В нашей школьной мастерской есть три токарных станка по дереву СТД-120М. На уроках мы часто на них работаем. При установке заготовок разной длины все время приходится переставлять заднюю бабку, которая фиксируется с помощью гайки М10 гаечным ключем. Такое крепление неудобно, т.к. поворот ключа с гайкой ограничен стойками бабки и его часто приходится передвигать, кроме того ключ всегда должен быть под рукой, да и резьба на гайке и болте довольно быстро снашивается. Я придумал, а нельзя ли все это как то усовершенствоваться, например сделать как у токарного винторезного станка ТВ-7, где задняя бабка фиксируется поворотом рычага – быстро и надежно?
Вложение | Размер |
---|---|
![]() | 30.04 КБ |
МБОУ Кушнурская СОШ
Творческий
проект
Автор:
Мягчилов Антон
Ученик 11 класса
Руководитель:
Зверев Владимир Михайлович
Учитель технологии
2012г
с.Кушнур
Потребность
В нашей школьной мастерской есть три токарных станка по дереву СТД-120М. На уроках мы часто на них работаем. При установке заготовок разной длины все время приходится переставлять заднюю бабку, которая фиксируется с помощью гайки М10 гаечным ключем. Такое крепление неудобно, т.к. поворот ключа с гайкой ограничен стойками бабки и его часто приходится передвигать, кроме того ключ всегда должен быть под рукой, да и резьба на гайке и болте довольно быстро снашивается. Я придумал, а нельзя ли все это как то усовершенствоваться, например сделать как у токарного винторезного станка ТВ-7, где задняя бабка фиксируется поворотом рычага – быстро и надежно?
Формулировка задачи
Спроектировать и изготовить усовершенствованный фиксатор задней бабки СТД-120М.
Анализ поставленной задачи
Конструкция фиксатора должна быть простой, т.к. чем проще механизм – тем он надежнее. Это устройство должно обеспечивать быструю и надежную фиксацию задней бабки, детали механизма не должны мешать при работе. Кроме того, если изготовленный фиксатор не пройдет успешно испытаний нужно предусмотреть возможность вернуться к заводскому варианту, т.е. нельзя изменять детали самой бабки и станины.
Первоначальные идеи
Вариант № 1
С помощью двух шайб со спиральной поверхностью.
Вариант № 2
С помощью клина
Вариант № 3
С помощью эксцентрика
Выбор лучшей идеи
Вариант № 1
При такой конструкции нижняя шайба должна быть неподвижной, а верхняя поворачиваться с помощью рукоятки. Идея не плохая, только очень сложно сделать спиральные шайбы, кроме того при вибрации возможно самопроизвольное поворачивание верхней шайбы и нарушение фиксации. Думаю, что этот вариант не подойдет.
Вариант № 2
Очень простой вариант, но есть недостатки. Во-первых для фиксации нужен молоток, во-вторых неудобно выбивать клин с обратной стороны – мешает ограждение станка, в-третьих при выбивании клин может выпасть из отверстия и потеряться в стружке. Можно, конечно, клин двигать с помощью рычага, закрепленного на стойке, это устранит перечисленные недостатки, но значительно усложнит конструкцию, таким образом эта идея тоже не слишком хороша.
Вариант № 3
В отличии от спиральных шайб эксцентрик сделать намного проще. При вибрации он тоже не должен поворачиваться, т.к. рукоятка перемещается в вертикальной плоскости и в рабочем положении она опущена в низ. Изменения или доработка деталей самого станка не требуется. Думаю, что стоит попробовать этот вариант.
Разработка лучшей идеи
Все детали фиксатора нужно сделать из стали, т.к. они должны достаточно прочными. Точно рассчитать длину тяги довольно сложно, поэтому на нижнем конце нужно нарезать резьбу для регулировочной гайки. Размеры деталей рассчитать по месту их установки.
Технологическая карта
на изготовление деталей.
