У Радянському Союзі найбільше практичне застосуваннязаслужив. А токарно-гвинторізний верстат 163 є попередньою версією. Це обладнання призначене для токарної обробки великих та середніх заготовок. Ця модель також користувалася величезною популярністю як у самому СРСР, так і за його межами. Адже це невибаглива машина, яка потребує мінімальної уваги з боку людини.

Призначення обладнання

Основне призначення такого обладнання полягає в обробці заготовок, внутрішня та зовнішня поверхні яких мають конічну чи іншу складну форму. Крім цього, використання верстата 163 є актуальним при . Він працює з різними пристроями, у тому числі плашками та свердлами.

Універсальний токарно-гвинторізний верстат підійде для таких маніпуляцій, як:

• торцювання;
• точення циліндричних поверхонь;
• здійснення обробки дисків та валів;
• накочування рифленої поверхні;
• нарізування різьблення.

Особливість токарно-гвинторізного обладнання полягає в можливості обробки заготовок, виконаних з самих різних матеріалів, а також різних розмірів, У тому числі і досить великих. Агрегат актуальний як у дрібносерійному, так і в індивідуальному виробництві.

Машина може працювати навіть у швидкісному режимі, коли обертання шпинделя досягає своєї верхньої межі. Для таких випадків беруться спеціальні твердосплавні різці або ті, які виготовлені з швидкорізальної сталі.

Конструкційні особливості

Верстати 163 від початку готувалися до виконання безлічі токарних дій. Саме цією універсальністю багато в чому пояснюється його компонування та вибір основних елементів.

Конструкція агрегату класична – органи управління та сам зовнішній виглядйого повністю відповідають часу виробництва.

Пара опорних тумб разом з об'ємною станиною є єдиним елементом. У розташованій ліворуч тумбі знаходиться електродвигун. Зі шківами коробки передач і приводних валів його з'єднує стандартна ременна передача.

Крім основного, у токарно-гвинторізному агрегаті передбачено кілька додаткових двигунів. Декілька з них необхідні для забезпечення роботи систем охолодження та мастила, інші прискорюють рух супорту.

По верхнім напрямним рухається задня бабця, а з бокових ковзає супорт. Обертання передається від двигуна на шпиндель за допомогою коробки передач, а потім до ходового валу вже за допомогою коробки подач.

Верстат токарно-гвинторізний має наступні експлуатаційні характеристики.

• Для точення виробів конусної форми супорт його забезпечений механізмом, що забезпечує механічне усунення.
• Вибір допустимих для виконання операцій на ньому дуже широкий. У верстата передбачено основний та додатковий функціонал.
• При необхідності агрегат переводиться в режим роботи при обертанні шпинделя високої швидкості.
• Робота може здійснюватися як із спеціальними, так і з стандартними різцями.

Для вибору потрібного кроку при нанесенні різьблення коригуються пари шестерних коліс у гітарі і коробці передач токарно-гвинторізного верстата.

Технічні характеристики

За своєю суттю, це надійне та просте у використанні обладнання. Але для повноцінного використання його можливостей та забезпечення найкращих результатів обробки необхідно опрацювати його технічні характеристики та особливості експлуатації.

Сам верстат 163, як і будь-яке подібне обладнання, розроблене у XX столітті, відрізняється великими габаритами та великою масою (у паспорті вказані значення 353-152-129 см та 4050 кг, відповідно). Через це на вказаному устаткуванні може виконуватись широкий перелік маніпуляцій.

Токарногвинторізний агрегат має такі характеристики:

• обмеження за довжиною деталі до 140 см;
• частота обертання для шпинделя становить 10-1250 оборотів щохвилини;
• чисельність подач для різцевих санок становить 32;
• залежно від способу розміщення заготівлі під час роботи її розмір може становити до 35 і до 63 см;
• діаметр отвору в голівці шпинделя – 0,7 см;
• у прямому і зворотному обертанні шпиндельна головка може обертатися з 22-ма та 11-ма швидкостями, відповідно;
• швидкість поперечного зміщення 1,3 м/хв, для поздовжнього вона становить 3,6 м/хв.

При установці в коробці передач токарно-гвинторізного верстата обладнання буде готове для нарізання різьблення дюймової, метричної або питної.

Види рухів

У ході роботи верстата 163 можуть виконуватись такі рухи:

• Подання.
• Різання здійснюється, коли шпиндель обертається разом з оброблюваною заготовкою.
• Створення гвинтової поверхні має місце при поздовжньому прямолінійному зміщенні супорта.
• Допоміжні – ручні рухи різних елементів обладнання.

Подача - поступальне зміщення супорта прямолінійно в поперечному або поздовжньому напрямку, під кутом щодо осі шпинделя у верхній області. Аналогічним чином зміщується і задня бабка та супорт щодо осі шпинделя.

Основним під час роботи залишається обертання шпинделя. Ремінна передача забезпечує передачу обертання від двигуна до коробки швидкостей. Для передачі крутного моменту між основними робочими валами застосовуються окремі шестірні та створені з них блоки.

Фрикційна електромагнітна муфта необхідна для увімкнення та відключення реверсування для поздовжньої подачі.

При нарізанні різьблення того чи іншого різновиду має місце рух для нанесення гвинтових поверхонь. Це переміщення супорта зворотно-поступального типу, що має кінематичну зв'язок з обертанням шпинделя. Для нанесення на заготівлю різьблення дюймового або метричного типу необхідне встановлення за відповідною схемою зубчастих коліс агрегату (Сп). Щоб нарізати питне або модульне різьблення вибирається схема Ср.

Як правильно експлуатувати

Щоб робота з токарно-гвинторізним верстатом була безпечною та високоефективною, потрібне неухильне дотримання основних правил його експлуатації.

Безпосередньо перед включенням оцінюється стан основних вузлів машини – супорта, коробки передач, бабки, електродвигунів основних та додаткових, коробки передач. Деякі агрегати періодично змащуються.

