книги из ГПНТБ / Технология металлов и конструкционные материалы учебное пособие

Предельные числа оборотов .шпинделей (ходов пол­ зунов) устанавливаются, исходя из условий обработки и предельно допустимых скоростей резания.

Поскольку диаметр обрабатываемых деталей и ин­ струментов на станках может изменяться в определен­ ных пределах, на станках предусматривается изменение чисел оборотов в определенном диапазоне.

Диапазоном чисел оборотов шпинделя станка называ­ ется отношение максимального числа оборотов к мини­

ля; nmin —минимальное число оборотов шпинделя.

Чем больше диапазон чисел обротав, тем универсаль­ нее станок.

При ступенчатом регулировании чисел оборотов шпин­ деля промежуточные их значения выбираются так, что­ бы они составляли ряд .геометрической прогрессии:

Я т 1п — t i l l п%= T il ф ! П3 = t%iсра ; . . . nz — tii Ф »

где ср — знаменатель геометрической лрогрёсии; z — число членов геометрической прогрессии.

Геометрический ряд дает постоянный перепад скоро­ стей, т. е. изменение величины скорости три переходе от одной ступени числа оборотов к другой постоянно.

Величину перепада скорости А обычно выражают в процентах

А = SLz± 100%,

Ф

где А — величина перепада скорости;

Ф — знам енатель геометрической прогрессии.

Числа оборотов шпинделей металлорежущих станков в СССР стандартизованы и составляют нормальные ря­ ды со стандартным значением знаменателя геометриче­ ского ряда

Перепад скорости А будет тем меньше, чем меньше величина знаменателя геометрической прогрессии, а сле­ довательно, меньше разность между значениями п\, я2, nz,...nz и лучше регулирование чисел оборотов.

Значения знаменателя геометрической прогрессии ф наиболее часто берутся равными 1,26; 1,41 или 1,68; дру­ гие значения используются реже.

302

Применение в металлорежущих станках-коробок ско­ ростей со ступениатым регулированием скорости не всег­ да дает возможность работать на оптимальной скорости резания, за счет этого происходит снижение производи­ тельности.

Поэтому в металлорежущих станках применяются механические, гидравлические и электрические приводы с 'бесступенчатым регулированием скоростей.

Привод с 'бесступенчатым регулированием скоростей обеспечивает возможность плавно изменять на ходу чис­ ло оборотов шпинделя или число ходов ползуна (стола) и точно установить необходимую скорость резания и ве­ личину подачи. Это дает возможность обрабатывать за­ готовки на расчетных оптимальных режимах резания.

§ 118. Виды передач

Передачей в станках называется механизм, который преобразует или передает движение от одного элемента к другому. Передача характеризуется передаточным от­ ношением г, т. е. числом, показывающим, во сколько раз число оборотов ведомого вала больше или меньше числа оборотов ведущего вала, i= n i/n 2(n i—число обо­ ротов ведомого вала; п2—число оборотов ведущего вала).

Передаточным отношением ременной передачи (рис. 146,1) называется отношение диаметра d ведущего' шки­ ва к диаметру D ведомого шкива, т. е. i= d/D y (у — по­ правочный коэффициент, учитывающий неизбежное про­

ражение с помощью условных обозначений ' всех меха-

303

(Низмов, 'передающих движение от ^электродвигателя к рабочим или исполнительным органам станка. Кинема­ тическая схема дает наглядную характеристику взаимо­ связи всех узлов станка и позволяет определить переда­ точные отношения, числа оборотов шпинделя, величину подач, крутящий момент и к. п. д. станка.

§ 119. Механизмы станков

Кйробки скоростей и коробки подач станков представля­ ют различные сочетания элементарных механизмов. Наи­ более часто применяется механизм со скользящими зуб­ чатыми колесами (рис. 147, а). На валу / (ведущем)

304

сивный механизм с цилиндрическими зубчатыми колесами н кулачковой муф­ той; з — реверсивный механизм с коническими зубчатыми колесами и кулач­ ковой муфтой

305

жестко закреплены зубчатые колеса zp, z3; 25 с различ­ ными числами! зубьев, /каждое из них .может входить в зацепление со скользящим /по валу II трехвei-щовы.м бло­ ком зубчатых колес: z x с z2; z3 с z4; z5 е ze. Таким об­ разом, валу II сообщаются три скорости с передаточны­ ми отношениями: i = z llz2\ i2= z 3/z4, i3—z5/z6.

