- •Краткий исторический обзор, состояние и перспективы развития станкостроения
- •1 Общие сведения о металлорежущих станках
- •1.1 Назначение и структура металлорежущих станков
- •1.2 Классификация металлорежущих станков
- •1.3 Понятия о типаже, основных параметрах и размерных рядах станков
- •1.4 Система обозначений (нумерация) станков
- •1.5 Методы образования поверхностей деталей при обработке на металлорежущих станках
- •1.6 Движения в металлорежущих станках
- •1.7 Технико-экономические показатели станков
- •2 Основные узлы и механизмы станков
- •2.1 Базовые детали и направляющие
- •2.1.1 Назначение базовых деталей и направляющих
- •2.1.2 Виды базовых деталей
- •2.1.3 Материал длябазовых деталей
- •2.1.4 Исполнения направляющих
- •2.1.5 Направляющие скольжения
- •2.1.6 Направляющие качения
- •2.1.7 Комбинированные направляющие
- •2.2 Приводы металлорежущих станков
- •2.2.1 Понятие о приводе. Кинематические пары, цепи, схемы
- •2.2.2 Зубчатые механизмы ступенчатого изменения скорости главного движения
- •2.2.3 Зубчатые механизмы ступенчатого изменения подач
- •2.2.4 Сменные зубчатые колёса
- •2.2.5 Механические вариаторы скоростей
- •2.2.6 Реверсивные механизмы
- •2.2.7 Механизмы прерывистого движения
- •2.2.7.1 Храповые механизмы
- •2.2.7.2 Мальтийские механизмы
- •2.2.7.3 Другие механизмы для осуществления периодических движений
- •2.2.8 Суммирующие механизмы
- •2.2.9 Механизмы обгона
- •2.2.10 Компоновки и конструктивные решения приводов главного движения
- •2.2.11 Ручное управление станками
- •2.3 Шпиндели и шпиндельные узлы
- •3 Кинематическая структура станков. Кинематический расчёт и настройка приводов
- •3.1 Кинематические связи в станках
- •3.2 Понятия о наладке и настройке станков
- •1 Оборотфрезы k/z оборотазаготовки (или, сокращённо: 1 об.Фрk/z об.Заг).
- •3.3 Порядок настройки привода на требуемую скорость
- •3.4 Примеры кинематических решений универсальных станков
- •3.4.1 Вертикально-сверлильный станок
- •3.4.1.1 Привод главного движения (вращения шпинделя с инструментом)
- •3.4.1.2 Привод подачи (осевого перемещения шпинделя с инструментом)
- •3.4.2 Универсально-фрезерный станок
- •3.4.2.1 Привод главного движения (вращения шпинделя с инструментом)
- •3.4.2.2 Приводы подач (перемещений стола с заготовкой)
- •3.4.2.3 Приводы быстрых перемещений стола
- •3.4.3 Токарно-винторезный станок
- •3.4.3.1 Привод главного движения (вращения шпинделя с заготовкой)
- •3.4.3.2 Приводы подач, осуществляемых при включении ходового вала
- •3.4.3.3 Приводы винторезных подач
- •3.4.3.5 Приводы быстрых перемещений суппорта
- •3.5 Основные технические характеристики станков. Выбор кинематических характеристик
- •3.6 Регулирование частот вращения шпинделя
- •3.7 Геометрический ряд частот вращения
- •3.8 Предпочтительные числа и ряды предпочтительных чисел. Стандартные значения знаменателей геометрических рядов
- •3.9 Кинематический расчёт приводов станков
- •3.9.1 Основные определения и зависимости
- •3.9.1.1 Структура привода
- •3.9.1.2 Порядок переключения групп передач
- •Значения чисел некоторых геометрических рядов в пределах 1-9500
- •Продолжение табл. 3.6
- •3.9.1.3 Взаимосвязь передаточных отношений в группах передач привода
- •3.9.1.4 Развёрнутые структурные формулы
- •3.9.1.5 Предельные величины передаточных отношений в группах передач
- •3.9.1.6 Диапазоны регулирования привода и отдельных групп передач
- •3.9.1.7 Наибольшее допустимое структурой значение знаменателя ряда
- •3.9.2 Графоаналитический метод определения передаточных отношений
- •3.9.2.1 Построение структурных сеток
- •3.9.2.2 Анализ структурных сеток и выбор оптимального варианта
- •3.9.2.3 Построение диаграммы (графика, картины) частот вращения валов привода
- •3.9.2.4 Выбор оптимального варианта дчв
- •3.9.3 Расчёт чисел зубьев передач групп
- •3.9.4 Особенности расчёта приводов со сменными обратимыми зубчатыми колёсами
- •3.9.5 Особенности расчёта приводов с многоскоростными электродвигателями
- •3.9.6 Расширение диапазона регулирования приводов
- •3.9.6.1 Приводы с переборами (ступенями возврата)
- •3.9.6.2 Приводы с перекрытием (повторением) части ступеней скорости шпинделя
- •3.9.6.3 Применение составных (ломаных) геометрических рядов
- •3.9.6.4 Приводы со сложенной структурой
- •3.9.7 Бесступенчатое регулирование скорости
- •3.9.8 Анализ кинематической структуры привода главного движения
- •3.9.9 Особенности расчета и проектирования коробок подач
2.2.11 Ручное управление станками
2.2.11.1 Ручное управление циклом работы станка осуществляется рабочим при помощи рукояток, штурвалов, маховичков, кнопок и т.п. органов управления. Системы ручного управления можно разделить на механические, гидрофицированные и электрифицированные. В механических системах управления ручное перемещение органов управления (рукояток, маховичков) через передаточные механизмы передается объектам управления (муфтам, передвижным блокам зубчатых колес, зажимам и т.п.). В гидрофицированных системах вручную переключаются гидрораспределители, управляющие перемещением гидродвигателей, воздействующих на объекты управления. Электрифицированное управление сводится обычно к воздействию на кнопки, включающие или отключающие через различные электрические аппараты те или иные электродвигатели приводов станка, электромагнитные муфты и т.п.
2.2.11.2 При проектировании органов ручного управления учитывают требования эргономики – науки о взаимодействии человека с машиной.
Основные требования к органам управления следующие:
а) все часто используемые рукоятки необходимо располагать в зоне, удобной для обслуживания. Для этого следует представлять пространство, которое может обслужить рабочий только за счёт рук, не наклоняя свои плечи и корпус. В зоне, близко расположенной к рабочему, целесообразно устанавливать органы, манипулирование которыми требует больших усилий. Учитывая физиологические различия правой и левой руки, следует располагать органы управления для точных перемещений так, чтобы рабочему было удобно управлять ими правой рукой;
б) если при работе станка рабочему приходится перемещаться из-за необходимости наблюдения за обработкой, органы управления целесообразно располагать на передвижном пульте управления; таковым может являться подвесной пульт (кнопочная станция или пост), который помещается на поворотном кронштейне и легко занимает положение, удобное для рабочего. Если органы управления установлены на перемещающемся при работе станка узле и могут занимать неудобное для рабочего положение, то следует дублировать важнейшие органы управления и органы для аварийной остановки станка;
в) силы на рукоятках управления не должны превышать: 3-8 даН при редком использовании рукояток и 2-3 даН – при частом, 1 даН – на маховичках и рукоятках, устанавливаемых с большой точностью. Важными факторами удобства и лёгкости управления являются размеры, форма и расположение той части органа управления, за которую рабочий берётся рукой;
г) общее количество органов управления следует уменьшать, но при этом число позиций у каждого органа управления не должно быть более 8-10;
д) должна обеспечиваться безопасность работы на станках. Безопасность работы достигается, в первую очередь, конструкторскими мероприятиями: применением ограждений, хорошим освещением рабочей зоны, максимальной механизацией, созданием условий удобного управления механизмами станка. Для этого органы управления должны быть сконцентрированы и расположены в удобных зонах. Рукоятки и маховички не должны вращаться во время работы станка, электрические кнопки кроме кнопки "Стоп" должны быть утоплены в крышке;
е) для предупреждения аварий, которые могут быть вызваны ошибками рабочего и недоработками в системе управления, следует:
