75

АНАЛИЗ КИНЕМАТИЧЕСКОЙ

СХЕМЫ МЕТАЛЛОРЕЖУЩЕГО

СТАНКА

Методические указания к лабораторной работе по дисциплине «Станки и инструмент»

3

Цель работы – практическое ознакомление с механизмами, кинематическими схемами и методикой составления уравнения кинематического баланса металлорежущих станков.

КИНЕМАТИЧЕСКАЯ СХЕМА СТАНКА

Передача движений от электродвигателя к рабочим органам станка осуществляется при помощи ряда механизмов: зубчатых, ременных, червячных, винтовых, реечных и др. Условное изображение этих механизмов, соединенных в определенной последовательности в кинематические цепи, называется кинематической схемой [1, 2, 3]. Каждая кинематическая цепь – это система последовательно соединенных элементарных механизмов, обеспечивающих исполнительные движения рабочих органов станка (вращение шпинделя, поступательное перемещение стола станка и т. д.).

На схемах указывают численные значения диаметров шкивов, чисел зубьев зубчатых колес, их модулей зацепления и т. д.

ОСНОВНЫЕ УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ ДЛЯ КИНЕМАТИЧЕСКИХ СХЕМ

4

СХЕМЫ РЯДА ТИПОВЫХ МЕХАНИЗМОВ ДЛЯ СТУПЕНЧАТОГО ИЗМЕНЕНИЯ ЧАСТОТ ВРАЩЕНИЯ

5

Окончание т а б л . 2

УРАВНЕНИЕ КИНЕМАТИЧЕСКОГО БАЛАНСА

Уравнение, устанавливающее функциональную зависимость между величинами перемещений начального и конечного звеньев кинематической цепи, называется уравнением кинематического баланса.

6

Начальные звенья кинематической цепи в большинстве случаев имеют вращательное движение, конечные звенья получают как вращательное, так и прямолинейное движение.

Если начальное и конечное звенья оба вращаются, то уравнение кинематического баланса может быть представлено в следующем виде:

nн i = nк,

где nк – частота вращения конечного звена (шпинделя), об/мин; nн – частота вращения начального звена (вала электродвигателя), об/мин; i – передаточное отношение кинематической цепи.

i = i1 i2 i3 ... in,

где i1, i2, i3, ..., in – передаточные отношения отдельных кинематических пар цепи.

Если начальное звено имеет вращательное движение, а конечное – прямолинейное (движение подачи), то при минутной подаче Sм уравнение кинематического баланса имеет вид

nн i H = Sм,

где H – ход кинематической пары, преобразующей вращательное движение в прямолинейное.

Для винтовой пары

H = k tв,

где tв – шаг ходового винта, мм; k – число его заходов. Для реечной пары

H = m z,

где m – модуль зацепления, мм; z – число зубьев реечного колеса.

Когда подача конечного звена Sо задается в миллиметрах на один оборот начального звена, уравнение кинематического баланса имеет вид

1об i H = Sо.

ПРИМЕР АНАЛИЗА КИНЕМАТИЧЕСКОЙ СХЕМЫ ГОРИЗОНТАЛЬНО-ФРЕЗЕРНОГО СТАНКА МОДЕЛИ 6М80Г

Кинематическая схема станка приведена на рисунке.

1. Цепь главного движения (вращения шпинделя).

Уравнение кинематического баланса цепи в общем виде:

8

nшп = nэ . i,

где nшп – частота вращения шпинделя, об/мин; nэ – частота вращения вала электродвигателя, об/мин.

Уравнение кинематического баланса цепи в развернутом виде:

Количество скоростей вращения шпинделя

Z = 3 2 2 = 12.

Максимальное и минимальное числа оборотов шпинделя:

2. Цепь движения подач.

Уравнение кинематического баланса цепи в общем виде:

Sм = nэ i t,

где Sм – минутная подача стола станка, мм/мин; nэ – частота вращения вала электродвигателя привода подач, об/мин.

Уравнение кинематического баланса цепи в развернутом виде:

9

Количество возможных подач

Z = 3 2 2 = 12.

Максимальное и минимальное значения подач:

Smax 1420 21 32 64 34 48 18 28 6 2400 мм/мин (быстрое пе72 64 26 40 52 18 28

ремещение);

(вертикальная подача).

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

1.Изучить графические условные обозначения на кинематических схемах по табл.1.

2.Изучить способы соединения детали с валом по табл.1.

3.Изучить винтовой и реечный механизмы для преобразования вращательного движения в прямолинейно-поступательное движение.

4.Изучить типовые механизмы для ступенчатого изменения частоты вращения валов по табл. 2.

5.Закрепить понятие об уравнении кинематического баланса.

6.Провести анализ кинематической схемы станка из приложения по указанию преподавателя, включающий написание уравнений кинематического баланса в общем и развернутом видах для цепи главного движения и