Производящие линии. Основные виды (Рисунок 1) Тело любой детали это замкнутое пространство, ограниченное реальными поверхностями, которые образованы в результате обработки тем или иным способом (резанием, штамповкой, литьем и тд). На чертеже поверхности задаются в виде геометрических фигур, т.е. с помощью геометрических линий (цилиндр, конус, эвольвентная поверхность, резьбовая поверхность и т.д.). Однако в результате обработки геометрические поверхности отличаются от реальных (формой, размерами, шероховатостью). При проектировании металлорежущего станка необходимо определить виды движений инструмента и заготовки, в результате которых получаются обрабатываемые поверхности. Примем допущение, что теоретический процесс формирования реальных поверхностей на станках аналогичен процессу идеальных геометрических поверхностей. Рассмотрим теоретический процесс формирования плоскостей Основной принцип образования поверхностей: любая поверхность рассматривается как след, оставляемый одной производящей линией (которая называется образующей) при ее движении по другой производящей линией (которая называется направляющей линией). Таким образом формирование поверхностей происходит при движении образующей по направляюще линией. 1 образующая 2 направляющая а) прямая образующая направляющая и (наружное поперечное точение) б) движение окружности по прямой направляющей 2 (наружное продольное точение) Г) метод обката В) метод копирования Производящие линии могут быть обратимыми (Направляющая может стать образующей и наоборот). Виды производящих линий: 1) обе линии постоянным (не меняют формы и размеры) 2) одна постоянная, другая изменяющаяся 3) обе изменяющиеся производящие линии (точение гиперболоида, когда образующая является окружность), (третий случай на рисунке снизу). Рисунок 2 Методы образования поверхностей. Производящие линии на станках получаются за счет двух элементарных движений в различных сочетаниях (вращение и прямолинейное перемещение). Таким образом любая поверхность получается комбинаций согласованных между собой вращательных и прямолинейных перемещений инструмента и заготовки. Любой узел может получить либо вращательное, либо линейной передвижение. Вывод: мы должны создавать опоры для вращательного движения и прямолинейные направляющие. Методы образования производящих линий и поверхностей на станках Для формирования производящих линий на станке совершает движение инструмент и заготовка. Такие движения называются движениями формообразования. Количество и вид этих движений зависят от формы производящих линий и формы режущий кромки инструмента. Рассмотрим методы образования геометрических линий (Рисунок 2): а) Метод копирования (фасонное точение). Позволяет получать только одну линию образующую. Режущая кромка по всей кромке совпадает с образующей линией и для ее получения не требуется движения формообразования. Движение врезания (установочное). Формообразующее движение одно вращение. б) Метод обката. Форма режущей кромки не совпадает с образующей. Образующая получается огибающая последовательных положений режущей как кромки инструмента при его перемещении относительно заготовки. Для получения образующей линии требуется одно сложное движение, состоящее из двух элементарных При зубофрезеровании вращение инструмента и заготовки При зубодолблении вращение заготовки и прямолинейное движение инструмента Направляющая образуется за счет прямолинейного перемещения инструмента и заготовки вдоль оси колеса. Для направляющей нужно одно движения формообразование поступательное движение инструмента или заготовки. в) Метод следа. Образующая линия представляет собой след, оставляемый одной точкой режущей кромки без отрыва от заготовки. Для получения образующей требуется одно движение формообразования. Это движение может быть: простым вращательным, если образующая является дугой окружности или окружность (точение резцом, сверлением сверлом). простым поступательным, если образующая прямая (строгание) движение формообразования может быть сложным (для получения винтовой линии резцом, вращение + поступательное движение резца, движения взаимозависимы, что определяет форму; получение резьбы на конической поверхности) г) Метод касания (фрезерование и шлифование). Образующая линия является касательной к множеству положений вспомогательной линии, образуемой движение точки режущей кромки инструмента. Этот метод требует двух движений формообразования Основные особенности этих методов: только при методе копирования образующие линии получаются одновременно. только при методе следа все точки образующей линии получаются одной точкой инструмента. только при методе обката в каждой точке режущей кромки инструмента соответствует точка на производящей линии, и эта линия формируются последовательным положением точек режущей кромки. только при методе касания инструмент всегда должен быть многолезвийным. Основные сочетания производящих линий, обеспечивающих образование поверхностей Самые часто встречающиеся: 1) Образующая, получаемая методом копирования, а направляющая методом следа. (точение фасонным резцом, точение паза на цилиндрической поверхности широким прорезным резцом, точение фаски и нарезание резьбы резцом). У фаски образующая метод копирования, а направляющая метод следа. 