В коробках подач используется механизм /геометри­ ческого ряда со скользящим zo и накидным zH зубчаты­ ми колесами (рис. 147,6). В конструкции этого механиз­ ма, кроме валов I и II, имеется промежуточный нал с двумя двухвенцо'выми блоками (z2 и z3; z5 и z6). На ва­ лу I зубчатые колеса Z\ и z4 закреплены жеСтко и нахо­ дится в постоянном зацеплении; z x с зубчатым венцом z2 первого блока, a z4 с зубчатым венцом Zs второго блока. Вал II имеет обойму с накидным zH и скользящим z0 зубчатыми колесами и при передвижении обоймы вдоль вала II накидное zHзубчатое колесо .может быть введено в зацепление с зубчатыми колесами z2, z3, Z5 и z6. про­ межуточного вала и движение с вала I на вал II пере­ дается через скользящее зубчатое колесо z0 четырьмя различными способами.

В коробках подач часто используют механизм с ше­ стеренчатым конусом (рис. 147,9). На валу II этого ме­ ханизма жестко закреплены зубчатые колеса z h z2, z3, z4, Z5 и zs, образующие шестеренчатый конус, а вал I имеет обойму,-<в которой находятся в /постоянном зацеп­ лении накидное зубчатое колесо zHи скользящее zc. При перемещении обоймы на валу / накидное зубчатое коле­ со zH может зацепляться с одним из зубчатых колес ше­ стеренчатого конуса и передавать вращение скользяще­ му зубчатому колесу zc, а следовательно, и валу 1. Пе­ редаточные отношения будут:

i‘i = Zi/Zc; t2 = Za/Zc и т. д.

Механизм с двойным шестеренчатым конусом и вы­ движной шпонкой применяется обычно в коробках по­ дач (рис. 147,г). Этот механизм имеет два вала I и II.

На валу I жестко закреплены зубчатые колеса z u z3, z5, Z7 и Zg первого шестеренчатого конуса и с ними в посто­ янном зацеплении находятся зубчатые колеса z2, z4, zG, zs и. Zio второго конуса, которые свободно сидят на ва­ лу II и имеют шпоночные канавки. Вал //полый и внут­ ри его проходит тяга а, шарнирно связанная с выдвиж­

306

ной шпонкой, которая .при движении тяти .вдоль вала .мо­ жет входить в .паз одного из 'зубчатых колес этого вала, и тогда движение .с вала I, если он .ведущий, на в-ал II передается через эту пару зубчатых колес.

Вметаллорежущих станках вращательное движение

впоступательное преобразуется -реечным механизмом, винтовой парой, качающейся кулисой, храповым меха­

низмом. Механизм с качающейся кулисой, (рис. 147,5) имеет кулису, закрепленную на оси О, на которой она

.может качаться. -Верхним концом кулиса, через шарнир 4 и гайку 5 связана с ползуном 6. Кулиса имеет прорезь 3, вдоль которой -перемещается кулисный камень 2 , сво­ бодно сидящий на пальце кулисного колеса 1. При вра­ щении кулисного колеса палец перемещает кулисный ка­ мень вдоль прорези кулисы и качает ее; кулиса при сво­ ем движении перемещает ползун.

При повороте кулисного колеса на угол ос ползун со­ вершает медленное движение вперед — рабочий ход, а при повороте колеса на угол р происходит возвратное быстрое перемещение .ползуна — холостой ход. Скорость рабочего хода пр будет во столько раз меньше скорости холостого хода vx, во сколько угол а больше угла р.

