3.4 Примеры кинематических решений универсальных станков
3.4.1 Вертикально-сверлильный станок
В качестве примера рассмотрим кинематику вертикально-сверлильного станка модели 2Н125 (рис. 7.2), являющегося типичным представителем станков этого типа и группы. Для сверления, зенкерования или развертывания отверстия в заготовке инструменту сообщается вращение (движение резания) и осевое перемещение (подача). Инструмент устанавливается в шпинделе Г сверлильной головки Ж, а обрабатываемая деталь – на столе В. Головка и стол находятся на направляющих колонны Б, закреплённой на плите А.
Чтобы обеспечить и вращение и осевое перемещение инструмента шпиндель с опорами смонтирован в выдвижной пиноли, а его верхняя часть связана подвижным шлицевым сопряжением с гильзой (полым валом). Гильза является конечным исполнительным звеном привода главного движения, а пиноль – привода подачи.
3.4.1.1 Привод главного движения (вращения шпинделя с инструментом)
Привод вращения шпинделя с инструментом представляет собой внешнюю кинематическую связь и берёт начало от электродвигателя с частотой вращения nдв=1430 об/мин (мин-1).
Расчётные перемещения конечных звеньев: nдв n, где n – частота вращения шпинделя.
Движение передаётся на гильзу шпинделя через одиночную зубчатую передачу и три группы передач. Уравнение кинематического баланса этой цепи будет следующим:
об/мин.
Три группы передач являются настроечным органом привода, обеспечивающим 12 вариантов передаточных отношений iv, а значит и частот вращения шпинделя. Для получения последовательно возрастающего ряда частот вращения шпинделя на этом станке необходимо переключать передачи: в первую очередь – в группе на три скорости, во вторую и третью – соответственно, в первой и второй группах на две скорости.
Настроечная формула цепи выводится следующим образом:
Реверс шпинделя обеспечивается переключением электродвигателя.
3.4.1.2 Привод подачи (осевого перемещения шпинделя с инструментом)
Подача S измеряется в миллиметрах перемещения инструмента (например, сверла) за 1 его оборот, а значит, привод подачи представляет собой внутреннюю кинематическую связь и берёт начало от вращающегося шпинделя. Конечными звеньями кинематической цепи, таким образом, будут шпиндель вращающийся и тот же шпиндель, но движущийся вдоль своей оси.
Расчетные перемещения конечных звеньев представляются в виде:
1 об.шпS.
Движение передаётся с колеса 27 гильзы шпинделя через ряд одиночных цилиндрических зубчатых передач, две группы передач, предохранительную муфту М1, червячную и реечную передачи пиноли со шпинделем (рейка модуля 3 мм нарезана на пиноли).
Уравнение кинематического баланса цепи:
мм/об.
Две группы передач являются настроечным органом привода, обеспечивающим 9 вариантов передаточных отношений iS, а значит и подач за 1 оборот шпинделя (при каждой его частоте). Для получения последовательно возрастающего ряда подач необходимо переключать передачи сначала во второй по порядку расположения группе на три скорости, а затем – в первой группе на три скорости.
Настроечная формула цепи выводится следующим образом:
