Технология машиностроения : металлорежущие станки и инструменты

УДК 621 

С28 

Р е ц е н з е н т 
кандидат технических наук, доцент ЕЛ. Малое 

Седых Л.В. 

С28 
Технология машиностроения: Металлорежущие станки и 

инструменты: Лаб. практикум. -М.: МИСиС, 2003. - 27 с. 

Рассмотрены теоретические положения, необходимые для подготовки 
студентов к выполнению лабораторных работ, посвященных изучению конструкции и кинематике универсальных станков. Описан порядок проведения 
работ. В практикуме указаны контрольные вопросы и дана соответствующая 
литература. 

Лабораторный практикум предназначен для студентов, выполняющих 
лабораторные работы по курсу «Технология машиностроения. Металлорежущие станки и инструменты». 

© Московский государственный институт 
стали и сплавов (Технологический 
университет) (МИСиС), 2003 

ОГЛАВЛЕНИЕ 

Предисловие 
4 

Лабораторная работа 1 
5 

Изучение кинематики коробки скоростей токарновинторезного станка 16К20 
5 

Лабораторная работа 2 
10 

Наладка токарно-винторезного станка 16К20 для производства 
длинных валов 
10 

Лабораторная работа 3 
13 

Изучение устройства гитары сменных колес токарновинторезного станка 16К20 
13 

Лабораторная работа 4 
16 

Наладка токарно-винторезного станка 16К20 на обработку 
конусов 
16 

Лабораторная работа 5 
19 

Сравнительный анализ характеристик токарного станка 
16К20ФЗ с ЧПУ и токарно-винторезного станка 16К20 
19 

Лабораторная работа 6 
23 

Нлоскошлифовальный станок ЗЕ711В 
23 

3 

ПРЕДИСЛОВИЕ 

в лабораторном практикуме изучаются конструкция и кинематика 
универсальных станков на примере токарно-винторезного станка 
16К20 и плоскошлифовального станка ЗЕ711В, а также конструкция 
и кинематика станков с числовым программным управлением (ЧПУ) 
на примере станка 16К20ФЗ. Рассматриваются методы обработки 
сложных поверхностей с использованием различных приспособлений. Изучаются конструкции самих приспособлений. 

В процессе выполнения лабораторной работы студенты закрепляют полученный на лекциях теоретический материал. 

В отчет о проделанной работе включают следующие материалы: 
- краткое изложение теоретических основ и методики проведения 
работы; 

- описание используемого оборудования и приспособлений; 
- кинематические схемы станков; 
- схемы приспособлений; 
- описания технологических операций; 
- выводы по работе. 
Записи в отчете ведутся четко, с одной стороны листа формата А4. 
Отчет представляется преподавателю для последующей защиты. 

4 

Лабораторная работа 1 

ИЗУЧЕНИЕ КИНЕМАТИКИ КОРОБКИ 

СКОРОСТЕЙ ТОКАРНО
ВИНТОРЕЗНОГО СТАНКА 16К20 

(4 часа) 

1.1. Цель работы 

Ознакомиться с конструкцией и работой основных узлов станка. 
Изучить основные механизмы станка. Ознакомиться с кинематикой 
коробки скоростей станка. 

1.2. Теоретическое введение 

Станок токарно-винторезный 16К20 предназначен для выполнения различных токарных работ, а также для получения резьбы. 

Станок универсальный, используется в условиях мелкосерийного 
и серийного производства. 

Технические характеристики станка. Наибольший диаметр обрабатываемой заготовки, установленной над станиной, 400 мм; наибольшая длина обрабатываемой заготовки 2000 мм; число частот 
шпинделя 22; частота вращения шпинделя 12,5... 1600 об/мин при 
прямом вращении; 19... 1900 об/мин при реверсивном. 

Основные узлы станка (рис. 1.1.). Станина 1 - несущая деталь, 
на которой неподвижно смонтирована передняя бабка 2. По горизонтальным направляющим станины перемещаются суппорт 5 с резцедержателем и задняя бабка 3. На станине крепится фартук 4, предназначенный для преобразования вращательного движения ходового 
вала и ходового винта в поступательное движение суппорта. В передней бабке 2 расположена коробка скоростей, в станине 1 коробка подач. 

