Материал: Металлорежущие станки.

зубчатых колес и звездочек, числа заходов винтов и червяков. Эта информация приводится в виде таблиц. В учебных целях эти сведения указывают непосредственно на схеме.

5.Если элементы при работе меняют свое положение, то допускается показывать их крайние положения тонкими пунктирными линиями.

6.Допускается переносить элементы вверх и вниз от их исходного положения, выносить их за контур изделия, поворачивать элементы в положение, наиболее удобное для изображения.

Передаточное отношение

Основным кинематическим параметром, характеризующим передачи привода, является отношение скоростей или частот вращения кинематических звеньев. Отношение частоты вращения ведомого звена к частоте вращения ведущего звена называется передаточным отношением.

i = nведом . nведущ

Для понижающих передач i < 1, а для повышающих i > 1.

Передаточное отношение можно выразить с помощью параметров кинематических звеньев (диаметров, чисел зубьев). Напри-

мер, ременная передача (рис. 12).

Все точки ремня движутся с оди-

Пусть ведущим является нижний вал, тогда i = n2/n1 = d1/d2,

34

где γ – коэффициентпроскальзывания ременной передачи, γ = 0,98. Зубчатые передачи с цилиндрическими и коническими

колесами (рис. 13).

Рис. 13. Зубчатые передачи

Рис. 14. Цепная передача

35

iз.п = n2 = d1 = π m z1 = z1 , n1 d2 π m z2 z2

n2 = n1 z1 . z2

Цепная передача (рис. 14)

iц.п = z1 , z2

где z1 – ведущая звездочка, z2 – ведомая звездочка.

Рис. 15. Червячная передача

Рис. 16. Реечная передача

36

Рис. 17. Винтовая передача

Рассмотренные передачи обратимы, т.е. ведущим может быть как верхний, так и нижний вал.

Червячная передача – самотормозящаяся, движение передается от червяка к колесу (рис. 15).

iч.п = kz ,

где k – число заходовчервяка; z – число зубьев червячного колеса. Реечная передача. Служит для преобразования вращательного движения в поступательное и наоборот (рис. 16). Прямолинейное перемещение рейки за один оборот реечного колеса

Lр = π m z,

где m – модуль зацепления; z – число зубьев реечного колеса. Винтовая передача. Применяется для преобразования

вращательного движения в поступательное (рис. 17). Перемещение гайки Lг за один оборот ходового винта:

Lг = k t,

где k – число заходов ходового винта; t – шаг винта, мм.

Передаточное отношение кинематической цепи равно произведению передаточных отношений всех входящих в нее передач (рис. 18).

37

Рис. 18. Кинематическая цепь для прямолинейного движения

iобщ = i1 i2 i3 i4 i5 ,

где i1 – передаточное отношение ременной передачи; i2 – передаточное отношение цилиндрической передачи; i3 – передаточное отношение конической передачи; i4 – передаточное отношение цепной передачи; i5 – передаточное отношение червячной передачи.

Перемещение резца, мм/мин, определяется следующим образом:

38

Лекция 5. КИНЕМАТИЧЕСКАЯ НАСТРОЙКА СТАНКОВ

Различают наладку станка и настройку.

Под наладкой понимают комплекс действий, подготавливающих станок к работе. К ним относятся установка и закрепление заготовки, проверка ее биения, установка режимов резания, подбор и закрепление инструментов, перемещение исполнительных органов в исходное положение и др.

Под настройкой понимают кинематическую подготовку станка. Задача кинематической настройки заключается в сообщении исполнительным органам станка определенных движений, необходимых для образования заданной поверхности. Часто эти движения должны быть строго согласованы.

Для изменения параметров исполнительных движений в приводах станков помимо постоянных передач всегда имеются сменные органы настройки. В качестве таких органов применяют коробки скоростей и подач (универсальные станки, в которых часто изменяют режимы обработки), гитары сменных колес (станки со сложной кинематикой и специализированные).

