- •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
1 Оборотфрезы k/z оборотазаготовки (или, сокращённо: 1 об.Фрk/z об.Заг).
Уравнение кинематического баланса этой цепи в общем виде будет:
K/Z об.заг = 1 об.фр·Сд · iд,
где Сд– передаточное отношение постоянных передач цепи деления;
iд– передаточное отношение гитары деления.
Очевидно: .
Последнее выражение есть настроечная формулаилиформула настройкисменных колёс цепи деления зубофрезерного станка.
Примечание:еслиСд<1, удобнее настроечную формулу представлять в виде:,
где Сд' = 1/Сд.
В случае внешней кинематической связи, например, для привода главного движения токарного станка, рассматриваемые записи будут иметь вид:
- расчетное перемещение: nдвоб/мин двигателяn об/мин шпинделя (nдвn),
- уравнение кинематического баланса: n = nдв Ашп iv = Сшп iv,
- настроечная формула: ,
где nдви n – частоты вращения начального (вал электродвигателя) и конечного (шпиндель) звеньев кинематической цепи;
Ашп – передаточное отношение постоянных передач цепи;
iv – передаточное отношение настроечного звена цепи;
Сшп – постоянное число для данной кинематической цепи.
Уравнение кинематического баланса в общем виде для цепи, у которой начальное звено имеет вращательное движение с частотой nооб/мин, а конечное - прямолинейное со скоростью S мм/мин, будет:
S = nо I Н, мм/мин,
где I – полное передаточное отношение кинематической цепи;
Н – ход кинематической пары (см. п/п. 2.2.1.2 и 2.2.1.3), преобразующей вращательное движение в прямолинейное, измеряемый величиной прямолинейного перемещения ведомого звена за один оборот ведущего звена этой пары (мм/об).
3.3 Порядок настройки привода на требуемую скорость
Порядок кинематической настройки рассмотрим на примере ступенчатого привода главного движения по рис. 2.10.
Уравнение кинематического баланса привода:
В этом приводе настроечным звеном являются три группы передач коробки скоростей:
,
где iv – передаточные отношения настроечного звена:
. . .
Из уравнения кинематического баланса:
и
–настроечная формула.
Порядок настройки привода на требуемую частоту вращения следующий:
1) рассчитывают или выбирают расчётную скорость резания vр,
2) определяют расчётную частоту вращения nр: nр = 1000vр /(d),
3) определяют требуемое передаточное отношение настроечного звена
ivр = nр / Сшп ,
4) рассчитывают iv1-iv12 и выбирают из них ближайшее к ivр (как правило, меньшее) передаточное отношение ivj ,
5) определяют nj, обеспечиваемое при ivj: nj = Сшпivj ,
6) определяют скорость резания, которая будет обеспечиваться при nj: v = π·d·nj /1000.
Должно быть, как правило, v vр .
Примечание. можно, вместо указанного в п.п. 3-5, рассчитать n1-n12, выбрать nj, ближайшее к nр(как правило, меньшее), установив при этом, какие передачи должны быть включены для обеспечения nj.
Порядок настройки привода подачи или иного исполнительного движения на требуемую скорость аналогичен рассмотренному.
3.4 Примеры кинематических решений универсальных станков
3.4.1 Вертикально-сверлильный станок
В качестве примера рассмотрим кинематику вертикально-сверлильного станка модели 2Н125 (рис. 7.2), являющегося типичным представителем станков этого типа и группы. Для сверления, зенкерования или развертывания отверстия в заготовке инструменту сообщается вращение (движение резания) и осевое перемещение (подача). Инструмент устанавливается в шпинделе Г сверлильной головки Ж, а обрабатываемая деталь – на столе В. Головка и стол находятся на направляющих колонны Б, закреплённой на плите А.
Чтобы обеспечить и вращение и осевое перемещение инструмента шпиндель с опорами смонтирован в выдвижной пиноли, а его верхняя часть связана подвижным шлицевым сопряжением с гильзой (полым валом). Гильза является конечным исполнительным звеном привода главного движения, а пиноль – привода подачи.