116. Лист 120. Дать описание конструкции привода главного движения станка ир500пмф4. Обоснуйте необходимость разгрузки шпинделя от приводного элемента.

На листе 120 показана конструкция шпиндельного устройства станка с механизмом привода главного движения. Шпиндель 1 приводится во вращение электродвигателем 2 постоянного тока через двухступенчатую коробку скоростей. Вращение на шпиндель передается либо через зубчатые пары 3, 4 и 4, 5 (второй диапазон), либо через зубчатые пары 3, 4 и 6, 7 (первый диапазон). В диапазонах от 21 до 194 мин^-1 и от 623 до 935 мин^-1 на шпинделе обеспечивается постоянным крутящим моментом, а в диапазонах от 195 до 622 мин^-1 и от 936 до 3000 мин^-1 – постоянной мощностью. Переключение диапазонов частот вращения шпинделя осуществляется гидроцилиндром, шток 8 которого жестко связан с вилкой 9. Контроль переключения выполняют путевые выключатели 10, на которые воздействуют подвижные пластины 11.

Литой корпус 12, в котором монтируется механизм привода главного движения, крепится на шпиндельную коробку 13. Крутящий момент с зубчатого колеса 14, имеющего бочкообразные зубья, передается на шпиндель через зубчатую полумуфту 15 с внутренними зубьями. Зубчатое колесо 16 служит для присоединения механизма угловой ориентации шпинделя при автоматической смене инструмента.

Шпиндельное устройство монтируется в корпусе 17, который фланцем крепится на переднем торце шпиндельной коробки 13. Внутри шпинделя расположен механизм зажима инструмента. Зажим инструментальной оправки в шпинделе производится усилием пакета тарельчатых пружин 18, а отжим – гидроцилиндром.

117. Механизмы переключения скоростей в станках. Обоснуйте целесообразность использования гидропривода для переключения диапазонов частот вращения шпинделя станка ИР500ПМФ4. Рассчитайте рабочее усилие переключения.

Механизмы управления станков предназначены для пуска и останова отдельных механизмов и всего станка, включения требуемых скоростей и подач, быстрых отводов и подводов механизмов.

Чем сложнее цикл станка, чем выше его производительность, тем более высокие требования предъявляются к механизмам управления.

Системы управления станком можно разделить на ручные и автоматические. При ручном управлении все переключения цикла осуществляются рабочим при помощи рукояток (рычагов) или кнопок управления.

Существуют системы управления многими рукоятками и одной рукояткой, различные положения которой соответствуют отдельным включениям. В системах с так называемым предварительным выбором скоростей время на переключение минимально, так как установка требуемой скорости производится заранее – во время предыдущей технологической операции и затем надо только включить эту скорость.

Автоматические системы управления обеспечивают управление циклом станка без участия человека и поэтому являются наиболее прогрессивными. Имеется большое разнообразие систем автоматического управления, но по принципу действия их можно разделить на две группы:

1) системы без обратной связи, когда заданный цикл осуществляется с требуемой последовательностью без контроля рабочими органами станка правильности его осуществления;

2) системы с обратной связью, когда при помощи специального датчика сравнивается действительное положение рабочего органа станка (стола) с требуемым по программе и при несоответствии показаний датчика и программы создается сигнал управления, ликвидирующий это несоответствие.

Основные типы механизмов управления можно представить в виде схемы:

Характерной особенностью развития механизмов управления современными станками является автоматизация управления с применением электрических, а в ряде случаев и гидравлических и пневматических методов подачи команд.

В современных станках часто сочетается ручное управление с элементами автоматического управления отдельными переключениями.

Механизмы ручного управления должны иметь такую конструкцию и так располагаться на станке, чтобы утомление рабочего было минимально.

Рукояточное управление. Наиболее простой является многорукояточная система управления. В этом случае для каждого переключения предусмотрен соответствующий орган управления – рукоятка, педаль, штурвал. Передаточные звенья от рукоятки к ведомому звену могут быть весьма разнообразными. Например, для перемещения блоков шестерен коробок скоростей и подач применяют рейку, поступательно перемещающую вилку. Применение многорукояточных систем целесообразно лишь в станках с небольшим числом переключаемых механизмов и сравнительно редкими переключениями.

Также применяют однорукояточное управление, когда при помощи одной рукоятки производится несколько, а иногда и все переключения в узле (коробке скоростей, подач). Такой способ переключений приводит к занчительному сокращению органов управления. Этот способ управления прост и удобен. Его недостатком является необходимость последовательной установки всех промежуточных скоростей при переходе от одной скорости к другой.

Управление с предварительным выбором скоростей (преселективное управление). В станках, где переключение скоростей или подач производится часто, а время на выполнение технологических операций невелико, возрастает доля времени, идущая на управление. Для сокращения этого времени применяют системы с предварительным выбором скоростей. Принцип работы этих механизмов заключается в том, что время на установку требуемой скорости совмещается с временем обработки, и только время включения этой предварительно установленной скорости является учитываемым холостым ходом. Рабочий уже при работе станка поворачивает диск и устанавливает то число оборотов, которое необходимо для следующей технологической операции. При этом никаких изменений в работе станка не происходит. По окончании операции он нажимает рукоятку и на станке включается то число оборотов, которое предварительно установлено.

Кнопочное управление. Наиболее легко и удобно управлять станком при помощи кнопок. Однако в этом случае необходимо, чтобы механизмы привода были приспособлены для такого управления. Применение многоскоростных электродвигателей для коробок скоростей и подач, вспомогательных электродвигателей для установочных перемещений узлов или для управления механизмами станка, электромагнитных муфт и тормозов и т.д.

Обоснование целесообразности использования гидропривода для переключения частот вращения: данный станок с ЧПУ (Ф4), следовательно применение гидропривода позволило уп­ростить кинематику станка, снизить металлоемкость, повысить точность, надежность и уровень автоматизации. Кроме того – это дало возможность получения боль­ших усилий и мощностей при ограниченных размерах гидродви­гателей. Гидропривод обеспечивает широкий диапазон бес­ступенчатого регулирования скорости (при условии хорошей плавности движения), возможность работы в динамических ре­жимах с требуемым качеством переходных процессов, защиту системы от перегрузки и точный контроль действующих усилий. С помощью гидроцилиндров удается получить прямолинейное движение без кинематических преобразований.