущего лезвия;

– главный угол в плане;

1 – вспомогательный угол в плане.

Заточка производится на универсальном заточном станке модели ЗА (рисунок 14.3). Шпиндельная головка 4, закрепленная на круглой колонке, служит опорой для шпинделя, на котором устанавливается шлифовальный круг 3. Вертикальное перемещение головки осуществляется маховичком 6. На столе продольного перемещения расположена поворотная часть стола 1, на которой устанавливается приспособление для закрепления затачиваемого ин струмента. В качестве приспособлений применяются двух- или трехповорот ные тиски 2, имеющие соответственно две или три взаимно перпендикуляр ные оси поворота. Угол установки резца при повороте его вокруг горизон тальной оси отсчитывается по шкале А, а вокруг вертикальной – по шкале Б.

Для поперечного перемещения стола служат направляющие 7. Оно осуществляется маховичком 9, а продольное – маховичком 8. Для ускоренно го продольного перемещения стола служит маховичок 5, передающий движе ние столу посредством реечной пары.

Станок снабжен двухповоротными тисками. Заточка передней и задних поверхностей резца производится в следующем порядке. Сначала затачивает ся передняя поверхность резца, затем – главная задняя поверхность и послед ней – вспомогательная задняя поверхность. Для двухповоротных тисков углы установки при заточке передней поверхности резца определяются по форму лам:

1 п ;

tg 2 tg cos.

пр п 1 – стол;

2 – тиски;

3 – шлифовальный круг;

4 – шпиндельная головка;

5, 6, 8, 9 – маховичок;

7 – направляющие;

А, Б – шкала.

Рисунок 14.3 – Универсальный заточный станок модели 3А Исходное положение резца и осей приспособления относительно шли фовального круга при заточке передних и задних поверхностей показано на рисунке 14.4.

Углы установки при заточке главной задней поверхности резца опреде ляются по формулам:

1 п ;

sin tg п.

tg пр где 1 – угол установки резца при повороте его вокруг первой (горизонталь ной) оси приспособления;

2 – угол установки резца при повороте его вокруг второй (вертикальной) оси приспособления.

а – при заточке передней поверхности;

б – главной задней поверхности;

в – вспомогательной задней поверхности;

1 – горизонтальная ось приспособления, параллельная плоскости стола и рабочей поверхности торца шлифо вального круга;

2 – вертикальная ось приспособления.

Рисунок 14.4 – Исходное положение резца и осей поворота приспособления относительно шлифовального круга 1.4) Пример. Определение углов установки при заточке резца на двух поворотных тисках торцом шлифовального круга. Дано: = 15°, = 1 = 10°;

= 45°;

1 = 30°;

= –5°.

Сначала находим значение переднего угла в продольной плоскости рез ца и в поперечной плоскости пр:

о tg tg cos tg sin tg 15 cos 45 tg ( 5 ) sin 45 0, o o o ;

пр о пр 14 2 4 ;

tg tg sin tg cos tg 15 sin 45 tg ( 5 ) cos 45 0, o o o o ;

п о 6 57.

п Далее определяем значения главного заднего угла в продольной плос кости резца и в поперечной плоскости п:

ctg ctg cos tg sin ctg 10 cos 45 tg ( 5 ) sin 45 4, o o o o ;

пр о 13 4 7 ;

пр ctg ctg sin tg cos ctg 10 sin 45 tg ( 5 ) cos 45 3, o o o o ;

п о 14 1 4.

п Затем следует определить величину вспомогательного заднего угла в продольной и поперечной плоскостях резца 1пр и 1п. Для этого необходимо сначала определить угол наклона вспомогательного режущего лезвия 1 по формуле:

tg 1 tg sin( 1 ) tg cos( 1 ) ;

tg 1 tg 15 sin( 45 30 ) tg ( 5 ) cos( 45 30 ) 0, o o o o o o ;

1 13 1 7.

o Величины углов 1пр и 1п будут:

tg ( 13 1 7 ) sin ctg 1 пр ctg 1 cos 1 tg 1 sin 1 ctg 10 cos 30 5, o o o o ;

о 1 пр 11 1 5 ;

tg ( 13 1 7 ) cos ctg 1 п ctg 1 sin 1 tg 1 cos 1 ctg 10 sin 30 2, o o o o ;

о 1 п 20 4 9.

Используя найденные значения углов в продольной и поперечной плос костях резца пр, п, 1пр, 1п, пр, п определяем углы установки по формулам, приведенным выше.