Храповой .механизм служит для преобразования вра­ щательного движения в прерывистое поступательное (рис. 147,е). При повороте диска А поворачивается экс­ центрично закрепленный палец 1 и тянет за собой шатун 2, шарнирно соединенный с ним. Другой конец 3 шатуна 2 шарнирно -соединен с планкой 4 и поворачивает ее. Планка имеет собачку 5, которая,, западая зо впадину между зубьями храпового колеса ,2 хр, поворачивает его и винт 6, вследствие этого происходит перемещение гай­ ки 7. При повороте диска А далее -на половину окружно­ сти шатун поворачивает планку в противоположном на­ правлении и собачка 5 при этом благодаря скосу про­ скакивает зубья храпового колеса, не поворачивая его. Поворот храпового колеса регулируется величиной экс­ центричности закрепления пальца 1 надиоке А, чем меньше эксцентричность, тем меньше угол поворота хра­ пового колеса и меньше перемещение гайки, больше экс­ центричность — больше угол поворота храпового колеса и перемещение гайки.

Для изменения направления'движения рабочих орга­ нов .в металлорежущих станках служит реверсивные ме­ ханизмы. Используется механизм с цилиндрическими

,307

зубчатыми .колесами и кулачковой муфтой (рве. 147,ж) В механизме скользящая кулачковая муфта А замыкает на валу II зубчатое колесо z2 или 2 5, в результате чего вал II получает правое или левое вращение.

Иногда применяется механизм с коническими зубча­ тыми колесами и кулачковой или фрикционной муфтами (рис. 147,з). В этом механизме свободно сидящие на ва­ лу / колеса z\ и z2 могут поочередно приводиться в дви­ жение муфтой А, при этом колесо z3 на валу II получает правое (с z x) или левое .вращение (сг2).

§ 120. Установка и испытание станков

Станок обычно устанавливают на фундамент. От пра­ вильной установки станка на фундаменте зависит точ­ ность его работы, жесткость и виброустойчивость. Конст­ руктивно фундамент может быть оформлен в виде инди­ видуального устройства (для станков с большими дина­ мическими нагрузками), в виде общего бетонного полот­ на толщиной 300—400 мм или отдельной ленты толщи­ ной 150—700 мм и шириной 1200—3000 мм (для неболь­ ших и средних станков), а иногда и из металлических лаг (из угловой стали, швеллеров и др.), утопленных в бетоне. Соотношение цемента, песка и щебня в составе бетона рекомендуется следующее: 1:3:5.

Станки высокой точности, а также станки, работаю­ щие с большими динамичеокими нагрузками, следует устанавливать на отдельных фундаментах. Разме­ ры фундаментов указаны в паспорте станка или определяются расчетом. При установке станка на фундаменте с точностью, требуемой условиями экс­ плуатации, применяют регулирующие приспособления в виде клиньев, башмаков, металлических подкладок .раз­ личной толщины или фундаментных .плит с регулирую­

1000 мм. Затем станок закрепляют фундаментными бол­ тами и цементным раствором, который подливают в опа­ лубку у оонования.

Чтобы выявить, можно ли получить на станке задан­ ную точность, шероховатость поверхности обрабатывае­ мых деталей и производительность, новые и отремонти-

308

вают проверку качества изготовления деталей станка и оборку системы приводов, смазки и охлаждения. Для проверки работы всех механизмов и паспортных данных станок испытывают сначала на холостом ходу, а затем в работе под ,нагрузкой путем обработки образцов, при на­ грузке станка до номинальной мощности и ори кратко­ временной перегрузке на 25% и на производительность, которая определяется количеством обработанных в еди­ ницу времени деталей. После этого станок проверяют на геометрическую точность, а также на шероховатость поверхности и точность обработанной детали. В послед­ нее время металлорежущие станки подвергают и ряду других испытаний, например проверяется жесткость и другие показатели, важные при эксплуатации. Станки перед испытаниями устанавливают на клинья, не подли­ вая цемента.

