Общие сведение о станках

Общие сведение о станках Основные понятия о кинематике

станков и методика их настройки

Основоположником кинематики станков является Г. М. Головин, который разработал теоретические основы анализа, расчета и настройки кинематических цепей станков. Им был создан курс «кинематики станков», в котором рассматриваются методы кинематического расчета, наладки и формообразования деталей резанием. Для осуществления процесса резания каждый станок имеет ряд рабочих органов, которым сообщаются движения, определяемые назначением станка и характером выполняемых на нем работ. Рабочие органы станков: шпиндель, суппорт, стол, инструментальная головка и др. Требуемое относительное перемещение может совершаться либо инструментом, либо заготовкой или чаще всего сочетанием движений обрабатываемой заготовки и ин­струмента. Движения на станках делятся на две категории: 1) основные (движения формообразования), к которым от­носятся главное движение, движение подачи и в некоторых группах станков также движение деления, движение огибания, дополнительное вращение заготовки и 2) вспомогательные движения.

Под главным понимают движение, определяющее скорость резания. Иногда это движение называют движением резания. В станках главное движение бывает двух видов: вращательное и прямолинейное — и сообщается либо заготовке, либо инст­рументу. В большинстве станков движение является вращатель­ным. Так, в станках токарной группы главное движение — это вращение обрабатываемой заготовки, а в станках фрезерных, сверлильных и шлифовальных — вращение инструментов.

В отдельных типах станков главное движение получается в результате относительного движения с различными скоро­стями детали и инструмента (например, в некоторых токарных автоматах при нарезании резьбы). В строгальных, долбежных,

протяжных и некоторых зубообра'батывающих станках главное движение возвратно-поступательное.

Под движением подачи понимают то из движений, которое определяет один из размеров сечения срезаемого слоя (стружки). Оно может быть как непрерывным (например, в токарных, фрезерных, сверлильных), так и прерывистым — периодическим (например, в строгальных станках). В некоторых станках имеется несколько движений подач. Например, в круглошлифовальных станках имеется окружная подача (вращательное движение детали); продольная подача (продольное перемещение детали или круга). Кроме того, в конце продольного хода детали шлифо­вальному кругу сообщается поперечная подача (см. рис. 10.4).

Главное движение и движение подачи являются обязатель­ными для всех групп станков, за исключением протяжных станков, в которых движение подачи отсутствует, а сечение срезаемого слоя определяется конструкцией протяжки.

Вспомогательными (установочными) движениями на станке называются те, которые не участвуют непосредственно в про­цессе резания и служат для транспортирования, зажима заготовки или инструмента, подвода и отвода рабочих органов, установки частоты вращения, подач и т. п.

Для анализа движений различных органов станков применя­ют упрощенные, условные схемы механизмов, дающие нагляд­ное представление о кинематике станков и в некоторой степени представление об их конструкции. Такие схемы называются кинематическими, и для их вычерчивания применяют условные обозначения (согласно ГОСТ 2.770—68) (СТ СЭВ 2519—80), основные из которых приведены в табл. 12.2.

Кинематическая схема станка (см. рис. 14.2) состоит из отдельных кинематических цепей. Под кинематической цепью станка понимают совокупность ряда передач — ременных, зуб­чатых, реечных, винтовых и др., обеспечивающих передачу движений от начального звена к конечному, например от электродвигателя к шпинделю. Механизм, осуществляющий передачу движения от одного элемента к другому (с вала на вал) или преобразующий один вид движения в другой (например, вращательное в поступательное), называют перед­ачей. Элемент, передающий движение, называют ведущим, а элемент, получающий движение,— ведомым.

Передаточным отношением (i) называют отношение частот вращения ведомого вала (и_веДом) ^к частотам вращения ведущего

При i 1 передача ускорительная, при i1 —замедлительная.

Кинематические цепи могут иметь как постоянные вза­имодействующие элементы, так и сменные. Сменными элемен­тами чаще всего являются зубчатые колеса, кулачки, шкивы. Группа сменных взаимодействующих элементов называется узлом настройки.

Уравнение, связывающее расчетные перемещения конечных звеньев кинематической цепи, называется уравнением кинема­тического баланса. Оно служит основой для определения передаточного отношения узла настройки. Формула настрой­ки— это преобразованное уравнение баланса, в котором опре­делен параметр настройки,

В современных станках наиболее распространенными смен­ными элементами являются зубчатые колеса. Узел настройки кинематической цепи посредством сменных зубчатых колес называется гитарой. При наличии одной пары сменных колес гитара называется однопарной, при двух парах колес — двухпар-ной, при трех парах — трехпарной. Чаще всего применяются двухпарные гитары.

На рис. 1 схематически изображена двухпарная гитара. Расстояние А между ведущим валом 1 (колеса а) и ведомым 2 (колеса d) является неизменным. На ведомом валу свободно посажен приклон гитары 3. В приклоне имеются радиальный и дуговой пазы. В радиальном пазу крепится ось 4 колес Ъ и с. Перемещая ось вдоль паза, можно менять расстояние В между колесами с и d. Вследствие наличия дугового паза в приклоне имеется возможность изменять расстояние С между

Рис. 1. Гитара сменных зубчатых колес

колесами а и Ь, поворачивая приклон на валу 2. В требуемом положении приклон закрепляется болтом 5.

Настройку кинематических цепей выполняют в такой по­следовательности: 1) анализируют технологический процесс об­работки заданной детали и определяют необходимые движения рабочих органов станка; 2) по кинематической схеме станка находят необходимые кинематические цепи и их конечные звенья; 3) назначают расчетные перемещения конечных звеньев; 4) составляют уравнения кинематического баланса настраива­емых движений и определяют передаточные отношения смен­ных элементов; 5) по передаточным отношениям подбирают соответствующие сменные элементы.