Для заточки передней поверхности о 6 57 ;

1 п tg 14 2 4 cos 6 5 7 0, tg 2 tg cos o o ;

пр g 16.

o Для заточки главной задней поверхности о 14 1 4 ;

1 п tg sin 14 1 o tg п 1,000 ;

tg 13 4 tg o пр 2 o.

Для заточки вспомогательной задней поверхности о 1 1 п 20 4 9 ;

sin 1 п o sin 20 tg 2 1,7868 ;

tg 11 1 tg 1 пр o 2 60 o.

1.5) Измерение углов резца.

После заточки измерение углов резца производится различными изме рительными инструментами и специальными приборами.

Контролю подлежат следующие параметры: главный угол в плане, вспомогательный угол в плане, главный задний угол, вспомогательный задний угол, передний угол у и угол наклона главного режущего лезвия х.

На рисунке 14.5 изображена схема прибора ВНИИМСиМП, предназна ченного для контроля всех указанных углов резца прямоугольного сечения.

Конструкция прибора предусматривает использование головок с балансир ными стрелками. Прибор состоит из стола 7, укрепленного на четырех нож ках 2. На столе имеются направляющие 3, по которым перемещается опорная планка 4, закрепленная в нужном положении винтом 5, для измерения углов резца используются две сменные измерительные головки 7 и 10, закрепляе мые на необходимой высоте во втулке 8 винтом 13.

Измерительная головка 7 предназначена для измерения углов в плане.

Показания прибора определяются по шкале 14 с помощью стрелки 15, вра щающейся вокруг вертикальной оси балансира 6. Шкала 14 имеет деления от 0 до 60° в обе стороны. Для измерения передних и задних углов используется измерительная головка 10. Шкала 12 этой головки расположена в вертикаль ной плоскости и имеет деления от 0 до 40 в обе стороны. Измерения отсчи тываются с помощью стрелки 11, поворачивающейся вокруг горизонтальной оси балансира 9, для настройки прибора необходимо установить измеритель ную головку 10 или 7 соответственно измеряемому углу, а опорную планку в наиболее удобное положение по одному из контролируемых резцов.

Для измерения переднего и заднего углов, угла наклона главного ре жущего лезвия и углов в плане используется также настольный угломер со сменными шкалами, изображенный на рисунке 14.6.

Этот прибор состоит из основания 7 и стойки 2, на которой могут быть установлены и закреплены в нужном положении сменные державки 3, 6, и 9.

При контроле переднего и заднего углов используется державка 3 со шкалой 4, на которой нанесены деления в градусах от 0 до 30° вверх от нулевой риски и от 0 до 60 вниз от нулевой риски. Отсчет измеряемого угла резца произво дится с помощью шаблона 5, имеющего две измерительные площадки, распо ложенные под углом 90° друг к другу, и указателя в виде риски. Для контроля углов наклона главного режущего лезвия предназначена шкала 8 с указателем 7, закрепляемая на стойке державкой 6, а для контроля углов в плане служит горизонтально расположенная в державке 9 шкала 10 с указателем 11, имею щим одну измерительную площадку.

1 – стол;

2 – ножи;

3 – направляющие;

4 – опорная планка;

5 – винт;

6 – вертикальная ось балансира;

7, 10 – измерительные головки;

8 – втулка;

9 – горизонтальная ось балансира;

11 – стрелка;

12 – шкала;

13 – винт;

14 – шкала;

15 – стрелка.

Рисунок 14.5 – Прибор ВНИИМСиМП для контроля углов резцов В серийном и массовом производстве резцов контроль углов произво дится специальными угловыми шаблонами. Углы шаблонов контролируются с помощью инструментального микроскопа.

2) Порядок проведения работы.

1. Получить у преподавателя свой вариант индивидуального задания в виде заточенного токарного прямого проходного резца с номером, соответ ствующим этому варианту.

2. Ознакомиться с устройством измерительных приборов и произвести следующие измерения углов заточенного резца:

а) в главной секущей плоскости – и ;

б) во вспомогательной секущей плоскости – 1;

в) в плоскости резания – ;

г) в основной плоскости – и.

3. Определить углы резца, и по формулам, приведенным в подраз деле "Углы резца".

4. Произвести расчет углов установки резца для его заточки в соответ ствии с индивидуальным заданием по рекомендуемой схеме (подраздел "Уг лы установки резца при его заточке").

1 – основание;

2 – стойка;

3, 6, 9 – сменные державки;

4, 8, 10 – шкала;

5 – шаблон;

7, 11 – указатель.

