2.2. Кинематика станков

Формообразование на металлорежущих станках возможно лишь при определенном сочетании взаимных перемещений ре­жущего инструмента и заготовки, обеспечивающих образование стружки.

Основную роль при резании играют рабочие движения: главное и подачи.

Главное движение резания в станках может быть поступа­тельным (строгание, протягивание, долбление и др.) и вращатель­ным (точение, сверление, шлифование, фрезерование). Движение подачи - прямолинейным и круговым.

Оба рабочих движения в процессе обработки могут быть непрерывными (точение и др.) или прерывистыми (строгание, зубодолбление и др.), а также с "выстоем" (временной остановкой дви­жения).

Для приведения в действие исполнительных органов станка (шпинделей, суппортов и др.) используются двигатели: электри­ческие, гидравлические, пневматические и др.

Совокупность механизмов, передающих движение от ис­точника движения (двигателя) к рабочим органам станка (шпинделю, суппорту, столу и др.) называют приводом.

Различают приводы главного движения, подачи и вспомо­гательных движений. Приводы могут быть со ступенчатым и бес­ступенчатым регулированием величины движения рабочего органа.

Ступенчатое регулирование привода осуществляется с помощью зубчатых коробок передач, а бесступенчатое - измене­нием величины напряжения в двигателях постоянного тока и вариаторами.

Механизм, передающий движение от одного элемента к другому (с вала на вал) или преобразующий одно движение в другое (вращательное в поступательное или наоборот) называется передачей. В передаче различают: ведущий элемент - передающий движение и ведомый - получающий движение.

Для передачи вращательного движения применяют ремен­ные, цепные, зубчатые и фрикционные передачи, для поступательного - винтовые, реечные, кулачковые и др.

Одной из основных характеристик передачи является переда­точное отношение, которое показывает во сколько раз частота вращения ведомого элемента отличается от частоты вращения ведущего элемента:

где i - передаточное отношение передачи,

n_вм (n₂) - частота вращения ведомого вала,

n_вщ (n₁) - частота вращения ведущего вала.

Передаточные отношения передач можно определить через некоторые известные параметры элементов передачи.

Для ременной передачи:

где D₁ и D₂ - диаметры шкивов ведущего и ведомого валов,

η_p - коэффициент проскальзывания ремня (η_p = 0,96...0,99).

Для зубчатой и цепной передач:

где Z₁ и Z₂ - числа зубьев ведущего и ведомого зубчатых колес или звездочек.

Для червячной передачи:

где k - число заходов резьбы червяка,

Z - число зубьев червячного колеса.

Для привода, состоящего из нескольких последовательно соединенных передач общее передаточное отношение равно произведению передаточных отношений передач, входящих в кинематическую цепь:

i_общ(1-n) = i_1-2 • i_2-3 • …• i_(n-1)-n .

Такое равенство называют уравнением кинематического баланса и используется при расчете кинематических цепей станков.