Эксцентрик
№ п/п | Операция | Эскиз | Оборудование, инструменты |
1. | Подобрать стальную заготовку диаметром не менее | Штангенциркуль | |
2. | Установить в патрон токарного станка и обточить до Ø35мм на длину | ТВ-7,проходной резец, штангенциркуль | |
3. | Оторцевать конец и отрезать заготовку длиной 20мм | ТВ-7,проходной и отрезной резцы, штангенциркуль | |
4. | Установит в тисках фрезерного станка и фрезеровать паз шириной 6мм | Фрезерный станок, тиски, дисковая фреза толщиной 6мм | |
5. | Просверлить радиальное отверстие Ø под углом ≈30° к плоскости паза на глубину 15мм | Тиски, сверлильный станок, штангенциркуль, сверло Ø | |
6. | Нарезать резьбу М8 в отверстии | Тиски, метчик, М8, вороток | |
7. | Просверлить сквозное отверстие Ø | Тиски, сверлильный станок, сверло Ø |
Тяга
№ п/п | Операция | Эскиз | Оборудование, инструменты |
1. | Подобрать стальную заготовку нужных размеров | Штангенциркуль | |
2. | Опилить по длине и обточить с одного конца фаску | Ножовка по металлу, напильник, штангенциркуль | |
3. | Нарезать резьбу М1 на длину мм | Тиски, плашка М10, плашкодержатель, штангенциркуль | |
4. | Обточить лыски с двух сторон | Тиски, напильник, штангенциркуль | |
5. | Закруглить торец | Тиски, напильник, штангенциркуль | |
6. | Просверлить отверстие Ø | Тиски, сверлильный станок, сверло Ø |
Рычаг
№ п/п | Операция | Эскиз | Оборудование, инструменты |
1. | Подобрать стальную заготовку нужных размеров | Штангенциркуль | |
2. | Опилить заготовку по длине и снять фаски на торцах | Ножовка по металлу, напильник, штангенциркуль | |
3. | Нарезать резьбу М10 на обоих концах заготовки на длину 10мм | Тиски, плашка М10, плашкодержатель, штангенциркуль |
Ось
№ п/п | Операция | Эскиз | Оборудование, инструменты |
1. | Подобрать заготовку нужных размеров | Штангенциркуль | |
2. | Установить заготовку в патрон токарного станка и проточить Ø10 на длину не менее 26мм | ТВ-7 Проходной резец, штангенциркуль | |
3. | Проточить Ø5 на длину 24мм | ТВ-7 Подрезной резец, штангенциркуль | |
4. | Отрезать деталь длиной 26мм | ТВ-7 Отрезной резец, штангенциркуль | |
5. | Просверлить отверстие Ø | Тиски, сверлильный станок, сверло Ø, штангенциркуль |
Технологическая карта
на сборку изделия
№ п/п | Операция | Эскиз | Примечания |
1. | Навинтить гайку М10 на резьбовой конец тяги. | Торец тяги заподлицо с плоскостью гайки | |
2. | Вставить тягу в отверстие прижимной плиты и установить на станину токарного станка | Чтобы тяга не выпала из плиты установить, чтобы гайка опиралась на перемычку внутри станины | |
3. | Вставить тягу в отверстие основания задней бабки | ||
4. | Ввинтить один конец рычага в резьбовое отверстие эксцентрика, на второй конец навернуть шар | Резьбу завинчивать до упора | |
5. | Установить тягу в паз эксцентрика, совместить отверстия тяги и эксцентрика и вставить в них ось | Рычаг эксцентрика должен быть максимально поднят в верх | |
6. | Отрегулировать гайкой длину тяги так, чтобы при повороте рычага вниз прижимная плита и основание задней бабки сильно прижимались к станине | Регулировку производить вынув тягу из отверстий, при необходимости в несколько приёмов | |
7. | Зашплинтовать ось эксцентрика | Если при перемещении задней бабки вдоль станины конец тяги будет зацепляться за перемычки станины после регулировки опилить, заподлицо с гайкой |
Самооценка
Сделав все детали я собрал фиксатор и провел испытания. К сожалению мои ожидания не оправдались. При опускании рычага эксцентрик не фиксировался. Я не мог понять в чем проблема, руководитель посоветовал мне уменьшить эксцентричность и увеличить площадь опоры эксцентрика. Я просверлил другое отверстие под ось расположив её ближе к центру эксцентрика.