Рисунок 14.6 – Прибор для контроля углов резца 5. По расчету одного из студентов лаборант демонстрирует контроль ную заточку резца. После этого производится измерение полученных углов и определяется величина возможных погрешностей.

3) Содержание отчета.

1. Эскиз головки резца в плане и разрезы, определяющие геометрию резца, с обозначениями всех углов.

2. Расчет углов установки резца 1 и 2 при его заточке.

3. Результаты расчетов и измерений свести в таблицу.

15. ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 15 – УСТРОЙСТВО И КИНЕМАТИКА ТОКАРНО-ВИНТОРЕЗНОГО СТАНКА Цель работы: изучить устройство и кинематику токарно-винторезного станка модели 1К62 и выбрать рациональный режим резания, исходя из воз можностей станка и инструмента.

Оборудование: токарно-винторезный станок модели 1К62;

принадле жности к станку: патроны самоцентрирующийся и четырехкулачковый, цен тры, подвижный и неподвижный люнеты, хомутики;

токарные резцы: про ходной, отрезной, подрезной, резьбовой, расточный (2 шт.);

заготовки;

плака ты.

1) Теоретическая часть.

1.1) Универсальный токарно-винторезный станок предназначен для об работки деталей, имеющих форму тел вращения, а также для нарезания рез цом различных типов резьб.

Устройство и назначение основных узлов и механизмов станка. На ри сунке 15.2 представлен общий вид универсального токарно-винторезного станка модели 1К62.

Станина II служит для соединения всех основных узлов и частей станка.

На ней смонтированы передняя бабка, суппорт III с фартуком V и резцедер жатель, задняя бабка IV, коробка подач VIII, ходовой вал VI и ходовой винт VII.

Передняя бабка I используется для установки шпинделя IX. В данном станке в передней бабке расположена и коробка скоростей, представляющая собой шестеренчатый механизм и предназначенная для сообщения шпинделю различных чисел оборотов. Коробка подач служит для осуществления нуж ной подачи или заданного шага нарезаемой резьбы. Ходовой вал передает движение от коробки подач к механизму фартука. Он используется для осу ществления продольной или поперечной подачи при точении. Ходовой винт перемещает суппорт в продольном направлении при нарезании резьб. Суп порт (рисунок 15.1) с резцедержателем и фартуком служит для закрепления резца и сообщения ему подачи в нужном направлении.

Таблица 15.1 – Техническая характеристика станка Наибольший диаметр изделия, обрабатываемого над станиной, мм Наибольший диаметр детали, обрабатываемой над нижней кареткой суппорта, мм Наибольший диаметр обрабатываемого прутка, мм Наибольшее расстояние между центрами, мм 710, 1000 Наибольшая длина обтачивания, мм 640, 930, Пределы чисел оборотов шпинделя в минуту 12,5 – Предел продольных подач, мм/об 0,070 – 4, Предел поперечных подач, мм/об 0,035 – 2, Нарезаемые резьбы: метрическая, шаг, мм 1 – дюймовая, число ниток на 1" 24 – модульная, шаг в модулях 0,5 – питчевая, шаг в питчах 96 – Мощность главного электродвигателя, кВт Задняя бабка (рисунок 15.3) предназначена для поддержания центра об рабатываемой заготовки, используется также для закрепления различных ин струментов – сверл, зенкеров, разверток и других.

1.2) Кинематическая схема токарно-винторезного станка показана на рисунке 15.4. Она включает кинематическую цепь главного движения и цепь подач.

1 – поперечный суппорт;

2 – винт поперечной подачи;

3 – гайка винта поперечной подачи;

4 – Т-образный паз для поворота верхнего суппорта;

5 – гайка для закрепления поворотного круга верхнего суппорта после его установки;

6 – верхний суппорт;

7 – ось резцедержателя;

8 – рукоятка резцедержателя;

9 – четырехпозиционный резцедержатель;

10 – пружина резцедержателя для освобождения его от фиксации;

11 – винт для перемещения верхнего (поворотного) суппорта вручную;

12 – направляющие для верхнего суппорта;

13 – болты для крепления поворотного круга верхнего суппорта;

14 – поворотный круг со шкалой (в градусах) для отсчета угла поворота верхнего суппорта;

15 – маховичок ручной поперечной подачи;

16 – зубчатое колесо для осуществления поперечной механической подачи;

17 – продольный суппорт.