5 

При включении муфты М1 влево блок зубчатых колес z = 

Движения в станке. Главное движение - вращение шпинделя с 
заготовкой. Движение подачи - перемещение суппорта с инструментом. Вспомогательные движения - быстрые перемещения суппорта; 
ручные перемещения суппорта и задней бабки; наладочные перемещения. 

Кинематика станка (рис. 1.1.). Главное движение. Кинематическая цепь главного движения: 

- 
Электродвигатель Ml; 

- 
клиноременная передача со шкивами диаметром 140 и 268 мм; 

- 
коробка скоростей. 

На I валу коробки скоростей установлена двухсторонняя фрикционная муфта M1, обеспечивающая прямое и обратное вращение 
шпинделя. При включении муфты M1 влево - прямое вращение при 
включении вправо - обратное (реверсивное). Специальный блокировочный механизм исключает включение муфты случайно. 

56 
51 
входит в зацепление и с вала I на вал II передается вращение через 

две пары зубчатых колес блока Б1: z =— или z = — , вал II 
34 
39 

получает две частоты вращения. 

Вращение с вала II на вал III передается через блок Б2, который 

может занимать три положения: z =— или z =— или z = —, вал 

55 
47 
38 

Ш - получает шесть частот вращения. Число ступеней частот вращения шпинделя равно произведению числа передач в каждой группе: 
n =2-3 = 6 

С вала III на шпиндель VI вращение передается двумя способами. 

1. Через зубчатые пары и блок Б4, когда он находится в левом положении, z = 
или z =
, 
вал VI получает двенадцать частот 

48 
60 

вращения. 

2. Через промежуточный вал, когда в зацепление входит блок БЗ, 

и движение передается вначале на вал IV: z =— или z =— , затем на 

45 
60 

7 

вал V: z =— и на шпиндель VI: z =— , вал VI получает еще двена72 
60 

дцать частот вращения. 

Всего шпиндель получает n = 12 + 12 = 24 частоты вращения. 
Если мы хотим получить обратное вращение шпинделя, то включаем фрикционную муфту вправо. 

Движение с вала I на вал II передается через дополнительный вал: 
50 
36 

z = 
Hz = 
. 

24 
38 

Уравнение кинематического баланса для минимальной частоты 
вращения шпинделя: 

148 
51 21 15 18 30 
_, 

nшп = 1450 
0,985 
= 12,5 об/мин 
(11) 

268 
39 55 60 72 60 

Движение подачи. Кинематическая цепь движения подачи включает: 
– звено увеличения шага Б5; 
– механизм реверса; 

a c 
– гитару сменных к о л е с ; ; 

b d 

– коробку подач; 
– ходовой вал или ходовой винт; 
– механизм фартука; 
– суппорт. 
Вспомогательные движения. Вспомогательные движения осуществляются от электродвигателя М2 через клиноременную передачу 
со шкивами D = 85 мм и D = 127 мм. 

1.3. Используемое оборудование 

Токарно-винторезный станок 16К20. 

1.4. Порядок выполнения работы 

1. Изучить компоновку станка, назначение, устройство и работу 
его основных узлов. 

2. Ознакомиться с технической характеристикой станка. 

8 

3. Ознакомиться с правилами техники безопасности при работе 
на токарном станке 16К20. 

4. Ознакомиться с кинематикой станка и настроить цепи главного 
движения и движения подачи. 

5. Составить уравнения кинематического баланса главного движения, используя кинематическую схему коробки скоростей станка. 
Определить частоту вращения шпинделя п (об/мин) для заданного 
положения блоков коробки скоростей станка. 

1.5. Требования к отчету 

Отчет должен содержать: 
– схему основных узлов станка с подробным описанием; 
– кинематическую схема коробки скоростей станка; 
– конспект описания кинематики главного движения станка; 
– уравнение кинематического баланса главного движения станка 
по предложенной схеме. 

Контрольные вопросы 

1. Каковы назначение и область применения станка? 
2. Каковы устройство и работа основных узлов станка? 
3. Какие движения осуществляются в станке? 
4. Каковы кинематические цепи главного движения и движения 
подачи. 