Что бы эксцентрик опирался на большую площадь, нужно что бы он стоял не на плоскости, а на вогнутой поверхности радиусом равным его радиусу. Сделать такую выемку в основании стойки очень сложно, поэтому я решил сделать шайбу с вогнутой поверхностью.
Сделав эти изменения в конструкция провел повторные испытания. На этот раз у меня все получилось отлично. Опробовав фиксатор на работающем станке я окончательно убедился, что устройство работает, осуществляя быструю и надёжную фиксацию задней бабки.
В дальнейшем я думаю сделать такие фиксаторы ещё для двух оставшихся станков.
Расчет стоимости изделия
Стоимость изделия состоит из следующих компонентов: стоимости материалов, стоимости затраченной электроэнергии, стоимости рабочего времени, потраченного на изготовление изделия и стоимости амортизации оборудования и инструментов.
Стоимость материалов
Стальные заготовки ≈ 3=00
Стандартные (готовые) детали использованные в изделии:
Гайка М10 ≈ 1=00
Шар пластиковый ≈ 1=50
Шплинт 2 ≈ 0=50
Шайба 2 ≈ 0=20
Стоимость всех материалов:
3=00 + 1=00 + 1=50 + 0=50 + 0=20 = 6=20
Стоимость электроэнергии
Работа на токарном станке около 40мин. это ≈ 0,7ч. мощность двигателя 1,1кВт
0,7ч. х 1,1кВт = 0,77кВт/ч.
Работа на фрезерном станке около 0,5ч мощность двигателя 1,1кВт 0,5ч х 1,1 кВт = 0,55 кВт/ч.
Освещение 20 ламп мощностью 40Вт работали примерно в течении 3 часов, 20 х 0,04кВт х 3ч = 2,4кВт/ч т.к во время моей работы в школьной мастерской работало еще как минимум 3 человека, то от всей работы освещения я возьму только четвертую часть 2,4кВт/ч : 4 = 0,6 кВт/ч.
Работа на сверлильном станке около 5 мин. это ≈ 0,1 часа, мощность двигателя 0,4кВт
0,1ч х 0,4кВт = 0,04кВт/ч
Тариф за электроэнергию 4=02
Стоимость всей потраченной электроэнергии:
(0,77кВт/ч + 0,55кВт/ч + 0,04кВт/ч + 0,6кВт/ч) х 4=02 = 7=88
Чистого рабочего времени, ушедшего на изготовление, я затратил примерно 3 часа. Один час своего труда я оцениваю примерно 30=00
Стоимость всего рабочего времени: 3ч х 30=00 = 90=00
Сумма по трем пунктам составит 6=20 + 7=88 + 90=00 = 104=08
Примерно 1% от этой суммы нужно добавить на амортизацию оборудования и инструментов, что составляет 1=04
Таким образом себестоимость моего изделия составит 105=12
Используемая литература
Автор: Е. М. Муравьев
Москва «Просвещение» 1990 г.
Автор: В. П. Семенихин
Москва «Просвещение» 1987 г.
Автор: В. П. Мигур, Э. В. Рихвк
Москва «Просвещение» 1991 г.
Украшаем стену пушистыми кисточками и помпончиками
Как нарисовать зайчика
Учимся ткать миленький коврик
В какой день недели родился Юрий Гагарин?
Учимся рисовать горный пейзаж акварелью