- фиксировать органы управления в каждом из занимаемых ими положений;
- блокировать механизмы управления, т.е. создавать такие связи между цепями управления, которые, например, делали бы невозможным одновременное включение двух несовместимых движений или, в других случаях, не допускали бы включения одного движения при не включенном другом;
- ставить ограничители пути установочных движений;
- использовать сигнальные устройства;
ж) следует выполнять правило мнемоничности управления, требующее соответствия направления и характера перемещения органа управления направлению и характеру перемещения объекта управления. В качестве примеров можно рассмотреть некоторые случаи (рис. 2.14): направление перемещения узла должно совпадать с направлением поворота рукоятки, включающей это движение; если орган управления поворачивается в плоскости, перпендикулярной перемещению управляемой части станка, то при вращении этого органа по часовой стрелке перемещаемая часть станка должна удаляться от него.
2.2.11.2 Для ручного управления переключением скоростей и подач станка могут применяться многорукояточные(многорычажные) иоднорукояточные (однорычажные) системы управления.
В первом случае цепи управления деталями одного и того же узла являются независимыми друг от друга, т.е. для управления каждым перемещаемым элементом предусмотрен свой орган управления – рукоятка, педаль, штурвал. Такие системы целесообразны в станках с небольшим числом переключаемых элементов и сравнительно редкими переключениями.
В случае однорукояточного управления при помощи одной рукоятки производится перемещение нескольких или всех переключаемых элементов.
При многорукояточном управлении перемещение подвижных блоков шестерен привода производится механизмами:
- с переводными рычагами (рис. 2.15,а),
- с ползунами, приводимыми реечными парами или иными способами (рис. 2.15,б).
Формы рукояток не зависят от вида механизма управления. Два из ряда возможных вариантов рукояток представлены на рис. 2.15,а,в.
Для захвата блоков на переводные рычаги устанавливаются поворотные вилки (рис. 2.15,г) или камни (рис. 2.15,г,д).
После переключений положения блоков должны фиксироваться. Фиксирующие устройства могут размещаться в самих блоках или ползунах (например, подпружиненные шарики или сухари - рис. 2.15,е), либо в рукоятках (подпружиненные шарики, штифты, сухари).
При недопустимости одновременного включения двух передач, например, в группе на 4 скорости (см. рис. 2.2,ж) или в группе на 3 скорости при разделённом блоке (см. рис. 2.2,д) должны предусматриваться блокировочные устройства. Некоторые варианты их показаны на рис. 2.15,ж.
При однорукояточном управлении могут применяться различные системы и в частности:
- с плоскими или цилиндрическими (рис. 2.15,з) кулачками – для последовательного переключения скоростей;
- с дисками переключения (рис. 2.15,и) – для избирательного (селективного) переключения скоростей.Системы избирательного переключения позволяют перейти от одной скорости к любой другой, минуя все промежуточные варианты, что сокращает время переключения.
Ещё большее сокращение времени на переключение достигается при применении систем управления с предварительнымнабором иливыбором скорости (преселективных систем).В таких системах большая часть манипуляций, необходимых для переключения, производится во время работы станка без изменения установленного для данной операции режима работы. После окончания этой операции скорость быстро переключается одним движением рукоятки или нажатием кнопки.
В крупных и уникальных станках, в станках, обрабатывающих токсичные и т.п. материалы, применяются системы дистанционного управления, позволяющие оператору производить большую часть необходимых операций управления, оставаясь на значительном расстоянии от управляемых узлов станка.