Кинематическая настройка отвечает на вопрос о том, как включить сменный орган в каждом конкретном случае. Несмотря на большое разнообразие типов, все станки настраиваются по единой методике, предусматривающей последовательное выполнение следующих действий:

1. Составить расчетную кинематическую цепь. Для од-

ного и того же органа настройки иногда возможно наметить несколько расчетных цепей, поэтому расчетные кинематические цепи являются условными, воображаемыми и могут не совпадать с реальными цепями, передающими движение исполнительным органам станка. Они служат только для определения передаточных отношений органов настройки.

Для приводов главного движения любых станков расчетная цепь одинакова и совпадает с реальной цепью привода, со-

39

единяя источник движения с исполнительным органом (шпинделем, ползуном и др.) Для винторезной цепи токарновинторезного станка, например, расчетная цепь не совпадает с цепью привода. Ведущим звеном служит шпиндель, хотя он не является источником движения.

2. Для рассматриваемой цепи составить расчетные перемещения, выражающие количественную связь между движением конечных звеньев расчетной цепи. Они определяются исходя из формы поверхности, которая должна быть образована на заготовке, и вида режущего инструмента. Знать абсолютные величины скоростей конечных звеньев цепи нет необходимости. Должно быть известно лишь соотношение скоростей. При определении такого соотношения руководствуются тем, что при образовании сложных поверхностей на станках имитируются ка- кие-либо механические передачи (винтовая на винторезном станке, цилиндрическая зубчатая на зубодолбежном, червячная на зубофрезерном и др.). При определении расчетных перемещений инструмента и заготовки, являющихся звеньями воображаемой передачи, должно быть использовано ее передаточное отношение. Тогда, сообщая произвольное перемещение ведущему звену, получают расчетное перемещение ведомого звена.

Например, для цепи обкатки зубодолбежного станка:

или

1 об. долб. → zД об. заг., zЗ

где zД – число зубьев долбяка; zЗ – число зубьев заготовки. Стрелка означает «должен соответствовать».

Для винторезной цепи токарно-винторезного станка расчетные перемещения составляют, исходя из главного параметра резьбы – шага,

40

1 об. шп. → t, мм.

Для цепи рабочих подач:

1об. шп. → S, мм/об.

3.Составить уравнение кинематического баланса. В од-

ной части уравнения записывают расчетное перемещение ведомого звена цепи. Другая часть является произведением расчетного перемещения ведущего звена, передаточных отношений постоянных передач и передаточного отношения органа настройки.

Например, для цепи главного движения станка с главным вращательным движением:

n об. шп. = n об дв. · iпост · iкс, мин–1,

где iпост – передаточное отношение постоянной передачи, например ременной; iкс – передаточное отношение коробки скоростей.

Для цепи рабочих подач токарно-винторезного станка:

S = 1 об. шп. · iрев · iгит · iкп · iф , мм/об.,

где iрев – передаточное отношение механизма реверса ходового винта; iгит – передаточное отношение гитары сменных колес; iкп – передаточное отношение коробки подач; iф – передаточное отношение фартука.

4.Вывести формулу настройки, решая уравнение кинема-

тического баланса относительно передаточного отношения органа настройки.

5.По формуле настройки определить передаточное от-

ношение органа настройки, в соответствии с которым и включить последний.

41

СТУПЕНЧАТОЕ РЕГУЛИРОВАНИЕ СКОРОСТЕЙ И ПОДАЧ

При ступенчатом регулировании скорости резания V и подачи S изменяются скачками по какому-либо закону. Частоты вращения валов и подачи исполнительных органов при этом имеют фиксированные значения.

При проектировании любого станка задаются предельными размерами (диаметрами) обработки и скоростями резания, определяя предельные частоты вращения шпинделей nmax и nmin. При этом

Отношение предельных частот вращения называют диапазоном регулирования привода R:

R = nmax = Vmax dmax = RV Rd ,

nmin Vmin dmin

где RV – диапазон регулирования скоростей; Rd – диапазон ре-

гулирования диаметров.

У современных станков диапазон регулирования приводов главного движения R = 100…250.

Возникает вопрос: по какому закону следует изменять частоты вращения валов шпинделей?

Поскольку частоты вращения изменяются ступенчато, оптимальная скорость резания не может быть достигнута, так как теория резания рекомендует работать на частотах, ближайших меньших к расчетному значению. Это связано с необходимостью обеспечивать заданную стойкость режущих инструментов.

42