Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Пермский национальный исследовательский политехнический университет»
В.А. Спирин, В.К. Зальцберг
МЕТАЛЛОРЕЖУЩИЕ СТАНКИ
Курс лекций
Утверждено Редакционно-издательским советом университета
Издательство Пермского национального исследовательского
политехнического университета
2014
УДК 621.9.06(078) С72
Рецензенты:
д-р техн. наук, профессор В.Ф. Макаров (Пермский национальный исследовательский политехнический университет);
д-р техн. наук, академик РАЕН Ю.А. Коротаев (ООО «ВНИИБТ-Буровой инструмент», г. Пермь)
Спирин, В.А.
C72 Металлорежущие станки : курс лекций / В.А. Спирин, В.К. Зальцберг. – Пермь : Изд-во Перм. нац. исслед. политехн. ун-та, 2013. – 241 с.
ISBN 978-5-398-01248-4
Представлены основы конструирования и технологического обеспечения современного металлорежущего оборудования. Подробно изложены вопросы формообразования поверхностей при механической обработке, расчета кинематики и конструирования исполнительных органов станка.
Предназначено для студентов специальностей 151001 «Технология машиностроения», 151002 «Металлорежущие станки и комплексы», 220501 «Управление качеством», изучающих дисциплины «Металлообрабатывающие станки и комплексы», «Оборудование машиностроительного производства», а также для студентов других специальностей, изучающих машиностроительное оборудование.
УДК 621.9.06(078)
ISBN 978-5-398-01248-4 |
© ПНИПУ, 2014 |
СОДЕРЖАНИЕ |
|
ВВЕДЕНИЕ....................................................................................... |
8 |
Лекция 1. КЛАССИФИКАЦИЯ И ОБОЗНАЧЕНИЕ |
|
МЕТАЛЛОРЕЖУЩИХ СТАНКОВ.......................................... |
10 |
Классификация по технологическому признаку.................. |
10 |
Классификация по степени специализации.......................... |
10 |
Классификация по точности .................................................. |
11 |
Обозначение станков.............................................................. |
12 |
Лекция 2. ОБЩИЕ ПРИНЦИПЫ КОМПОНОВКИ |
|
МЕТАЛЛОРЕЖУЩИХ СТАНКОВ.......................................... |
14 |
Основные узлы станков.......................................................... |
14 |
Целевые узлы станков ............................................................ |
15 |
Компоновка многопозиционных станков............................. |
17 |
Лекция 3. ВОПРОСЫ ФОРМООБРАЗОВАНИЯ .................. |
18 |
Формообразование поверхностей.......................................... |
18 |
Классификация и обозначение движений............................. |
21 |
Параметры исполнительных движений................................ |
23 |
Кинематические группы и структура станка........................ |
24 |
Типовая кинематическая структура станка.......................... |
27 |
Классификация кинематических структур........................... |
27 |
ПРИМЕРЫ АНАЛИЗА |
|
КИНЕМАТИЧЕСКИХ СТРУКТУР.............................................. |
29 |
Зубодолбежный станок........................................................... |
29 |
Зубофрезерный станок............................................................ |
30 |
Лекция 4. КИНЕМАТИКА МЕТАЛЛОРЕЖУЩИХ |
|
СТАНКОВ...................................................................................... |
32 |
Привод станков........................................................................ |
32 |
Кинематическая схема............................................................ |
33 |
Передаточное отношение....................................................... |
34 |
Лекция 5. КИНЕМАТИЧЕСКАЯ |
|
НАСТРОЙКА СТАНКОВ........................................................... |
39 |
СТУПЕНЧАТОЕ РЕГУЛИРОВАНИЕ |
|
СКОРОСТЕЙ И ПОДАЧ ............................................................... |
42 |
|
3 |
Механизмы для ступенчатого регулирования |
|
скоростей и подач ............................................................. |
45 |
Гитары сменных зубчатых колес........................................... |
51 |
Методы подбора колес в гитаре............................................. |
53 |
Суммирующие механизмы..................................................... |
56 |
Механизмы для реверсирования движений.......................... |
58 |
Предохранительные устройства станков.............................. |
61 |
Блокировочные устройства.................................................... |
66 |
Механизмы обгона.................................................................. |
68 |
Механизмы управления.......................................................... |
69 |
