20. Проектирование приводов подачи универсальных станков и автоматов.

Структура электромеханического привода

подачи со ступенчатым регулированием. Приво­ды подачи со ступенчатым регулированием применяют в универсаль­ных неавтоматизированных станках, а также в редко переналажи­ваемых автоматах и полуавтоматах. Привод подачи может быть не­зависимым от отдельного электродвигателя, либо зависимым, связан­ным с приводом главного движения. В первом случае (см. рис.70) привод подач преобразует вращательное движение двигателя D₁ с постоянной скоростью n_Д в поступательное перемещение рабочего орга­на "Р.о." с необходимой скоростью S_M мм/мин с помощью передаточ­ного механизма, состоящего в общем случае из следующих элементов.

3. Тяговое устройство "Т.у." механизма подач преобразует вра­щательное движение в поступательное и характеризуется шагом t_T._y. — линейным перемещением за один оборот ведущего вала тягового устройства. Его структурные свойства сильно влияют на структуру всего привода.

4. Коробка подач К.П. со ступенчаторегулируемым (настраивае­мым) передаточным отношением is в соответствии со значением необ­ходимой рабочей подачи в пределах диапазона Rs.

Одиночные передачи привода подач "О.п." с постоянным пере­даточным отношением i_n служит для реализации конструктивной компоновки привода, а также обеспечивают необходимую редукцию (is)oбщ.

в приводе.

Общая редукция привода

(1.20)

значительная при малых значениях подачи S_M, обычно требует нали­чия в приводе большого количества понижающих (часто червячных) передач.

Крутящий момент в приводе подачи на любом валу j определяется з ависимостью

(2.20)

где ij/s — передаточное отношение цепи от/-го вала до тягового; nj/s — КПД цепи передач от j-го вала до тягового устройства.

Таким образом, понижающие одиночные передачи целесообраз­но располагать между коробкой подач и тяговым устройством с целью уменьшения крутящих моментов на валах коробки подач. Обычно большая редукция в приводе подачи определяет существенно меньшие, чем в приводе главного движения габариты электродвигате­ля, крутящий момент которого

(3.20)

где ή общ — КПД всего привода.

4. Устройство включения привода "Вкл.", которое обычно распо­лагается в начале привода и выполняется в виде кулачковых или фрикционных муфт, передвижных колес.

5. Реверсивное устройство "Р" выполняется в виде соответству­ющих зубчатых механизмов, часто сопрягаемых с механизмом вклю­чения,- либо в приводе применяется реверсивный двигатель.

6. Предохранительное устройство от перегрузки в приводе П.у. располагается обычно между тяговым устройством и последним валом привода.

7. Цепь ускоренных (холостых) ходов рабочего органа осуществ­ляется от отдельного двигателя D₂ либо от первых, быстро вращаю­щихся валов привода. Сопряжение с цепью рабочих подач осуществ­ляется с помощью специального механизма "С" (дифференциал, муф­та обгона, кулачковые муфты) близ тягового устройства после одиноч­ных понижающих передач.

В станках токарных, токарно-винторезных, сверлильных и ряде других применяют привод подачи, кинематически связанный с глав­ным приводом (рис.74). По своей структуре он аналогичен

рассмотренному независимому приводу, только в качестве первого вала привода принимают шпиндель станка и подача So задается в миллиметрах на один оборот шпинделя, а передаточное отношение коробки подач is определяется соотношением

is = So/(i_nt_т._y. ) (4.20)

Расчет и проектирование коробок подач со ступенчатым регулированием скорости аналогичен расчету и проектированию коробок скоростей. В силу небольших передаваемых моментов передаточные отношения между валами в группе можно брать 1/5≤ i≤2,5, а иногда и больше.

Также рекомендуется при построении ряда скоростей придерживаться закону геометрической прогрессии.

Отличительной особенностью является проектирование коробок подач токарно-винторезных станков, где коробка подач используется и для настройки станка на нарезание резьб.

Шаги резьб расположены по арифметической прогрессии. Значит, ряд чисел скоростей коробок подач токарно-винторезных станков должен быть расположен как по геометрической , так и по арифметической прогрессии.

Тяговые устройства привода линейных перемещений.

Гидропривод довольно широко используется для полу­чения линейных перемещений рабочих органов обычно при длине хода менее 1,2 м в агрегатных, фрезерных и шлифовальных станках. В отдельных случаях следящие гидроприводы подач применяются и в станках с ЧПУ .

Электромеханические тяговые устройства находят ограничен­ное применение. Для переключения муфт, введения фиксаторов иног­да применяют тяговые электромагниты. Линейно развернутые электродвигатели применяют в станках и вспомогательных устройст­вах, перемещение рабочих органов которых не связано с преодолением технологических усилий (координатные столы, установки лазерной и плазменной технологии, транспортные устройства). В прецизионных станках с ЧПУ для перемещения рабочих органов находят применение бесконтактные электромагнитные передачи винт-гайка .

Механические тяговые устройства служат для перемещения подвижных рабочих органов по направляющим и являются последним звеном соответствующей кинематической цепи. Для осуществления прямолинейного перемещения используют различные механизмы.

Кулачковые механизмы широко применяют в станках-автома­тах. Основное достоинство кулачка заключается в том, что он является одновременно и жестким программоносителем, т.е. цикл движения рабочего органа в известных пределах можно получить за счет про­филя кулачка за один его оборот. Координация (последовательность) движений различных рабочих органов в пределах общего цикла обра­ботки детали также осуществляется без команд системы управления, а определяется угловым расположением (сдвигом) их кулачков на общем распределительном валу, совершающем один оборот за цикл полной обработки детали.

Однако переход на обработку детали другой конфигурации тре­бует сложной переналадки, изготовления и замены кулачков, что определяет область применения кулачковых автоматов условиями крупносерийного производства.

КОРОБКИ ПОДАЧ