Вимоги безпеки для верстата 163:

• проведення інструктажу робітників;
• використання захисних окулярів та робочої форми як засоби захисту;
• забезпечення достатнього рівня освітленості;
• правильне встановлення обладнання.

За дотримання всіх вимог допустимо запуск обладнання та виконання необхідних маніпуляцій. При використанні різних режимів та пристроїв робітники повинні ознайомитися з правилами подібних операцій.

163 Універсальний токарно-гвинторізний верстат призначений для виконання різноманітних токарних та гвинторізних робіт по чорних та кольорових металах, включаючи точення конусів, нарізування метричної, модульної, дюймової та різьб. Жорстка конструкція верстата 163, висока межа чисел оборотів шпинделя (1250 об/хв) і порівняно велика потужність приводу (13 квт) дають можливість використовувати його як швидкісний із застосуванням різців із швидкорізальної сталі та твердих сплавів. Використання механізму збільшення кроку дає можливість збільшення подач: при оборотах шпинделя до 80 об/хв - у 16 ​​разів, при оборотах шпинделя від 100 - 315 об/хв - у 4 рази.

Технічні характеристикиі жорсткість конструкція станини, каретки, шпинделя верстата дозволяють повністю використовувати можливості роботи на високих швидкостях різання із застосуванням різців із швидкорізальної сталі або оснащених пластинами із твердих сплавів при обробці деталей із чорних та кольорових металів.
Супорт верстата 163 має механічне переміщення верхньої частини, що дозволяє робити точення довгих конусів. Точення коротких конусів також здійснюється рухом верхньої частини супорта.
Зміна величин подач і налаштування на крок різьби, що нарізається, здійснюються перемиканням зубчастих коліс коробки подач і налаштуванням гітари змінних шестерень.
Супорт має швидке переміщення в поздовжньому та поперечному напрямках, яке здійснюється від індивідуального електродвигуна.

Випуск токарно-гвинторізного верстата моделі 163 розпочато у 1956 році. Розробник – Рязанське спеціальне бюро верстатобудування. Токарно-гвинторізний верстат мод. 163 тривалий час випускався на верстатобудівному заводі імені С. Кірова у м. Тбілісі. Це типовий для того часу тяжкий токарний верстат, який встановлювався у заводських металообробних цехах або у великих ремонтних майстернях. Токарно-гвинторізний верстат 163 - це стара модифікація більш сучасного верстата моделі 1М63 - одного з найпоширеніших на території колишнього СРСР верстата, що дозволяє проводити токарну обробку деталей середніх та великих розмірів.
Наступні модифікації універсального токарно-гвинторізного верстата 163
163 – перша модель серії, початок випуску 1956 рік.
1Д63А - верстат випускався верстатобудівним заводом ім. Кірова (м. Тбілісі)
1М63 – наступне покоління серії, верстат замінив модель 163
1М63Ф306 - токарно-гвинторізний верстат з ЧПУ, початок серійного випуску 1973 рік
1М63Ф101 - токарно-гвинторізний верстат з УЦІ, початок серійного випуску 1976 рік
1М63Б, 1М63БГ, 1М63БФ101 - верстати підвищеної потужності
1М63Д, 1М63ДФ101 – верстати випускалися верстатобудівним заводом ім. Кірова (м. Тбілісі)
1М63М, 1М63МФ101, 16Р30 - верстати підвищеної потужності
1М63НГ - токарно-гвинторізний верстат з виїмкою у станині
1М63НП - токарно-гвинторізний верстат підвищеної точності
1М63НФ1, 1М63НФ101 - токарно-гвинторізний верстат з влаштуванням цифрової індикації УЦІ
1М63НФ10М - токарно-гвинторізний верстат з укороченою станиною з УЦІ
1М63РФ3 - токарно-гвинторізний верстат з ЧПУ

Технічні характеристики токарного верстата моделі 163

1. Опис об'єкта модернізації

1.1 Загальний описгрупи верстатів, до якої належить вибраний верстат, призначення та область їх застосування

Токарний верстат - верстат для обробки різанням (струмленням) заготовок з металів та інших матеріалів у вигляді тіл обертання. На токарних верстатах виконують обточування і розточування циліндричних, конічних і фасонних поверхонь, нарізання різьблення, підрізання та обробку торців, свердління, зенкерування та розгортання отворів тощо. Заготівля отримує обертання від шпинделя, різець - ріжучий інструмент - переміщається разом із санчатами супорта від ходового валу або ходового гвинта, які отримують обертання механізму подачі.

До складу токарної групи верстатів входять верстати виконують різні операції точення: обдирання, зняття фасок, розточування і т.д.

Значну частку верстатного парку становлять верстати токарної групи. Вона включає, згідно з класифікацією ЕНІМС, дев'ять типів верстатів, що відрізняються за призначенням, конструктивним компонуванням, ступенем автоматизації та іншими ознаками. Верстати призначені головним чином для обробки зовнішніх і внутрішніх циліндричних, конічних та фасонних поверхонь, нарізування різьблення та обробки торцевих поверхонь деталей типу тіл обертання за допомогою різноманітних різців, звірів, зенкерів, розгорток, мітчиків та плашок.

Застосування на верстатах додаткових спеціальних пристроїв (для шліфування, фрезерування, свердління радіальних отворів та інших видів обробки) значно розширює технологічні можливості устаткування.

Токарні верстати, напівавтомати та автомати, залежно від розташування шпинделя, що несе пристосування для встановлення заготовки оброблюваної деталі, поділяються на горизонтальні та вертикальні. Вертикальні призначені в основному для обробки деталей значної маси, великого діаметра та відносно невеликої довжини. Найвідоміші токарні верстати за радянських часів - 1К62 та 16К20.

Токарно-гвинторізний верстат моделі 163 є швидкісним універсальним верстатом, призначеним для виконання різноманітних токарних і гвинторізних робіт, включаючи точення конусів з механічною подачею і нарізування всіх ходових типів різьблення: метричної, модульної, дюймової і питної.