Рисунок 15.1 – Суппорт станка Кинематическая цепь главного движения связывает вращательные дви жения электродвигателя и шпинделя:

n Э. Д. n об. шп., и в общем виде может быть представлена уравнением n n Э. Д. i пр i к. с., об/мин, где n – число оборотов шпинделя в минуту;

nЭ.Д. – число оборотов электродвигателя в минуту;

iпр – передаточное отношение привода;

– коэффициент проскальзывания ремня ( = 0,98);

iк.с. – передаточное отношение коробки скоростей.

1 – лимб для деления окружности заготовки при нарезании многозаходных резьб (60 делений);

2, 5 – рукоятки установки чисел оборотов шпинделя;

3 – рукоятка установки увеличенного, нормального шага резьбы и положения при делении на многозаходные резьбы;

4 – рукоятка установки правой и левой резьбы и подачи;

6 – кнопка включения реечной шестерни при нарезании резьбы;

7 – рукоятка фиксации и закрепления резцедержателя;

8 – винт крепления каретки для торцовых работ;

9 – рукоятка подачи верхнего суппорта, 10 – кнопки пуска и останова электродвигателя;

11 – кнопка включе ния ускоренных перемещений продольного и поперечного суппортов;

12 – рукоятка креп ления пиноли задней бабки;

13 – выключатель насоса охлаждения;

14 – линейный выклю чатель;

15 – выключатель местного освещения;

16 – рукоятка крепления задней бабки;

17 – маховичок перемещения пиноли задней бабки;

18 – гайка болта дополнительного крепления задней бабки;

19 – рукоятка управления ходами суппортов;

20, 24 – рукоятки включения, выключения и реверсирования шпинделя;

21 – рукоятка включения разъемной гайки;

22 – рукоятка суппорта поперечной подачи;

23 – маховичок ручного перемещения суппорта продольной подачи;

25 – рукоятка установки величины подачи и шага резьбы;

26 – рукоятка включения на подачу резьбу и архимедову спираль.

Рисунок 15.2 – Общий вид токарно-винторезного станка модели 1К 1 – направляющие станины;

2 – основание;

3 – направляющие для поперечного перемещения;

4 – корпус;

5 – винт для закрепления пиноли;

6 – штифт для предотвращения поворота пиноли;

7 – рукоятка для закрепления пиноли;

8 – пиноль;

9 – винт для перемещения пиноли;

10 – гайка пиноли;

11 – маховичок;


12 – винт для сдвига корпуса задней бабки в поперечном направлении.

Рисунок 15.3 – Задняя бабка станка Приводим следующие уравнения баланса цепи главного движения:

– при включении блока Б5 вправо:

21 55 51 22 22 39 88 88 29 об/мин;

n 1450 0,98 56 45 254 47 34 45 45 38 38 – при включении блока Б5 влево:

21 55 51 39 29 об/мин.

n 1450 0,98 254 47 34 38 38 Из приведенных уравнений видно, что шпиндель теоретически получа ет 30 скоростей вращения. Но ввиду повторяемости передаточных отношений зубчатых колес число скоростей сокращается до 24. Кроме того, максималь ное число оборотов шпинделя при включенном переборе мало отличается от минимального числа оборотов его при выключенном переборе, когда движе ние передается шпинделю напрямую. Поэтому практически шпиндель полу чает всего 23 скорости прямого направления вращения.

При включении муфты Ф2 вправо шпиндель получит 12 скоростей об ратного направления вращения, так как вал I передает валу II не две, а только одну скорость.

Кинематическая цепь продольной подачи связывает вращательное дви жение шпинделя VI и реечного колеса 10.

S 1 об. шп. об. реечн. колеса, m z где S – продольная подача, мм/об;

m – модуль реечного колеса;

z – число зубьев реечного колеса.

Приводим уравнение баланса кинематической цепи продольной подачи в общем виде S 1 i р i г i к.п. i ф, m z где iр – передаточное отношение реверсивного механизма цепи подач;

iг – передаточное отношение зубчатых колес гитары;

iк.п. – передаточное отношение зубчатых колес коробки подач;

iф – передаточное отношение механизма фартука при включении про дольной подачи.

Рисунок 15.4 – Кинематическая схема токарно-винторезного станка модели 1К В качестве примера приведем уравнение баланса кинематической цепи продольной подачи при зацеплении колес:

60 42 42 95 35 37 28 36 35 28 28 15 28 27 20 4 40 14 S.

1 3,14 3 60 42 95 50 37 35 25 44 28 35 35 48 56 20 28 20 37 Кинематическая цепь поперечной подачи связывает вращательные движения шпинделя и ходового винта поперечной подачи XXII:

Sп 1 об. шп. об. винта.

t х.в. п.