Лекция 6. СТАНКИ ТОКАРНОЙ ГРУППЫ .......................... |
72 |
ТОКАРНО-ВИНТОРЕЗНЫЙ СТАНОК 16K20 ........................... |
77 |
Назначение станка................................................................... |
77 |
Кинематика станка.................................................................. |
78 |
НАРЕЗАНИЕ РЕЗЬБЫ НА ТОКАРНО-ВИНТОРЕЗНЫХ |
|
СТАНКАХ....................................................................................... |
81 |
ПРИМЕРЫ НАЛАДОК ТОКАРНОГО СТАНКА ....................... |
85 |
Лекция 7. СТАНКИ СВЕРЛИЛЬНО-РАСТОЧНОЙ |
|
ГРУППЫ........................................................................................ |
92 |
Основные типы сверлильных станков.................................. |
92 |
Кинематическая структура сверлильных станков ............... |
93 |
РАДИАЛЬНО-СВЕРЛИЛЬНЫЙ СТАНОК |
|
МОДЕЛИ 2В56 ............................................................................... |
94 |
Назначение станка................................................................... |
94 |
Основные узлы станка............................................................ |
94 |
Кинематика станка.................................................................. |
95 |
Лекция 8. ГОРИЗОНТАЛЬНО-РАСТОЧНОЙ |
|
СТАНОК 2620А............................................................................. |
97 |
Назначение станка................................................................... |
97 |
Основные узлы станка............................................................ |
97 |
Принцип работы станка.......................................................... |
97 |
Кинематика станка.................................................................. |
98 |
Лекция 9. СТАНКИ ФРЕЗЕРНОЙ ГРУППЫ....................... |
103 |
Классификация фрезерных станков.................................... |
103 |
4 |
|
Кинематическая структура фрезерных станков................. |
104 |
ВЕРТИКАЛЬНО-ФРЕЗЕРНЫЙ СТАНОК 6Н12ПБ.................. |
105 |
Назначение станка................................................................. |
105 |
Основные узлы станка.......................................................... |
106 |
Привод подач станка 6Н12ПБ.............................................. |
106 |
БЕСКОНСОЛЬНЫЙ ВЕРТИКАЛЬНО-ФРЕЗЕРНЫЙ |
|
СТАНОК 6А54.............................................................................. |
107 |
Назначение станка................................................................. |
107 |
Основные узлы станка.......................................................... |
107 |
Привод подач станка 6А54................................................... |
108 |
Лекция 10. КИНЕМАТИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ |
|
КОРОБОК СКОРОСТЕЙ......................................................... |
110 |
Закономерности ступенчатого регулирования................... |
110 |
Структурная формула........................................................... |
112 |
Построение структурной сетки............................................ |
114 |
График частот вращения...................................................... |
116 |
Выбор оптимальной структуры коробки скоростей.......... |
118 |
Расчет чисел зубьев............................................................... |
119 |
Проверка кинематического расчета .................................... |
122 |
Обратная задача (кинематический анализ привода).......... |
122 |
Пример кинематического анализа привода........................ |
123 |
МЕТОДЫ УЛУЧШЕНИЯ КИНЕМАТИКИ |
|
КОРОБОК СКОРОСТЕЙ............................................................. |
127 |
Применение связанных колес.............................................. |
127 |
Привод с двухскоростным электродвигателем.................. |
128 |
Структуры с измененными характеристиками |
|
групповых передач.......................................................... |
130 |
Сложенные структуры.......................................................... |
131 |
Приводы с бесступенчатым регулированием..................... |
134 |
Лекция 11. СТАНКИ СО СЛОЖНОЙ |
|
КИНЕМАТИКОЙ....................................................................... |
137 |
Методы зубонарезания......................................................... |
137 |
Классификация зубообрабатывающих станков ................. |
138 |
5
КИНЕМАТИЧЕСКАЯ НАСТРОЙКА |
|
ЗУБОДОЛБЕЖНЫХ СТАНКОВ................................................ |
142 |
Нарезание косозубых колес ................................................. |
146 |