Жорстка конструкція верстата, висока верхня межа чисел оборотів шпинделя та порівняно велика потужність приводу дають можливість використовувати його на швидкісних режимах із застосуванням твердосплавних різців та інструментів із сучасних швидкорізальних сталей. На верстаті можна обробляти деталі порівняно великих розмірів із чорних та кольорових металів. Верстат призначений для використання в умовах індивідуального та дрібносерійного виробництва.

Основні вузли та пристрої верстата (рис. 1.1). А – гітара змінних коліс; В-передня бабка з коробкою швидкостей; В-чотирьохкулачковий патрон; Г - рухомий люнет; Д - чотирипозиційний різцетримач; Е – супорт; Ж – нерухомий люнет; 3 – задня бабка; І – шафа з електрообладнанням; К – станина; Л – привід швидких переміщень супорта; М – фартух; Н - піддон для збору охолодної рідини та стружки; О-коробка подач.

Органи управління. 1 – штурвал управління коробкою швидкостей; 2-рукоятка для налаштування на нормальний або збільшений крок різьблення та для поділу при нарізуванні багатозахідних різьблень; 3 - рукоятка управління реверсивним механізмом для нарізання правих та лівих різьблень та дворазового збільшення подачі; 4 – рукоятка управління переборами; 5 - гудзик включення та вимикання рейкової шестерні; 6 - рукоятка повороту, фіксації та закріплення чотирипозиційного різцетримача; 7 - рукоятка включення та вимкнення механічного переміщення верхньої частини супорта; 8 – кнопка включення швидких переміщень супорта; 9 - рукоятка включення, вимикання та реверсування поздовжніх та поперечних переміщень супорта; 10-рукоятка закріплення та звільнення пінолі задньої бабки; 11 - маховичок ручного переміщення пінолі задньої бабки; 12 - вмикач напруги; 13 - перемикач для точення конусів або циліндрів; 14 – рукоятка ручного переміщення верхньої частини супорта; 15 і 21 - рукоятки включення, вимикання та реверсування обертання шпинделя; 16 - рукоятка включення та вимикання маткової гайки; 17 і 22 - кнопкові станції пуску та зупинки головного електродвигуна; 18 - рукоятка ручного поперечного переміщення супорта; 19 - гудзик включення та вимикання механічного поперечного переміщення супорта; 20 - маховичок ручного поздовжнього переміщення супорта; 23 - рукоятка включення ходового гвинта або ходового валика; 24 та 25 - рукоятки для налаштування необхідного кроку різьблення або величини подачі; 26 - рукоятка вибору типу різьблення або подачі.

Рухи у верстаті. Рух різання - обертання шпинделя з оброблюваною деталлю. Рухи подач - прямолінійне поступальне переміщення супорта в поздовжньому та поперечному напрямках, а у верхній частині супорта - під кутом до осі обертання шпинделя; прямолінійне поступальне переміщення задньої бабки разом із супортом вздовж осі обертання шпинделя. Рух утворення гвинтової поверхні - прямолінійне поступальне переміщення супорта в поздовжньому напрямку, кінематично пов'язане з обертанням шпинделя. Допоміжні рухи - швидкі механічні та ручні настановні переміщення супорта в поздовжньому та поперечному напрямках та під кутом до осі обертання шпинделя, ручне прямолінійне переміщення пінолі задньої бабки, ручний періодичний поворот чотирипозиційного різцетримача.

Малюнок 1.1 - Верстат моделі 163

1.2 Технічні характеристики вибраного верстата

Висота центрів в мм……………………………………………….315

Найбільший діаметр оброблюваної деталі в мм

над станиною…………………………………………………….630

над нижньою частиною супорта………………………………….340

Діаметр отвору в шпинделі в мм……………………………….70

Відстань між центрами в мм……………….……….1400, 2800

Число швидкостей обертання шпинделя………………………….…24

Межі чисел оборотів шпинделя за хвилину………………10-1250

Кількість величин подач суппорта………………………………40

Межі величин подач супорту в мм/про

поздовжні…………………………………….………0.10-3.20

поперечні………………………………….………….0.04-1.18

Межі величин подач вертикальної частини супорта в мм/об…………………………………………………………………0.033-1

Швидкість швидких поздовжніх переміщень супорта в м/хв………………………………………………………………….…..3.6

Потужність головного електродвигуна в кВт……………………14

1.3 Опис кінематичної схеми верстата

Від валу II обертання передається валу III за допомогою потрійного рухомого блоку шестерень Б 2 з шістьма різними швидкостями. При середньому положенні потрійного рухомого блоку шестерень Б3 обертання від валу III повідомляється безпосередньо шпинделю VI. У двох інших положеннях блоку Б3 рух передається валу IV і далі через шестерні 24-96, вал V і подвійний рухомий блок шестерень Б4 шпинделю VI.

Як видно з графіка швидкостей (рис. 1.3), шпиндель має 24 різні швидкості, від 10 до 1250 об/хв. При зворотному обертанні шпиндель має лише 12 швидкостей, від 18 до 1800 об/хв.

Мінімальна кількість обертів шпинделя за хвилину n min визначається з виразу

n min = 14 500.985 ≈ 10 об/хв.

Рухи подач запозичуються безпосередньо від шпинделя через шестірні 60-60, коли подвійний рухомий блок шестерень Б 5 зрушений вправо. При подачі використовуються тільки два положення рухомого блоку шестерень Б 6: середнє, коли зачеплюються шестірні 28-56 і праве, коли зачеплюються шестірні 42-42.

Показане на схемі ліве положення блоку Б 6 застосовується для нарізування лівих різьблень.

Коробка подач отримує обертання від валу VIII через змінні колеса. При подачі змінні колеса встановлюються за схемою С n , а коробці подач включаються муфти M 1 і М 2 . Тоді обертання від вала VIII передається ходовому валику XVII через змінні колеса 63-56-88-63, вал IX, муфту М 4 , вал XI, один з блоків Б 7 -Б 10 , вал X, муфту М 2 , вал XII, блок Б 11 , вал XIII, муфту М 4 або перебір 30-60 та 30-60, вал XIV, шестірні 37-53 та вал XVI.