Уравнение баланса кинематической цепи поперечной подачи в общем виде можно записать Sп 1 i р i г i к.п. i ф ', t х.в. п.

где – передаточное отношение механизма фартука при включении попе ' iф речной подачи;

tх.в.п. – шаг ходового винта поперечной подачи;

Sп – поперечная подача, мм/об.

Муфта обгона Мо коробки подач позволяет сообщать суппорту уско ренное движение от электродвигателя N = 1 кВт без выключения рабочей по дачи. Включение ходового винта осуществляется перемещением блока Б вправо. Перемещением этого же блока влево ходовой вал включается напря мую, минуя муфту обгона. Такое включение необходимо при нарезании тор цовой резьбы (архимедовой спирали). Прямая продольная подача включается муфтой М8 механизма фартука, а обратная – муфтой М7. Прямая поперечная подача включается муфтой М6, а обратная – муфтой М5. Предохранительная муфта Мп служит для предохранения механизма подачи от перегрузки.

2) Порядок проведения работы.

1. Ознакомиться с общим устройством и кинематикой токарно-винто резного станка модели 1К62.

2. Ознакомиться с примером расчета рационального режима резания.

3. Выполнить необходимые расчеты в соответствии с индивидуальным заданием.

4. По данным расчета одного из студентов лаборант демонстрирует настройку, наладку и работу станка.

3) Содержание отчета.

1. Схематически изобразить общий вид токарно-винторезного станка и показать основные части и узлы его, их наименования и назначение.

2. Схематически изобразить кинематическую цепь главного движения.

3. Привести расчет (подробный) по определению силы и скорости реза ния, а также эффективной мощности и мощности электродвигателя.

4. Проиллюстрировать схемой определение основного технологическо го времени.

16. ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 16 – НАСТРОЙКА ТОКАРНО ВИНТОРЕЗНОГО СТАНКА ДЛЯ НАРЕЗАНИЯ РЕЗЬБ Цель работы: изучить кинематику токарно-винторезного станка в связи с нарезанием различных типов резьб, а также ознакомить студентов с мето дами расчета по подбору сменных зубчатых колес гитары.

Оборудование: универсальный токарно-винторезный станок модели 1К62;

резьбовой резец;

стальная цилиндрическая заготовка d = 40 – 80, l = – 300 мм;

резьбовой шагомер метрический;

штангенциркуль;

логарифмиче ская линейка (5 шт.).

1) Теоретическая часть.

На токарно-винторезном станке резьба нарезается путем многократных последовательных проходов резцом. Этот способ применяется обычно в еди ничном и мелкосерийном производствах. При массовом производстве резьбы изготавливают резьбонарезными головками, резьбовыми фрезами, накатками, плашками и метчиками.

Резьбы бывают однозаходные и многозаходные. По профилю резьбы делятся на треугольные, прямоугольные (ленточные), упорные, полукруглые и трапецеидальные. По шагу – метрические, дюймовые, модульные и питче вые. Шаг резьбы – это расстояние между двумя одноименными точками двух смежных витков.

Для многозаходной резьбы:

T, S p k где Sp – шаг нарезаемой резьбы, мм;

Т – ход резьбы (шаг винтовой линии), мм;

k – число заходов резьбы (для однозаходной резьбы Sp = T).

Шаг дюймовой резьбы обычно задается числом ниток (витков) на 1". С достаточной для практики точностью можно считать, что 1" = 25,4 мм (более точно 1" = 25,39998 мм).

Шаг резьбы в дюймах будет:

дюйм, " S р n где n – число ниток на 1".

В тех случаях, когда резьба сопрягается с зубчатым колесом (червячное зацепление), применяют модульные и питчевые резьбы.

Модулем m называется отношение шага зубчатого колеса к числу :

t, мм.

m Когда шаг зубчатого колеса t равен шагу сопрягаемой с ним резьбы:

S p m, мм.

Модуль может быть выражен через диаметр делительной окружности зубчатого колеса (Dдел) и число его зубьев z:

tz D дел, откуда D дел m, z где Dдел – диаметр делительной окружности зубчатого колеса, мм;

z – число зубьев зубчатого колеса.

Однако полученным выражением нельзя пользоваться для определения модуля. Это выражение указывает лишь на то, что модуль численно равен по лученному отношению. Если бы, например, мы пожелали определить модуль рейки, воспользовавшись полученным выражением, то получили бы D дел неопределенности.

m z Модули цилиндрического зубчатого колеса можно выразить через диа метр наружной окружности Dнар и число его зубьев z (рисунок 16.1). Прини мая во внимание, что высота головки зуба h1 = m, можно написать:

D нар D дел 2 h 1 z m 2 m m ( z 2 ), откуда D нар m.

z Полученной формулой на практике пользуются для определения моду ля, так как наружный диаметр колеса можно измерить, а число зубьев легко сосчитать.

