Классификация движений в металлорежущих станках

Для получения на обрабатываемой заготовке заданной чертежом поверхности движения инструмента и заготовки должны быть согласованы между собой. Снятие стружки на станках осуществляется рабочими (или основными) движениями, к которым относится главное движение и движение подачи. Движение, которое определяет скорость резания, называется главным движением, а движение, по скорости которого определяется величина подачи, называется движением подачи.

Г лавное движение может быть вращательным (в токарных, сверлильных, фрезерных и других станках) и возвратно-поступательным (в строгальных, долбежных, протяжных и других станках). Главное движение сообщается или инструменту (например, во фрезерных, сверлильных, поперечно-строгальных станках), или заготовке (в токарных, продольно-строгальных станках). Движение подачи имеет или инструмент - в токарных, сверлильных и продольно-строгальных станках, или заготовка - в шлифовальных, фрезерных и поперечно-строгальных станках.

Помимо рабочих движений, в каждом станке имеются вспомогательные движения. К ним относятся движения: транспортирования и закрепления заготовки, подвода и отвода инструмента, выключения, выключения, переключения скоростей и подач и т. д. Если рабочие движения обычно автоматизированы, то вспомогательные движения можно осуществлять как автоматически, так и вручную.

В некоторых станках для получения заданной конфигурации поверхности детали используют дополнительные движения, кинематически связанные с рабочими движениями. К дополнительным движениям относится, например, движение обкатки и деления в зубообрабатывающих станках для нарезания зубчатых колес, червяков и шлицевых валов.

Кинематические схемы станков

Кинематической цепью - называется совокупность кинематических пар, связывающих источник движения с исполнительным механизмом или два исполнительных органа станка между собой. Кинематические пары (ременные, зубчатые, червячные и другие передачи) располагаются в определенной последовательности.

Кинематической схемой - называется условное изображение совокупности кинематических цепей станка в одной плоскости. Для вычерчивания элементов кинематических схем пользуются условными обозначениями, установленными ГОСТ 2.770-68*. Кинематическую схему можно изобразить в произвольном масштабе, но, как правило, она должна быть вписана в контуры основной проекции станка.

На кинематической схеме указывают числа зубьев колес, числа заходов червяков, шаги ходовых винтов, диаметры шкивов, мощность и частоту вращения двигателей. Валы обозначают римскими цифрами.

Методика кнематической наладки металлорежущих станков

Кинематическая наладка станка заключается в согласовании движений исполнительных органов. Методика наладки одинакова для большинства станков и не зависит от их сложности. Для примера рассмотрим наладку токарно-винторезного станка на нарезание резьбы. Чтобы нарезать резьбу на заготовке 1, необходимо сообщить суппорту 8 с резцом 2 продольную подачу вдоль оси заготовки, согласованную с частотой вращении шпинделя 5. Следовательно, нужно рассчитать две кинематические цепи; скоростную (цепь главного движения) и нарезания резьбы. В обоих случаях следует составить уравнения кинематического баланса, связывающие расчетные перемещения конечных элементов кинематической цепи.

Рассмотрим кинематическую цепь главного движения. Шпиндель 5 с заготовкой 1 получает вращение от электродвигателя через ременную передачу и три пары зубчатых колес. Частоту вращения (мин^-1) шпинделя рассчитывают по формуле

где ν - скорость резания, м/мин (выбирается по справочнику режимов резания); d - диаметр заготовки, мм.

Составим уравнение кинематической цепи от электродвигателя к шпинделю при условии, что шпиндель должен вращаться с частотой

где n - частота вращения вала электродвигателя, мин^-1; 0,985 - коэффициент, учитывающий скольжение ремня.

Это уравнение можно представить и в общем виде:

откуда

где - постоянное передаточное отношение, характеризующее цепь; - сменное передаточное отношение механизма наладки.

Рис. Кинематическая схема токарно-винторезного станка

В рассматриваемой кинематической цепи известны все величины, за исключением сменных колес a-b, являющихся механизмом наладки. Подставив численные значения, получим

откуда

Так как определим значение ; определим колеса a и b и тем самым произведем наладку цепи главного движения. Затем приступим к наладке кинематической цепи движения подачи (или цепи нарезания резьбы). Резец 2, укрепленный на суппорте 3, получает перемещение от ходового винта 4, который приводится во вращение от шпинделя 5 через пару цилиндрических колес, две пары конических колес и сменные зубчатые колеса c -d, e - f .

Составим уравнение кинематического баланса исходя из условия, что за один оборот шпинделя резец пер сместится вдоль оси заготовки на величину шага нарезаемой резьбы:

В общем виде это уравнение будет выглядеть следующим образом:

откуда

где - шаг нарезаемой резьбы; - шаг ходового винта.

В рассматриваемой цепи

откуда

Подобрав сменные колеса c - d, e - f, произведем наладку цепи движения подачи. При кинематической наладке станков необходимо: 1) выяснить характер движения рабочих органов и их согласованность; 2) выявить все кинематические цепи станка; 3) составить уравнения кинематических цепей, связывающих попарно рабочие органы станка; 4) определить передаточные отношения механизма наладки и подобрать в соответствии с ними сменные зубчатые колеса или другие элементы наладки.