Центральний вал XIX фартуха отримує обертання від ходового валика через шестерні 24-44, муфту обгону Мо, вал XVIII та черв'ячну передачу 3-36.

Поздовжня подача включається, вимикається та реверсується електромагнітною двосторонньою фрикційною муфтою М 92 . Рух від центрального валу XIX передається фартуху шестернями 55-55 або 52-26-52, муфтою M 92, валом XXVI, шестернями 22-66, валом XXVII і рейковою передачею 12-рейка т = 4 мм.

До валу XXII, який отримує обертання від центрального валу XIX через шестірні 55-55 або 52-26-52, муфту М 91 , вал XX і передачу 63-17-20, кінематичний ланцюг поперечної подачі та подачі верхньої частини супорта є загальною. Поперечна подача включається зсувом рухомої шестерні 17. При цьому поперечний ходовий гвинт отримує обертання від валу XXII за допомогою шестерень 20-17.

Подача верхньої частини супорту включається муфтою М6. Рух при цьому передається від валу XXII конічними шестернями 31-31, валом XXIII, передачею 30-30-30-30, валом XXIV, конічними шестернями 25-25 і муфтою М 6 ходового гвинта XXV.

При нарізанні різьби рух запозичується або безпосередньо від шпинделя через шестерні 60-60, як і при подачі, або від валу IV через ланку збільшення кроку з шестернями 60-24-48-60.

Для нарізування метричної та дюймової різьблення змінні колеса встановлюються за схемою С п (63-56-88-63), а для нарізування модульної та питної різьблення - за схемою С р (63-56 і 37-88-53).

При вимкнених муфтах М 1 і М 2 (як показано на схемі) нарізаються дюймові та різьби. Для нарізування метричної та модульної різьблення муфти M 1 і М 2 включаються. Ходовий гвинт XV отримує обертання коробки подач, коли включена муфта М 5 .

Швидкі переміщення супорта у всіх напрямках виробляються електродвигуном потужністю 1 кВт, встановленого на фартуху верстата. Обертання електродвигуна передається шестернями 20-33 валу XVIII і далі по кінематичних ланцюгах подач.

Обгінна муфта М 0 дозволяє робити швидкі переміщення, не виключаючи робочої подачі.

Лімб поздовжньої подачі JI наводиться в рух від валу XXVII за допомогою шестерень 75-37-149. Останнє колесо має внутрішні зуби.

Ручні переміщення інших робочих органів верстата здійснюються рукоятками, які безпосередньо закріплені на ходових гвинтах відповідних передач.

Рисунок 1.2 – Кінематична схема верстата моделі 163

Рисунок 1.3 - Графік швидкостей верстата моделі 163

2. Огляд існуючих мехатронних модулів

2.1 Класифікація мехатронних модулів руху

Мехатронні модулі руху, які в даний час використовуються у виробничих машинах та транспортних засобахнового покоління, можна поділити на чотири групи.

Високооборотні модулі з максимальною частотою обертання від 9 000 до 250 000 хв-1 та потужністю від 0,1 до 30 кВт для металорізальних верстатів, деревообробних машин, верстатів для свердління друкованих плат, компресорів тощо.

У цих модулях використовуються повітряні та електромагнітні підшипники. Основні переваги електрошпинделів, що випускаються на магнітних підшипниках:

відсутність механічних контактів та, як наслідок, зносу;

можливість використання вищих (проти традиційними конструкціями) швидкостей;

невелика вібрація, відсутність тертя та зниження теплових втрат;

можливість зміни жорсткості та демпфуючих характеристик системи;

можливість роботи у вакуумі та шкідливих середовищах;

екологічна чистота

Низькооборотні модулі з максимальною частотою обертання від 4 до 300 хв-1, моментом від 10 до 2500 М і точністю позиціонування до 3» для поворотних столів верстатів, вимірювальних машин, обладнання для електронного машинобудування, вузлів роботів та багатоцільових інструментальних головок.

Модулі подібного типу можуть успішно застосовуватися в електровелосипедах, інвалідних візках, електромотоциклах, скутерах та інших легких транспортних засобах. Технічні характеристики деяких транспортних ММД, наприклад, електровелосипедів та інвалідних візків суттєво перевищують характеристики найкращих світових виробників. Так, маса інвалідного візка менша на 30%, а пробіг без підзарядки батареї більший на 50%, ніж у імпортних аналогів.

Модулі лінійного руху із зусиллям від 10 до 5000 М та швидкістю до 32 м/с для приводів металорізальних верстатів, промислових роботів та вимірювальних машин, а також для замикаючих пристроїв газо- та нафтопроводів.

Цифрові електроприводи з безколекторними синхронним та асинхронним двигунами потужністю до 10 кВт з моментом від 1 до 40 Η·м та високим ставленням моменту до маси для приводів подачі високопродуктивних верстатів та роботів, текстильних та деревообробних машин, приводів вентиляторів, насосів тощо. Блок управління такими приводами створюється з урахуванням силових інтелектуальних схем і вбудовується у корпус чи клемну коробку електродвигуна.

2.2 Загальна інформаціята технічні характеристики існуючих мехатронних модулів руху

Для створення сучасних рухомих систем та технологічних машин необхідні різноманітні мехатронні модулі руху. Вимоги до сил, точності і швидкості рухів диктуються особливостями технологічної операції, а вимога мінімізації розмірів мехатронного модуля руху - необхідністю вбудовування його в технологічну машину. Спроба синтезу мехатронного модуля руху з компонентів, що серійно випускаються, може призвести до технічно і економічно неефективних рішень. Тому раціональнішим є проектування спеціалізованого модуля, що найбільш повно відповідає службовому призначенню машини.