Рисунок 16.1 – Окружности зубчатого колеса В США и Англии вместо модульных резьб применяют питчевые. Питч Р (диаметральный шаг) есть число, показывающее, сколько зубьев колеса приходится на 1" диаметра его делительной окружности z z 1/дюйм.

P t z t D дел На практике (при ремонтных работах) иногда бывает необходимо пит чевое зубчатое колесо изготовить модульным инструментом. В этом случае питч колеса следует перевести в модуль.

Воспользуемся определением для питча и модуля:

1/дюйм;

P t t мм.

m Из первого равенства получим шаг 25, мм.

t P Из второго мм.

t m Приравнивая части этих равенств, получим:

25, 1/дюйм;

P m 25, мм.

m P 1.1) Составление уравнений баланса кинематических цепей токарно винторезного станка для его настройки при нарезании резьб.

У всех токарно-винторезных станков имеются две основные кинемати ческие цепи: кинематическая цепь главного движения (связывающая конеч ные вращательные движения электродвигателя и шпинделя);

кинематическая цепь подач (связывающая конечные вращательные движения шпинделя и хо дового винта или реечного колеса).

Первой кинематической цепью пользуются при определении чисел оборотов шпинделя и к.п.д. станка, второй при настройке станка для нареза ния резьб или для осуществления нужной подачи при точении.

Рассмотрим кинематическую цепь подач токарно-винторезного станка модели 1К62 с метрическим ходовым винтом.

Цепь подачи на токарно-винторезных станках начинается от шпинделя, так как подача определяется за время одного его оборота. Движение от шпин деля к суппорту передается через зубчатые колеса z = 60 шпинделя и z = блока Б6 вала VII либо через звено увеличения шага. Далее движение переда ется на вал IX коробки подач через зубчатые колеса гитары.

Механизм коробки подач позволяет передавать движение по трем ос новным направлениям:

1. При нарезании метрических и модульных резьб включают муфты M и М3. Муфта М2 выключена. В этом случае вращение передается от вала IX на вал X и далее на вал XI через шестеренчатый конус и зубчатые колеса 36 – – 28 накидной обоймы валу X. От вала X движение передается через муфту М валу XII, от которого посредством перемещения двух блоков Б11 и Б12 вал XI получает 7 4 = 28 различных оборотов. Далее движение передается на ходо вой вал XVI или же ходовой винт XV, если включить муфту М4, то есть пере местить вправо блок зубчатых колес Б13.

2. При нарезании дюймовых и питчевых резьб муфты М1, М2 и М3 вы ключены. Движение от вала IX передается через зубчатые колеса 35/ 28/35 валу X и через шестерни накидной обоймы шестеренчатому конусу. Да лее через зубчатые колеса движение передается валу XII. Движение от вала XII к валу XIV передается так же, как и в первом случае.

3. При нарезании резьб повышенной точности включают муфты М1, М и М4 в результате чего соединяются между собой валы IX, XI, XIV и ходовой винт XV. В этом случае вращательное движение от вала IX передается напря мую ходовому винту XV, минуя коробку подач.

Для настройки цепи подач при нарезании резьбы связываем конечные вращательные движения шпинделя и ходового винта S 1 об. шп. об. винта.

p t х.в.

Идя по схеме от шпинделя к ходовому винту, получим следующее уравнение баланса:

S р 1 i р i г i к.п., (16.1) t х.в.

где iр – передаточное отношение зубчатых колес механизма реверса;

iг – передаточное отношение зубчатых колес гитары;

iк.п. – передаточное отношение зубчатых колес коробки подач;

Sp – шаг резьбы, мм;

Tх.в. – шаг ходового винта станка, мм (Tх.в. = 12 мм).

iр имеет два значения:

– для прямого направления вращения:

60 i1 p 1;

60 60 28 i2 p.

60 56 – для обратного направления вращения:

60 35 1.

/ i p 60 28 Два значения имеет также iг:

– при нарезании метрических и дюймовых резьб:

42 i1 г ;

95 – при нарезании модульных и питчевых резьб:

64 i2 г.

95 Шаг резьбы при этом устанавливается только за счет настройки короб ки подач, для чего пользуются имеющимися на станке таблицами, в которых указывается положение рукояток, соответствующее тому или иному шагу резьбы.

