6.2.Основные составные части универсальных металлорежущих станков
В самом общем случае металлорежущий станок состоит из следующих составных частей: источника движений (двигателя); передаточных механизмов; рабочих исполнительных органов; устройств управления и несущей системы.
Источником движения в металлорежущих станках являются электрические, гидравлические и реже пневматические двигатели. Наибольшее распространение в качестве источника движения получили одно- и многоскоростные асинхронные электродвигатели переменного тока.
Основные составные части металлорежущего станка приведены на рис.6.3.
Рис.6.3. Основные составные части металлорежущего станка
Под несущей системой понимается совокупность корпусных узлов станка, через которые замыкаются силы, возникающие при работе станка при работе станка между инструментом и заготовкой. Это обычно станины, стойки и т.д. Обычно изготавливаются литыми из серого чугуна (СЧ15, СЧ20) или сварными стали 3 или 4.
Под рабочими органами понимается исполнительные механизмы, в которых закрепляются инструменты или заготовки. У станков с главным вращательным движением – это шпиндель. По конструкции – это полые валы, вращающиеся в подшипниках и имеющие на концах узлы для закрепления инструмента или заготовки.
Системы управления, как правило, ручные или цикловые.
В качестве вспомогательных систем используются системы смазывания, системы снабжения СОЖ и системы управления стружек.
Приводы станка – это совокупность устройств, которые служат для передачи движения от источника энергии, например, электродвигателя, к рабочим органам – шпинделям, суппортам, столам и т.д.
На рис.6.4 приведена классификация приводов металорежу-щих станков.
Рис.6.4. Классификация приводов металлорежущих станков
По характеру регулирования скорости рабочих движения различают приводы со ступенчатым и бесступенчатым регулированием.
Приводы со ступенчатым регулированием
Приводы со ступенчатым регулированием в металлорежущих станках получили широкое распространение. Одной из основных конструктивных характеристик этого типа приводов является принятый для конкретного привода: знаменатель геометрической прогрессии шпинделя (ряда подач или двойных ходов). Целесообразность изменения частот вращения шпинделей в станков по закону геометрической прогрессии была доказана академиком Гадолиным А.В.
Технологические возможности станка применительно к станку с приводом вращательного движения могут быть охарактеризованы диапазоном регулирования Rn= nmax / nmin, где nmax – максимальная частота вращения шпинделя; nmin - минимальная частота вращения шпинделя.
Диапазон регулирования в станках Rn изменяются в широких пределах. Наибольшее значение он имеет в универсальных станках, наименьшее – в специализированных станках. Например, универсальный токарно-винторезный станок 16К20 имеет диапазон регулирования Rn =128.
Знаменатель
геометрического ряда изменения частот
(ряда подач или чисел двойных ходов)
через диапазон регулирования Rn
и
число частот регулирования z
.
Ряд
частот шпинделя n1,
n2,
n3,
n4,
…nm
представляет собой геометрическую
прогрессию со знаменателем
(n2
= n1
.
).
Стандартные знаменатели прогрессии имеют значения: 1.06, 1.12, 1.26, 1.41, 1.58, 1.78, 2.00.
При ступенчатом регулировании частоты вращения шпинделя
Используется меньшая частота, требуемая (фактическая скорость резания
меньше нормативной скорости). По этой причине имеет место потеря скорости резания ( V н - V ф = V ).
При геометрическом ряде частот вращения относительная потеря скорости резания V/V остается одинаковой для всех интервалов частот, которую можно выразить через знаменатель прогрессии
V / V = ( - 1) /
Наибольшее распространение получили станки с = 1.26 и 1.41.
Исключение из правила построения приводов по закону геометрической прогрессии являются приводы подачи для нарезания резьбы. Эти приводы строятся по закону арифметической подачи ввиду того, что стандартный ряд резьбы представляет собой арифметическую прогрессию.
Упрощенное графическое изображение двигательных, передаточных и исполнительных механизмов называется кинематической схемой станка.
Кинематическая схема станка составляется кинематическими цепями, которые конструктивно осуществляются в виде различных кинематических звеньев и пар.