Технічні характеристики мехатронних модулів можна розділити на такі групи:

Основні електромеханічні характеристики (у номінальному, максимальному та повторно-короткочасному режимах роботи):

для модулів обертального руху – потужність, момент, частота обертання (макс., хв.), дискретність кутового переміщення;

для модулів лінійного руху – потужність, зусилля, швидкість переміщення (макс., хв.), дискретність лінійного переміщення.

Основні технологічні характеристики – геометричні та конструктивні розміри (конус шпинделя, макс, довжина робочого ходу лінійного механізму, діаметр поворотного столу тощо).

Додаткові технологічні характеристики - наявність пристрою подачі охолодної рідини в зону різання, наявність пристрою затискання-розтиску кріплення інструменту або деталі, наявність пристроїв примусового охолодження вбудованого, наявність пристроїв контролю геометрії оброблюваної деталі і т.п.

3. Розрахунково-конструкторська частина

3.1 Розрахунок кулько-гвинтової передачі

Для розрахунку параметрів кулько-гвинтової передачі (ШВП) необхідно визначити максимальне зусилля передачі. Для цього при модернізації лінійних переміщень супорту токарного верстата розраховуємо масу супорта.

Виходячи з розмірів супорта верстата, визначених приблизно з загального виглядуверстата та розмірів, наведених у технічних характеристиках, маса супорта дорівнює:

m суп = ,

У суп, Г суп, Д суп - відповідно висота, глибина і довжина супорта верстата, В верстата, Г верстата, Д верстата - відповідно висота, глибина та довжина верстата;

К з.суп – коефіцієнт заповнення обсягу супортом;

К з.верстата - коефіцієнт заповнення обсягу верстатом; верстата – маса верстата.

У суп = 800 мм, Р суп = 1420 мм, Д суп = 612 мм, К з.суп = 0.4;

В верстата = 1680 мм, Г верстата = 1420 мм, Д верстата = 3530 мм, К з.верстата = 0.5;

m верстата = 4060 кг.

m суп = = = 268 кг.

У разі модернізації токарного верстата маса механізму, що переміщується (супорта, револьверної головки і, власне, інструменту) дорівнює:

m ∑ = m суп + m рев.голов. +m інстр. ,

m суп = 268 кг;

m рев.голов. = 5 кг;

m інстр. = 3 кг.

m ∑ = 268+5+3 = 276 кг.

При горизонтальному русі механізму, що переміщується, сила тертя, що виникає в опорах ковзання, F тр (Н), дорівнює:

F тр = m ∑ ∙g∙f c ,

де-прискорення вільного падіння, g = 9,81 м/с 2

f с – коефіцієнт тертя ковзання, f c = 0,15.

F тр = 276 * 9.81 * 0.15 = 406 Н.

Максимальне зусилля передачі F нагр (Н) для горизонтального переміщення за умови, що технологічне зусилля F техн при обробці деталі становить приблизно 200…300% від сили тертя, так само:

F нагр = F тр +F техн = (3÷4)∙F тр,

F тр = 406 н.

F нагр = (3÷4)∙F тр = 1421 Н.

3.2 Розрахунок геометричних параметрів гвинта ШВП

Для визначення геометричних властивостей ланок механізму спочатку задаємося деякими величинами у першому наближенні.

Умова стійкості гвинта визначається за такою формулою:

n y = J розр ∙q∙E y /F нагр ∙I 2 р.р.

де у – коефіцієнт запасу стійкості, для вертикальних гвинтів = 4; нагр – максимальне зусилля передачі = 1421 Н; р.р. - робоча довжина гайки (приймають рівною 2-4 крокам гвинта), мм;

q - коефіцієнт закріплення гвинта = 40;

Е у - модуль пружності першого роду матеріалу гвинта = 2,1 * 1011 Па; розч - наведений до гвинта момент інерції мас, що поступово переміщаються, мм 4 .

Кутова швидкість гайки (гвинта) визначається за формулою:

ω = π∙n/30,

n - частота обертів валу двигуна = 750 об/хв.

ω = 3.14∙750/30 = 78.5 рад/с.

Передатне відношення ШВП визначається за такою формулою:

U вп = ω/ν,

ν – лінійна швидкість гвинта (гайки) = 0.0669 м/с.

U вп = 78.5/0.0669 = 1174 м-1.

Крок різьблення визначається за формулою:

P = 2∙10 3 ∙π/U вп ∙K,

До - число заходів різьблення (зазвичай ШВП виконуються однозахідними, тобто. К=1).

P = 2∙10 3 ∙3.14/1174 = 5.35.

Результат обчислення кроку різьблення, отриманий мм, округляємо до найближчого стандартного числа з ряду: 1; 1,5; 2; 2,5; 3; 4; 5; 6; 8; 10; 12; 16; 20; 24. Отже, Р = 5.

Отримане значення кроку різьблення використовується визначення робочої довжини гайки l р.г.

Приведений до гвинта (валу) момент інерції мас, що поступово переміщаються, дорівнює, мм 4:

J розр = n y ∙F нагр ∙I 2 р.р. /q∙E y ,

де р.р. = 5.

J розрахунок = 4∙1421∙25. /40∙2∙10 11 = 142100/80∙10 11 = 1.77∙10 -8 мм 4 .

Середній діаметр гвинта визначають за такою формулою:

d ср = = = 2.45 * 10 -4 м.

Значення діаметра гвинта за допомогою формули отримуємо в метрах,

для зручності подальшої роботи переводимо в міліметри і округляємо до найближчого стандартного значення з ряду: 3,5; 4; 4,5; 5; 6; 8; 10; 12; 16; 20; 25; 32; 40; 50; 63; 80; 100

Отже d ср = 30 мм.

d ш = k р ∙P,

Кр - коефіцієнт кроку різьблення, що дорівнює 0,6.

d ш = 0.6 ∙ 5 = 3 мм.

Визначаємо кут підйому гвинтової лінії на середньому радіусі ходового гвинта за формулою:

ψ = arctg (P∙K/π∙d 0),

де 0 - діаметр кола, на якому розташовуються центри кульок (рис 1.4); d 0 рахувати рівне d cр.