В случае включения звена увеличения шага левая часть уравнения (16.1) умножается на iзв.

Для принятого станка 54 88 i1 зв, 27 22 увеличивает шаг резьбы в 8 раз и 54 88 88 i 2 зв, 27 22 22 увеличивает шаг резьбы в 32 раза.

Звено увеличения шага используют для нарезания метрических, мо дульных, многозаходных и других резьб. Включается звено увеличения шага переключением блока Б6 вправо. При этом блок Б5 также необходимо пере ключить вправо.

1.2) Расчетные формулы для настройки токарно-винторезного станка при нарезании резьб повышенной точности. В тех случаях, когда требуется нарезать резьбу повышенной точности или нестандартную резьбу, коробка подач отключается посредством муфт М1, М2, М4, и настройка станка произ водится только за счет сменных зубчатых колес гитары с передаточным от ношением iсм (рисунок 16.2).

К токарно-винторезным станкам обычно придается "пятковый" набор сменных зубчатых колес с числом зубьев 20, 25, 30, 35,..., 120 включительно.

Кроме того, в наборе имеется одно зубчатое колесо со 127 зубьями для наре зания дюймовых резьб.

При настройке станка для нарезания указанных резьб принимаем iр = 1.

Так как при выключенной коробке подач iк.п. = 1, то, согласно уравнению ба ланса (16.1), расчетная формула настройки гитары для нарезания метрической резьбы будет иметь вид:

S p i см, t х.в.

где iсм – передаточное отношение сменных зубчатых колес гитары.

Рисунок 16.2 – Схема нарезания резьбы При нарезании дюймовой резьбы в соблюдении одинаковой размер S p ности для шага резьбы и шага ходового винта расчетная формула будет:

S p 25, i см ;

t х.в.

где – шаг резьбы в дюймах, равный 1/n (n – число ниток на 1").

S p При нарезании модульной резьбы, учитывая, что шаг резьбы, выражен ный через модуль S р m, расчетная формула имеет вид:

m i см.

t х.в.

Для питчевой резьбы, у которой шаг выражен в дюймах, расчетная формула будет:

25, i см.

Р t х.в.

При определении передаточных отношений гитары для нарезания мо дульных и питчевых резьб значение можно принять равным 22/7, более точно – 19 21/127.

При нарезании многозаходных модульных и питчевых резьб (червяков) числитель формулы умножается на число заходов резьбы k.

1.3) Нарезание нестандартных резьб при использовании сменных зубча тых колес гитары и коробки подач.

В данном случае задача сводится к тому, чтобы зубчатые колеса, уста новленные на гитаре для резьбы, заменить сменными колесами "пяткового" набора для получения заданного шага.

Пусть, например, необходимо нарезать метрическую резьбу с шагом Sp.

В таблице станка имеется резьба с ближайшим шагом Sтабл.

Для табличного шага уравнение баланса цепи имеет вид S табл 1 i р i г i к.п..

t х.в.

Из данного уравнения при iр = S табл i к.п..

t х.в.i г При нарезании метрической резьбы: iг.

Для заданного шага уравнение баланса цепи имеет вид;

S р 1 i р i г i к.п., t х.в.

из которого S p i см.

t х.в. i к. п.

Подставляя найденное выражение iк.п. в данное уравнение, получим расчетную формулу для настройки станка при нарезании метрической резьбы с заданным шагом Sр:

42 S p i см.

50 S табл Рассуждая аналогично, получим расчетные формулы для настройки станка при нарезании резьб:

S p – дюймовой: i см ;

50 S табл 64 m – модульной: i см ;

97 m табл Р табл – питчевой: i см.

Р 1.4) Настройка станка для нарезания торцовой резьбы (архимедовой спирали).

При нарезании архимедовой спирали (резьбы на плоскости) движение от шпинделя передается через ходовой вал и механизм фартука винту попе речной подачи.

Уравнение баланса кинематической цепи составим исходя из конечных движений:

S 1 об. шп. об. х. винта, р.п.

t х.в. п.

S р.п.

1 i р i г i к.п. i ф ', (16.2) t х.в. п.

где – передаточное отношение шестеренчатого механизма фартука при ' iф включенной поперечной подаче;

Sp.п. – шаг нарезаемой спирали;

Tх.в.п. – шаг ходового винта поперечной подачи.

При включении звена увеличения шага левая часть уравнения (16.2) умножается на iзв.

Расчетная формула для настройки гитары в соответствии с уравнением (16.2) будет:

S p.п.

i см.

i ф t х.в. п.

