Методическое руководство по работе на токарно-винторезном станке 16К20

Цель и задачи лабораторной работы. Данное руководство описывает последовательность выполнения лабораторной работы по освоению токарно-винторезного станка. Основные задачи включают изучение устройства станка, снятие его технических характеристик, закрепление навыков назначения режимов резания и проведение практической наладки оборудования. Выполнение этих этапов позволяет получить комплексное представление о технологическом процессе точения и принципах управления современным металлорежущим оборудованием.

Изучение устройства токарно-винторезного станка. Первым этапом работы является ознакомление с конструкцией токарно-винторезного станка, представленной на рис. 7.7. Необходимо зарисовать общую схему станка, обозначив его основные узлы. К ним относятся станина (4), передняя бабка (1) с коробкой скоростей и шпинделем, задняя бабка (3) с пинолью, продольный суппорт (2) с фартуком (6), коробка подач (10), а также ходовой винт (7) и ходовой валик (8). Понимание функции каждого узла критически важно для последующей настройки станка.

Рис. 7.7. Токарно-винторезный станок: 1 – передняя бабка; 2 – продольный суппорт; 3 – задняя бабка; 4 – станина; 5 и 9 – тумбы; 6 – фартук; 7 – ходовой винт; 8 – ходовой валик; 10 – коробка подач; 11 – гитары сменных шестерен

Снятие технических характеристик станка 16К20. Следующим шагом является снятие технических характеристик с конкретного станка модели 16К20. Ключевые параметры, которые необходимо зафиксировать, включают: высоту центров над станиной в миллиметрах, определяющую максимальный диаметр обрабатываемой заготовки; расстояние между центрами, ограничивающее максимальную длину детали; диапазон частоты вращения шпинделя (об/мин); диапазоны продольной и поперечной подач (мм/об); и мощность электродвигателя (кВт). Эти данные являются основой для расчета допустимых режимов резания.

Назначение режима резания для детали. На основе заданного чертежа детали, аналогичного представленным на рис. 7.9 и рис. 7.10, и размеров исходной заготовки необходимо назначить режим резания для операции чернового или чистового обтачивания. Последовательность определения параметров строго регламентирована блок-схемой на рис. 7.4. Она включает расчет глубины резания t, выбор подачи S по таблицам, определение табличной скорости резания Vтабл и расчет расчетного числа оборотов n.

Рис. 7.4. Последовательность определения параметров элементов режима резания

Практическая наладка станка и заполнение таблицы. После теоретических расчетов необходимо получить разрешение учебного мастера на проведение практической наладки станка. Станок настраивается на заданную операцию, что включает установку заготовки в патрон (рис. 7.8), закрепление резцов в резцедержателе (рис. 7.9) или сверла в пиноли задней бабки (рис. 7.10). Все полученные и скорректированные по паспорту станка значения параметров заносятся в итоговую таблицу 7.6, где фиксируются наименование обработки, материал инструмента, глубина резания t, подача S, число оборотов станка nст и действительная скорость резания V.

Рис. 7.8. Установка и закрепление детали в патроне

Рис. 7.9. Установка резцов в резцедержателе для отрезания детали от прутка

Рис. 7.10. Сверло, закрепленное в коническое отверстие в пиноли задней бабки

Таб. 7.6. Параметры элементов режима резания

Конструктивные особенности токарного станка. Станина (4) с призматическими направляющими является базовым несущим элементом, на котором монтируются все основные узлы. Она установлена на двух тумбах: в передней тумбе (9) расположен электродвигатель главного привода, а в задней (5) – бак для смазочно-охлаждающей жидкости (СОЖ) и насосная станция для ее подачи. Жесткость и точность станины напрямую определяют точность всего процесса обработки.

Функциональность передней бабки и коробки подач. В передней бабке (1) смонтирована коробка скоростей, которая обеспечивает получение различных частот вращения шпинделя. На шпинделе закрепляются зажимные приспособления, такие как патроны и план-шайбы, для передачи крутящего момента заготовке. Коробка подач (10), закрепленная на станине, содержит механизмы, позволяющие получать разные скорости движения суппортов, тем самым регулируя величину подачи.

Устройство суппорта и задней бабки. Продольный суппорт (2) перемещается по направляющим станины и обеспечивает продольную подачу резцу. На нем установлена поперечная каретка для перемещения инструмента перпендикулярно оси заготовки, а также верхний суппорт с поворотным резцедержателем. Задняя бабка (3) служит для поддержания конца длинной заготовки с помощью центра или для закрепления осевого инструмента (сверл, зенкеров) в своей пиноли.

Рис. 7.5. Задание 1. Вал, изготовленный из горячекатаной стали 40Х круглого сечения диаметром 46 мм

Рис. 7.6. Задание 2. Вал, изготовленный из горячекатаной стали 20 круглого сечения диаметром 80 мм

Примеры заданий для практической работы. В качестве практических заданий для расчета режимов резания предлагаются две детали: Вал из стали 40Х диаметром 46 мм (рис. 7.5) и Вал из стали 20 диаметром 80 мм (рис. 7.6). Для этих заготовок требуется самостоятельно выполнить полный цикл расчетов, начиная от определения глубины резания по формуле t = (D - d)/2 и заканчивая определением действительной скорости резания V по формуле V = πD nст / 1000.

Сведения об авторах и источниках:

Авторы: Е.А. Астафьева, Ф.М. Носков.

Источник: Технология конструкционных материалов.

Данные публикации будут полезны студентам бакалавриата по направлению «Машиностроение», а также всем, кто изучает дисциплину «Технология конструкционных материалов» в рамках укрупненной группы специальностей «Материаловедение, металлургия и машиностроение».