ψ = arctg (5/3.14∙30) = 3.03°.

Малюнок 1.4 - Геометрія ШВП

Наведений кут тертя кочення визначається за такою формулою:

P до = arctg (2∙f k /d ш ∙sinβ),

де k - наведений коефіцієнт тертя кочення (при загартованих гвинтових поверхнях HRC > 58 та сталевих кульок твердістю HRC > 63 приймають f k =0,007…0,01 мм);

β - кут контакту кульок з гвинтом та гайкою; для круглої канавки β = 30 °.

P к = arctg (2∙0.01/3∙0.5) = 0.76°.

Коефіцієнт корисної дії гвинтової пари:

ƞ вп = tg ψ / tg (ψ+P k),

ƞ вп = 0.05/0.06 = 0.83.

Довжина розгортки робочої частини гвинтової кулькової канавки визначається як:

l p. k. = l р.р. /sinψ,

l р.г – робоча довжина гайки = 5.

l p. k. = 5/0.05 = 100 мм.

Розрахункова кількість кульок:

Z p = l p. k. / d ш = 100/3 = 34.

Уточнення довжини гайки виробляють за формулами:

l p. k = Z p * d ш = 34 * 3 = 102 мм.

l р. г = l p.k * sinψ = 102 * 0.05 = 5.1.

Зазор між гвинтом (гайкою) та кулькою:

Δ/2 = 0,04∙d ш = 0.04*3 = 0.12.

Радіус канавки (радіус профілю різьблення гвинта та гайки) визначається за формулою:

r ж = 0,51? d ш = 0.51 * 3 = 1.53 мм.

Внутрішній діаметр гвинта:

d = d ср -2∙r ж - Δ/2 = 30-2*1.53-0.12 = 26.82 мм.

Зовнішній діаметр гвинта:

d н = d +2∙h 1 ,

де 1 - глибина профілю різьблення у гвинта та гайки; h 1 = (0,3 ... 0,35) d ш = 1.

d н = 26.82+2∙1 = 28.82 мм.

3.3 Розрахунок геометричних параметрів гайки ШВП

Зміщення профілю різьблення в радіальному напрямку, мм:

B' = *cosβ = (1.53 – 1.5)*0.86 = 0.026 мм.

Внутрішній діаметр гайки, мм:

D = d cp +2*( B') = 30+2*(1.53 - 0.026) = 33 мм.

Зовнішній діаметр гайки, мм:

D н = D - 2h 1 = 33 - 2 = 31 мм.

Діаметр кола, по якому відбувається контакт кульок з гайкою, мм:

D k = d cp + 2r ж * cosβ = 30 + 3.06 * 0.86 = 32.63 мм.

Зовнішній діаметр гайки при розташуванні в ній зворотного каналу, мм:

D = 1.3*D +2d ш +10 = 1.3*33+6+10 = 59 мм.

Зовнішній діаметр гайки при розташуванні зворотного каналу поза гайкою, мм:

D = 1.3 * D = 1.3 * 33 = 43 мм.

3.4 Перевірочний розрахунок передачі контактних напруг

Умова контактної міцності:

σ H max = 0.245 * n p * ≤ [σ] H ,

σ H max - максимальна контактна напруга, МПа;

[σ] H - допустимі контактні напруги, МПа (для гвинтових поверхонь гвинта і гайки твердістю HRC≥53 і кульок твердістю HRC≥63 допустимі контактні напруги рівні [σ] H = 3500…5000 МПа);

r ш – радіус кульки, r ш = d ш /2 = 1.5 мм;

r у - внутрішній радіус гвинта, r у = d в /2 = 13.41 мм;

E y = (2 ... 2.5) * 10 5 МПа;

F AΣ - сумарна осьова сила,

F AΣ = F нагр +F н,

F н - сила попереднього натягу, F н = (0.25 ... 0.35) F нагр; p - коефіцієнт навантаження, який визначається залежно від відношення головних кривизн А/Д за таблицею 1.

Таблиця 1 - Значення коефіцієнта n p

Токарний верстат серії 163 був спроектований Рязанським верстатобудівним заводом ще в 1953 р. Випуск цієї моделі тривав тривалий час, оскільки вона має унікальні технічні та експлуатаційні якості. І досі верстат використовується для виконання робіт у спеціалізованих майстернях.

Конструктивні особливості верстата

Спочатку верстат серії 163 був розроблений для виконання широкого спектра токарних операцій і тому вважається універсальним. Це відобразилося в його компонуванні та конструктивних елементах.

Розташування компонентів в устаткуванні класичне. На поверхні станини знаходяться шліфовані напрямні. На них встановлена ​​каретка з різцеутримувачем, яка має механізм подачі ріжучого інструменту. Головний привід здійснюється за рахунок роботи електродвигуна, який з'єднаний з коробкою за допомогою пасового приводу. Для регулювання швидкостей обертання шпинделя в коробці можна змінювати зчеплення передаючих шестерень.

Станок 163 має такі конструктивні особливостіта експлуатаційні якості:

• різноманітність виконуваних операцій. За допомогою цього обладнання можна робити точення, розточування, формувати метричне різьблення на поверхні циліндричних заготовок. Як додаткову функцію виробник передбачив можливість виконувати свердління;
• можливість активації режиму обробки на високих швидкостях обертання шпинделя. У цьому встановлюються як різці зі стандартними характеристиками, а й спеціальні моделі;
• супорт має пристрій для механічного зміщення. Завдяки цьому на верстаті можна виконувати точення конусних деталей.

Для реалізації швидких зсувів супорта в поздовжньому та поперечному напрямку в конструкції є два електродвигуни. Це зменшує інертність обробки, сприяє підвищенню якості токарних робіт. Однак перед активацією цих режимів необхідне попереднє налаштування.

Налаштування кроку при формуванні різьблення здійснюється за рахунок зміни пар шестерних коліс у коробці передач. Додатково необхідно скоригувати аналогічний параметр для гітари верстата.

