§16.Ряды чисел оборотов в станках

Значение чисел оборотов современных металлорежущих станков колеблется в широких пределах, поскольку на них обрабатываются заготовки из различных материалов и различных диаметров.

Предельные числа оборотов станка находят по наибольшим и наименьшим обрабатываемым диаметрам и допускаемым предельным скоростям резания:

;

где n_min и n_max— наименьшее и наибольшее числа оборотов шпинделя в об/мин, v_min и v_max— наименьшая и наибольшая допускаемые скорости резания в м/мин, D_min и D_max— наименьший и наибольший диаметры обрабатываемой заготовки или вращающегося инструмента в мм.

В станках, не имеющих бесступенчатого регулирования, числа оборотов изменяются по закону геометрического ряда, т. е.

n₁ = n_min; n₂ = n₁φ; n₃ = n₂φ = n₁φ²;...; n_max

В соответствии с этим наибольшее число оборотов при ступенях будет:

n_max = n_minφ^{Z - 1} или

а знаменатель геометрического ряда будет

,

где D— диапазон регулирования чисел оборотов, т. е. отношение максимального числа оборотов шпинделя к минимальному; Z— число членов геометрической прогрессии (число скоростей).

Геометрический ряд чисел оборотов имеет то преимущество, что относительная потеря скорости резания (при использовании меньшего числа оборотов шпинделя против требуемого) остается постоянной для всех интервалов чисел оборотов. Действительно, относительная потеря Δv скорости между двумя соседними (смежными) числами оборотов п₂ и п₁ представляет собой перепад скоростей:

,

где А—перепад скоростей; обычно определяется в процентах

.

Числа оборотов шпинделей металлорежущих станков стандартизованы и назначаются по геометрической прогрессии, знаменатели которой и перепады чисел оборотов стандартизованы (см. табл. 1).

Таблица 1

φ	1,06	1,12	1,26	1,41	1,58	1,78	2
А%	5	10	20	30	40	45	50

В промышленности применяются металлорежущие станки со ступенчатым и бесступенчатым регулированием чисел оборотов шпинделя и величины подач. Системы бесступенчатого регулирования позволяют устанавливать на станке более выгодные режимы резания, обычно осуществляемые без остановки станка (на ходу). Обслуживание станка с бесступенчатым регулированием легче и позволяет работать без резких ударных нагрузок, что особенно ценно при работе твердосплавным инструментом, плохо выдерживающим удары.

Бесступенчатое регулирование рабочих движений в станках выполняется разными способами: электрическим регулированием— путем изменения числа оборотов вала электродвигателя, который приводит в движение станок; с помощью гидравлического привода, широко применяемого для механизмов с прямолинейным движением и сравнительно редко для вращательного движения; с помощью механических бесступенчатых вариаторов.

Из большого количества типов механических вариаторов практическое применение получили лишь некоторые из них. В качестве примера на рис. 16, ж—и показан вариатор Светозарова с передаточным отношением .