ЗУБОДОЛБЕЖНЫЙ СТАНОК МОДЕЛИ 514.......................... |
147 |
Назначение станка................................................................. |
147 |
Движения в станке................................................................ |
147 |
Принцип работы.................................................................... |
149 |
Кинематика станка................................................................ |
150 |
Лекция 12. ВЕРТИКАЛЬНЫЙ ЗУБОФРЕЗЕРНЫЙ |
|
СТАНОК МОДЕЛИ 5Д32 ......................................................... |
158 |
Назначение станка................................................................. |
158 |
Движения в станке................................................................ |
158 |
Принцип работы.................................................................... |
158 |
Кинематика станка................................................................ |
160 |
Лекция 13. НАРЕЗАНИЕ КОНИЧЕСКИХ КОЛЕС............ |
174 |
Понятие о плосковершинном производящем колесе......... |
175 |
Основные сведения о нарезании |
|
прямозубых конических колес....................................... |
176 |
ЗУБОСТРОГАЛЬНЫЙ СТАНОК МОДЕЛИ 5А26 ................... |
180 |
Назначение станка................................................................. |
180 |
Кинематика станка................................................................ |
182 |
Лекция 14. ЗУБОРЕЗНЫЙ ПОЛУАВТОМАТ |
|
МОДЕЛИ 525............................................................................... |
193 |
Назначение станка................................................................. |
193 |
Конструктивные особенности.............................................. |
193 |
Движения в станке................................................................ |
195 |
Кинематика станка................................................................ |
195 |
Лекция 15. РЕЗЬБОФРЕЗЕРНЫЙ |
|
СТАНОК МОДЕЛИ 561 ............................................................ |
205 |
Назначение станка................................................................. |
205 |
Движения в станке................................................................ |
205 |
Кинематика станка................................................................ |
205 |
Лекция 16. ТОКАРНО-ЗАТЫЛОВОЧНЫЕ СТАНКИ....... |
212 |
ТОКАРНО-ЗАТЫЛОВОЧНЫЙ СТАНОК МОДЕЛИ К96....... |
215 |
6 |
|
Назначение станка................................................................. |
215 |
Движения в станке................................................................ |
215 |
Принцип работы.................................................................... |
216 |
Кинематика станка................................................................ |
217 |
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ............................................................ |
224 |
ПРИЛОЖЕНИЕ 1 ......................................................................... |
225 |
ПРИЛОЖЕНИЕ 2 ......................................................................... |
230 |
ВВЕДЕНИЕ
Металлорежущий станок – машина-орудие, предназначенная для изменения заготовки посредством резания с целью придания ей формы и размеров, предусмотренных чертежом. Другое определение: станок металлорежущий – рабочая машина для формообразования изделий путем обработки (металлов) резанием.
Металлорежущие станки – высокоразвитые машины, содержащие большое число механизмов, использующих механические, электрические, гидравлические и другие методы осуществления движений и управления. Развитие станкостроения, качество выпускаемых станков, мобильность и эффективность станочного парка определяют промышленный потенциал страны и уровень развития машиностроения.
Основные направления развития конструкций станков:
–повышение производительности путем интенсификации режимов обработки и сокращения вспомогательного времени;
–повышение уровня механизации и автоматизации за счет сокращения номенклатуры станков с ручным управлением, применения адаптивных систем и станков-автоматов, полуавтоматов;
–расширение номенклатуры и повышение технического уровня станков с ЧПУ;
–создание станков с ЧПУ со встроенными манипуляторами и механизмами смены инструментов;
–применение автоматических станочных модулей и ячеек
ГАП.
Специалисты по проектированию, эксплуатации и ремонту станков должны обладать широким кругозором и глубокими знаниями по основным направлениям науки о станках. При этом необходим системный подход к изучению станков как к единому технологическому комплексу, объединяющему приводы, ме-
8