Опис технічних характеристик

Для токарного верстата моделі 163 характерна простота експлуатації. Досягнення оптимального результату обробки заготовок можливе лише після вивчення його технічних характеристик та правил роботи на цьому устаткуванні.

Як і все обладнання цього класу, що випускається в середині 20-го століття, токарний верстат має досить великі розміри, що становлять 353*152*129 см. Це пояснюється його універсальністю та можливістю виконання широкого спектра операцій. У цьому маса установки становить 4050 кг.

Для точного аналізу можливостей, які має , слід вивчити його основні технічні характеристики. Вони полягають у наступному:

• Максимально допустимі розміри оброблюваних деталей залежить від методу їх установки. Над станиною цей параметр неспроможна перевищувати 63 див, над супортом – 35 див;
• довжина заготовки не може бути більшою за значення 140 см;
• шпиндельна головка має отвір діаметром 70 мм;
• шпиндель може обертатися з частотою від 10 до 1250 об/хв;
• Число швидкостей шпиндельної головки залежить від напрямку обертання. При прямому русі цей параметр дорівнює 22 при зворотному - 11;
• кількість подач різцевих санчат, поздовжніх і поперечних каретки дорівнює 32;
• швидкі зсуви здійснюються зі швидкістю 3,6 м/хв (поздовжні) та 1,3 м/хв (поперечні).

Потужність електродвигуна головного приводу становить 13 кВт. Але крім цього при розрахунку максимального навантаження на мережу слід враховувати характеристики допоміжних силових установок. Їхня сумарна потужність дорівнює 2,2 кВт. До них також входять електронасоси, що забезпечують функціонування системи мастила та подачі охолодної рідини.

Функціональні можливості верстата 163 включають операції з формування різьби різного типу: метричний, питний і дюймовий. Перед виконанням цих робіт слід встановити відповідну пару шестерень у коробку передач.

Правила експлуатації обладнання

Ознайомлення з інструкцією є обов'язковою умовоюдля ефективної та безпечної роботина верстаті 163. Однак слід враховувати, що модель не випускається тривалий час і тому фактичні характеристики можуть відрізнятись від паспортних.

На першому етапі роботи необхідно перевірити вузли та агрегати обладнання. Сюди входить аналіз стану коробки передач, електродвигунів та перевірка лінійних розмірів передньої та задньої бабки, різцевих санчат і супорта. Потім виконується мастило вузлів, згідно з інструкцією, що додається.

Для забезпечення безпеки роботи на верстаті дотримуються таких умов:

• наявність гарного освітлення;
• інструктаж працівників перед роботою;
• коректне встановлення верстата на спеціальні опори або підготовлену платформу;
• застосування коштів індивідуального захисту: робочий одяг, захисні окуляри.

Тільки після цього можна розпочинати виконання токарних операцій.

У відеоматеріалі показаний приклад того, як токарно-гвинторізний верстат 163 робить обробку сталевої заготовки:

stanokgid.ru

163 характеристики верстата

Технічні характеристики:

Верстати моделі 163 призначені для виконання різноманітних токарних та гвинторізних робіт з чорних та кольорових металів, включаючи точення конусів, нарізування метричної, модульної, дюймової та різьб. Жорстка конструкція верстата, висока межа чисел оборотів шпинделя (1250 об/хв) і порівняно велика потужність приводу (13 квт) дають можливість використовувати його як швидкісний із застосуванням різців із швидкорізальної сталі та твердих сплавів. Використання механізму збільшення кроку дає можливість збільшення подач: при оборотах шпинделя до 80 об/хв – у 16 ​​разів, при оборотах

Найбільший діаметр виробу, що обробляється над станиною, мм 630 Найбільший діаметр оброблюваного виробу над супортом, мм 340 Діаметр прутка, що проходить через отвір у шпинделі, мм 65 Відстань між центрами, мм 1400 Висота центрів, мм 315 Найбільша довжина 2 4500 Межі чисел оборотів шпинделя за хвилину 5:-: 500 Межі поздовжніх подач, мм/об 0,20:-: 3,05 Межі поперечних подач мм/об 0,07:-: 1,04 Нарізні різьби: метрична, крок в мм 1:-: 192 дюймова, число ниток на 1” 24 -? модульна, крок у модулях 0,5п – 48п пітчовий, в діаметральних питчах 96 – 7/8 Потужність головного електродвигуна, квт 14 Габарити верстата, мм (довжина, ширина та висота) 3530 Х 1520 Х 1290 Вага верстата 4050

Купити цей верстат без посередників:

mashinform.ru

Токарно-гвинторізний верстат 163

Токарно-гвинторізний верстат 163 призначений для обробки деталей типу вал, диск, проточування зовнішніх циліндричних поверхонь, торцювання, розточування різних отворів, нарізування різьбленням як різцем, так і мітчиком і плашкою, накатування рифлених поверхонь.

На верстаті можна обробляти деталі порівняно великих розмірів із різних матеріалів (чорні та кольорові метали).

Токарно-гвинторізний верстат 163 є швидкісним універсальним верстатом що дозволяє на верхній межах частоти обертання шпинделя використовувати швидкісні режими із застосуванням різців зі швидкорізальної сталі та твердосплавних (ВК, ТК).

Застосовується в умовах індивідуального та дрібносерійного виробництва.