5. Какова кинематика коробки скоростей станка. 
6. Назначение гитары сменных колес. 

Рекомендуемая литература 

Локтева СЕ. Станки с программным управлением и промышленные роботы. 2-е изд. М.: Машиностроение, 1986. 320 с. 

9 

Лабораторная работа 2 

НАЛАДКА ТОКАРНО-ВИНТОРЕЗНОГО 
СТАНКА 16К20 ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА 

ДЛИННЫХ ВАЛОВ 

(2 часа) 

2.1. Цель работы 

Ознакомиться с наладкой станка при обработке длинных валов. 
Изучить основные механизмы и оснастку станка. 

2.2. Теоретическое введение 

Сведения о механизмах и оснастке станка, 

необходимых для обработки длинных 

нежестких валов 

Наладка станка - это подготовка его и оснастки к выполнению 
технологической операции. Чтобы наладить станок на обработку определенной поверхности необходимо произвести наладку кинематических цепей станка, установить соответствующую оснастку, поставить в требуемое положение рукоятки коробки скоростей и коробки 
подач, закрепить заготовку, режущий инструмент и т.д. 

При обточке длинных валов малого диаметра, т.е. нежестких валов в качестве дополнительных опор применяют люнеты. Используются универсальные неподвижные или подвижные люнеты. 

При обработке заготовок сначала обтачивают с малыми скоростями и подачами шейку под люнет. 

В основании неподвижного люнета 1 (рис. 2.1) расположены шарикоподшипники 7, в крышке 2 установлен стержень 4 с пружиной 5 
на котором закреплена серьга 6 с двумя шарикоподшипниками 7. 
Шарикоподшипники основания люнета настраивают на диаметр по 
контрольному валику, устанавливаемому в центрах, или по самой 
обрабатываемой детали. Затем накидывают крышку 2 люнета и гай
10 

кой 3 регулируют положение стержня 4 с таким расчетом, чтобы зазор между основанием и крышкой составлял З...5мм, после этого 
эксцентриком 8 прижимают крышку. При этом пружина 5 сжимается 
и шарикоподшипники, установленные в серьге 6, с силой прижимают 
заготовку к шарикоподшипникам основания. 

Рис. 2.1. Неподвижный люнет 

Для повышения точности обработки длинных и тонких валов 
применяется сдвоенный подвижный шестисухарный люнет, изображенный на рис. 2.2. Люнет закрепляют на суппорте станка, а резец 
располагают между обоими полулюнетами. При первом проходе используют только правый полулюнет (кулачки левого отведены). При 
последующих проходах включаются оба полулюнета, что при симметричном расположении резца относительно их кулачков повышает 
жесткость вала и точность его обработки. Кулачки выполняются с 
сухарями 1 или роликами 2. 

2.3. Используемое оборудование 

Токарно-винторезный станок 16К20. Подвижный и неподвижный 
люнеты. 

2.4. Порядок выполнения работы 

1. Ознакомиться с конструкциями неподвижного и подвижного 
люнета. 

11 

2. Ознакомиться с правилами техники безопасности при работе на 
токарном-винторезном станке 16К20. 

3. Наладить станок на обработку нежесткого вала, с использованием люнета. 

4. Произвести обработку заготовки. 

Рис. 2.2. Сдвоенный подвижный люнет 

2.5. Требования к отчету 

Отчет должен содержать: 
– схемы люнетов с подробным описанием; 
– конспект порядка выполнения технологических операций по точению нежесткого вала, с использованием люнетов; 

Контрольные вопросы 

1. 
Каковы назначение и область применения люнетов? 

2. 
Устройство и работа неподвижного люнета? 

3. 
Какие детали обрабатывают при помощи люнетов? 

4. 
Каково устройство подвижного люнета? 

Рекомендуемая литература 

1. Локтева СЕ. Станки с программным управлением и промышленные роботы. 2-е изд. М.: Машиностроение, 1986. 320 с. 

2. Аксенов М.А. Приспособления для металлорежущих станков. 
4-е изд. испр. и доп. Л.: Машиностроение, 1975. 656 с. 

12