' Здесь ip и iк.п. равны единице.

Для получения правильного профиля резьбы должны быть соблюдены следующие условия:

– угол профиля резца е должен быть равен углу профиля резьбы в осе вом сечении;

– передний угол резца у, во избежание искажения профиля резьбы, должен быть равен нулю, а передняя поверхность его установлена в плоско сти, проходящей через ось нарезаемого винта;

– биссектриса угла должна быть перпендикулярна к оси нарезаемого винта.

Точность шага резьбы зависит главным образом от точности шага хо дового винта.

1.5) Четная и нечетная резьба.

Резьба называется четной, если отношение шага ходового винта к шагу нарезаемой резьбы:

t х.в.

k S p есть целое число. В остальных случаях резьба будет нечетная.

При нарезании четной резьбы можно размыкать гайку ходового винта, и резец при повторном проходе всегда будет попадать в нарезаемую нитку.

При нарезании нечетной резьбы, когда резец не попадает в нитку при повтор ных проходах, пользуются следующими способами:

– после каждого прохода отводят резец и, не размыкая гайки, включают обратный ход станка для возвращения резца в исходное положение;

– делают отметку (обычно мелом) на ходовом винте и станине, а также на маховичке фартука и на самом фартуке. В начале очередного прохода при разомкнутой гайке выжидают, чтобы все метки совпали одновременно. В этот момент замыкают гайку ходового винта, что обеспечивает попадание резца в канавку резьбы.

1.6) При нарезании многозаходных резьб переход от одной нитки к дру гой выполняется: 1) посредством поворота нарезаемой детали при помощи поводкового патрона, имеющего для этой цели соответствующее число про резей;

2) при помощи градуированного патрона;

3) перемещением верхнего суппорта на величину шага нарезаемой резьбы (контролируется перемещение индикатором или по лимбу);

4) поворотом на нужный угол первого ведущего колеса относительно сопряженного с ним ведомого при рассоединенной гита ре. Необходимый поворот может быть осуществлен, если число зубьев веду щего колеса кратно числу заходов нарезаемой резьбы. Для удобства поворо тов на одной из впадин ведомого колеса и на соответствующих зубьях веду щего наносятся мелом метки.

Для нарезания многозаходной резьбы в станке модели 1К62 на заднем конце шпинделя имеется специальная шкала с 60 делениями, позволяющая осуществлять поворот шпинделя при разомкнутом положении блока Б6 на числа заходов, кратные числу 60. В массовом производстве многозаходные резьбы нарезаются гребенкой или специальным набором резцов.

1.7) Сцепляемость сменных зубчатых колес гитары. После того как пе редаточное отношение сменных зубчатых колес гитары определено, необхо димо проверить их сцепляемость.

Условие сцепляемости можно определить, рассматривая схему распо ложения зубчатых колес на гитаре, представленную на рисунке 16.3.

Для первой пары колес z 3 m z1 m z2 m или r1 r 2 r3, 2 2 где r1... 6 – радиус колеса, мм;

z1…6 – число зубьев колеса;

m – модуль колеса.

Сократив правую и левую часть полученного выражения на m/2, а так же, учитывая толщину первого вала и высоту головки зуба третьего колеса, можно окончательно записать z 1 z 2 z 3 (15 20 ).

Аналогично условия сцепляемости для следующих пар колес будут:

z 3 z 4 z 2 (15 20 ) ;

z 5 z 6 z 4 (15 20 ).

В том случае, если условия сцепляемости не удовлетворяются, меняют местами между собой ведущие или ведомые зубчатые колеса или сцепляю щиеся пары колес. При необходимости можно устанавливать промежуточное колесо.

Рисунок 16.3 – Схема расположения зубчатых колес на гитаре 2) Порядок проведения работы.

1. Ознакомиться с кинематической цепью станка при нарезании резьб.

2. Ознакомиться с методикой определения передаточных отношений и подбора сменных колес гитары при нарезании метрической, дюймовой, мо дульной и питчевой резьб.

3. Выполнить необходимые расчеты настройки станка для нарезания резьб в соответствии с индивидуальным заданием (таблица 16.1).

4. По данным расчета одного из студентов лаборант демонстрирует установку шестерен на гитаре и процесс нарезания резцом резьбы треуголь ного профиля.

3) Содержание отчета.

1. Изобразить схему цепи подач шпиндель – ходовой винт.



Pages:     | 1 || 3 |
 

Похожие работы:





 
© 2013 www.libed.ru - «Бесплатная библиотека научно-практических конференций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.