• 1М63;
• 1М63Ф306;
• 1М63М;
• 1М63НГ;
• 1М63НП;

А.Гітара змінних зубчастих коліс;

Б. Передня бабка;

В.Чотирьохкулачковий патрон;

Г.Рухливий люнет;

Д.Різцова голівка;

Е.Супорт;

Ж.Нерухливий люнет;

З. Задня бабця;

І.Шафа для електроустаткування;

К.Станіна;

Л.Привід прискореного переміщення супорта;

М. Фартук верстата;

Н. Піддон для збору СОЖ та стружки;

О.Коробка подач верстата

1. Рукоятка керування коробкою швидкостей;
2. Ручка налаштування нормального чи збільшеного кроку різьблення;
3. Рукоятка реверсу при нарізанні лівого або правого різьблення;
4. Рукоятка перебору;
5. Включення рейкової шестірні;
6. Ручка повороту та фіксації різцетримача;
7. Рукоятка механічного переміщення каретки;
8. Кнопка увімкнення прискореного переміщення супорта;
9. Рукоятка реверсу поздовжніх та поперечних переміщень супорта;
10. Фіксація пінолі задньої бабки;
11. Маховик ручного переміщення пінолі;
12. Вмикач напруги;
13. Точення конусів або циліндрів;
14. Ручне переміщення каретки;
15. Включення та реверс шпинделя;
16. Вмикання маткової гайки;
17. Ручне переміщення супорта;
18. Увімкнення механічного переміщення супорта;
19. Ручне поздовжнє переміщення супорта;
20. Включення та реверс шпинделя;
21. Пуск головного електродвигуна;
22. Увімкнення ходового гвинта або валика;
23. Рукоятка налаштування необхідного кроку та подачі для нарізування різьблення;
24. Вибір типу різьби, що нарізається

фото:кінематична схема токарно-гвинторізного верстата 163

У роботі верстата можна виділити такі основні рухи:

• Головний рух чи рух різання;
• Допоміжний рух чи рух подач;
• Руху утворення гвинтової поверхні

Головний рух - це обертання шпинделя з оброблюваною заготовкою. Ведучий вал коробки швидкостей отримує обертальний рух від головного електродвигуна через клинопасову передачу. За допомогою дискової фрикційної муфти шестерні 40 і 45 з'єднуються з валом 1. Крутний момент вал 2 отримує через рухомий блок шестерень Б з двома різними передачами. Від валу 2 обертальний рух передається на вал через 3 потрійний рухомий блок шестерень. У середньому зачеплення блоку шестерень обертання передається безпосередньо на шпиндель верстата 6.

Допоміжний рух - прямолінійний зворотно-поступальний рух супорта в поздовжньому та поперечному напрямках.

Рух подач здійснюється безпосередньо від шпинделя через шестерні 60-60, коли рухомий блок зрушений у праве положення.

Центральний вал фартуха 19 отримує обертальний рух від ходового валика через зубчасті колеса 24-44, обгінну муфту, вал 18 і черв'ячну передачу 3-36.

Вмикання, вимикання та реверсування поздовжньої подачі здійснюється за допомогою електромагнітної фрикційної муфти.

Рух утворення гвинтової поверхні - кінематично пов'язаний з обертанням шпинделя прямолінійний зворотно-поступальний рух супорта для нарізування різних різьблень.

Рух запозичується від шпиндельної бабки через зубчасті колеса 60-60 або від валу 4 через ланки величного кроку з шестернями 60-24-48-60.

При нарізанні метричних і дюймових різьблень, змінні зубчасті колеса (гітара) встановлюються за схемою Сп, а для модульних та різьблень – Ср.

За допомогою двох рукояток здійснюватиметься перемикання всіх швидкостей на верстаті.

Рукоятка 1 управляє рухомими блоками зубчастих коліс Б1 і Б2, а рукоятка 27 - потрійним блоком Б3 і подвійним блоком Б4

Переміщенням рукоятки 1 через вал 26 і шестерні 25-8 приводиться у обертальний рух кривошипний палець 9 з диском 7, на якому розташований торцевий кривошипний паз. В нього входить ролик 6 двоплечового важеля 5. Другий кінець важеля 5 за допомогою повзунка 32 пов'язаний з вилкою 31, яка, у свою чергу, переміщається по круглій напрямної 30.Валка 31 переміщує потрійний рухомий блок Б2

Подвійний рухомий блок Б1 переміщається вилкою 11, яка, у свою чергу, переміщається по круглих напрямних за допомогою кривошипного пальця 9 та повзушки 10.

фото:механізм перемикання швидкостей

Www.metalstanki.com.ua

Токарно-гвинторізний верстат 163

Токарно-гвинторізний верстат 163 - це стара модифікація більш сучасного верстата моделі 1М63 - одного з найпоширеніших на території колишнього СРСР верстата, що дозволяє проводити токарну обробку деталей середніх та великих розмірів. Верстат експортувався до багатьох країн світу. Токарно-гвинторізні верстати моделі 163 зарекомендували себе як надійні та невибагливі, що не потребують підвищеної уваги.

Призначення

Токарно-гвинторізний верстат 163 призначений для обробки циліндричних, конічних і складних поверхонь - як внутрішніх, так і зовнішніх, а так само для нарізування різьблення. Для обробки торцевих поверхонь заготовок застосовуються різноманітні різці, розгортки, свердла, зенкери, а також плашки та мітчики.

Позначення токарно-гвинторізного верстата 163

Літерно-цифірний індекс токарно-гвинторізного верстата 163 означає наступне: цифра 1 - це токарний верстат; цифра 6 – означає токарно-гвинторізний верстат, цифра 3 – максимальний радіус обробки заготовки (315 мм).

Новий токарно-гвинторізний верстат 163

Це стара модифікація сучаснішого верстата моделі - одного з найпоширеніших на території колишнього СРСР верстата, що дозволяє проводити токарну обробку деталей середніх та великих розмірів. Верстат експортувався до багатьох країн світу. Токарно-гвинторізні верстати моделі 163 зарекомендували себе як надійні та невибагливі, що не потребують підвищеної уваги.

Призначення

Призначений для обробки циліндричних, конічних і складних поверхонь - як внутрішніх, так і зовнішніх, а також для нарізування різьблення. Для обробки торцевих поверхонь заготовок застосовуються різноманітні різці, розгортки, свердла, зенкери, а також плашки та мітчики.

Позначення токарно-гвинторізного верстата 163

Літерно-цифірний індекс токарно-гвинторізного верстата 163 означає наступне: цифра 1 - це токарний верстат; цифра 6 – позначає токарно-гвинторізний верстат, цифра 3 – максимальний радіус обробки заготовки (315 мм).

Новий токарно-гвинторізний верстат 163