§ 121. Условия безопасной работы и техника безопасности

Безопасные условия работы на предприятиях нашей страны обеспечиваются путем усовершенствования тех­ нологического процесса производства, модернизации оборудования и инструмента, механизации трудоемких работ, правильной организации производства и проведе­ ния санитарно-гигиенических мероприятий.

В механических цехах и мастерских для безопасной работы полы делают ровными, оборудование правильно расставляют по отношению к проездам, проходам и ес­ тественным источникам света (окнам). Имеющееся на станках электрооборудование надежно изолируют, стан­ ки заземляют. Все вращающиеся, движущиеся и высту­ пающие части станков и другого оборудования ограж­ дают или закрывают кожухами.

К работе »а станке можно допускать только лиц, зна­ ющих его устройство, правила техники безопасности и имеющих навыки работы на нем. Прежде чем присту­ пить к работе на станке, необходимо получить соответст­ вующий инструктаж. Исправность .станка проверяют каждый раз перед началам работы. На неисправном оборудовании работать запрещается.

309

Обрабатываемое изделие и инструмент нужно на­ делено закреплять на станке. Останавливать рукой вращающиеся части станка запрещается. . Умерять де­ тали л удалять стружку молено только после остановил станка, при этом струлеку удаляют специальными крюч­ ками или щетками. Ремонтировать станок и в особенно­ сти электрооборудование рабочему запрещается; это вы­ полняет слесарь или электрик при выключенном из элек­ тросети станке. После окончания работы и на время пе­ рерывов в работе станки и приводы к ним выключают.

. Одежда рабочего доллена быть аккуратна и застег­ нута, не иметь развевающихся концов. Длинные волосы заправляют под берет или платок, а концы платка под­ вертывают внутрь так, чтобы они не выступали. Для за­ щиты глаз и лица от поражения стружкой и абразивной пылью необходимо пользоваться очками или устанавли­ вать на станках экраны и щитки из небьющегося стекла ■или целлулоида, чтобы иметь возможность наблюдать за процессом.

Г л а в а-XXVI

ТОКАРНЫЕ СТАНКИ И РАБОТА НА НИХ

Станки токарной лруппы предназначены для выполне­ ния разнообразных работ — точения цилиндрических, конических поверхностей, подрезания торцов, нарезания резьбы и др. В связи с тем, что на станках токарной группы выполняется много разнообразных работ, они яв­ ляются наиболее р'аопространенны.м видом металлоре­ жущего оборудования машиностроительных и ремонт­ ных заводов и мастерских.

§ 122. Токарно-винторезный станок

Основными узлами токарно-винторезного станка модели 1К62 (рис. 148) являются станина II, передняя бабка I с коробкой скоростей, гитара оменных зубчатых колес XI, коробка подач IX с ходовым винтом 7 и ходовым валиком 8, суппорт III, фартук VIII, задняя бабка V, электропривод станка в тумбе X, привод ускоренного перемещения суппорта VI, шкаф с электрооборудовани­ ем IV.

310

Кроме этих узлов, ставок имеет насос для подачи ох­ лаждающей жидкости в тумбе VII, кнопочное и рычаж­ ное управление механизмами станка.

Станина II служит для монтажа всех узлов станка, устанавливается и закрепляется на тумбах VII и X. Она представляет собой массивную чугунную отливку короб­ чатого сечения с ребрами жесткости внутри. Верхние

плоскости станины — призматические и плоские направ­ ляющие— точно и тщательно обработаны. Наружные

•направляющие служат для перемещения суппорта III, а на внутренних направляющих устанавливают и переме­ щают заднюю бабку V.

Передняя бабка I установлена и закреплена на левой стороне станины II станка. В корпусе передней бабки размещены коробка скоростей и шпиндельный вал 1 , а снаружи — рукоятки управления станком.

В шпиндельном валу 1 есть сквозное 'отверстие, кото­ рое с правого конца имеет коническую ферму и служит для установки центра. Сквозное отверстие шпиндели I попользуется при обработке длинных прутков, которые пропускаются через это отверстие, а также для вытал­ кивания центра при-помощи прутка. Выступающий из

311