2) Образующая методом копирования, а направляющая методом касания. (фрезерования цилиндрической, либо фасонной фрезой) 3) Образующая методом обката, а направляющая методом касания. (зубофрезерование) 4) Образующая методом следа, направляющая методом обката (зубодолбление) Метод образования поверхности определяется формой режущей кромки инструмента, каждой методом производящей отдельности и образования линии сочетанием в методов образования производящих линий. На рисунке 2 таблица. Классификация движений в станках Движение в станках, направленные на выполнения определённой производственной функции называются исполнительными. Основные виды исполнительных движений: движение формообразования, обозначаются буквой Ф. Это движение, которое в процессе резания образует движение на заготовку. Траектория этих движение может быть простой, либо сложной (винтовая линия, спираль, архимедова спираль и т.д.). Для получения траектории нужны элементарные движения, которых два вида: вращение прямолинейное перемещение В соответствии с этим, движение формообразования могут быть простыми (состоящими из 1го элементарного движения) и сложными (состоящие из нескольких элементарных движений). Элементарные движения указываются в скобках рядом с буквой Ф. Индекс при букве Ф показывает отношение движения формообразования к процессу резания. Примеры формообразующих движений (Рисунок 3) По этому рисунку составим методы образования поверхностей. а, б метод копирования и следа а простое движение формообразования б сложное движение формообразование в, г метод копирования и касания д, е метод следа и обката (направляющая методом следа, а ) ж метод касания и обката з, и метод обката и касания к, л метод следа и следа м метод следа и касания н касания и следа о касание и косание Д движение деления . Это движение, необходимые для обеспечения равномерного расположения на заготовке одинаковых поверхностей. Движения деления чаще всего прерывистые. р движение деления Установочный вид движения (Уст). Это движения заготовки или инструмента для установки их в такое положение, при котором становится возможным помощью формообразующего с можно получить требуемый размер поверхности. Установочное движение бывает двух видов наладочное движение (если движение резания не происходит) движение врезания Вр (если происходит движение резания) (Рисунок 3) п установочное движение врезания. Формообразующим движением является метод движения и следа. с наладочное установочное движение (устанавливаем движение резца, при котором получим размер диаметра) Движение управления Упр движение, которое совершает органы управления регулировки станка (у токарно-револьверного станка вращение револьверной головки). Вспомогательное движение Всп движение для установки, закрепления инструмента или заготовки, удаления стружки, подачи СОЖ и т.д. Все эти движения выполняют определенную производственную функцию (управления, формообразования и т.д.) Параметры движение в станках (Рисунок 4) Исполнительные движения в станках имеют характеризующие их параметры. Параметры могут быть параметрами пространства и времени. Параметры пространства (Рисунок 4): а) траектория форма пути, по которому движется точка б) путь протяженность траектории l в) скорость перемещение точки а по траектории г) направление движения д) исходное движение начало движения точки А по траектории Каждый из этих параметров имеет количественную и качественную оценку Количественная оценка исходное значение или положение этого параметра Качественная оценка характер изменения исходной величины параметра (чаще всего цикличная, периодичная) Параметры времени: 1) момент начала движения определяет относительное положение данного движения в общем цикле движения 2) характер движения во времени (в смысле его непрерывности). Например, движение деления не является непрерывном, а имеет характер (шаг поворота на определённый угол) Параметры движений могут быть: регулируемыми нерегулируемыми частично регулируемыми Возможное число регулируемых параметров зависит от характера дополнительных движений (простое, сложное, траектория движения замкнутое и незамкнутая). На рисунке 4 показана таблица с указанием числа регулируемых параметров. Кинематические группы и связи Каждое исполнительное движение в станках выполняется кинематической группой, в которую входит: источник движения исполнительный орган кинематические связи органы настройки, обеспечивающие требуемые параметры движения Название кинематической группы аналогично названию исполнительного движения. Источник движения электродвигатели, пневмо- и гидро- цилиндры, электромагнитные устройства и т.д. Исполнительные органы подвижные конечные звенья кинематической группы, которые непосредственно образуют траекторию исполнительного движения. Исполнительные органы формируют движения заготовки или инструмента формообразующего движения. Исполнительными органами являются: шпиндель, стол, суппорт, ползун. Исполнительные органы в формообразующих группах совершают вращательные, либо прямолинейное движения. В зависимости от числа исполнительных органов кинематические группы делятся на простые и сложные. Простые имеют Рисунок 5 один исполнительный орган шпиндель (Рисунок 5). Слева на права: источник движения, кинематическая связь и кинематические органы Сложные имеют два и более исполнительных органов 3 два исполнительных органа (два шпинделя) 4 три исполнительны органа (кинематическая группа для зубофрезеровнаия), (два шпинделя и прямолинейное перемещения стола или суппорта, или ползуна) Кинематическая связь связь между звеньями или исполнительными органами станка, которые накладывают условие ограничения на траекторию и скорости перемещения исполнительных органов. Существует два вида кинематических связей: внутреннее и внешнее. Внутренней кинематической связью группы называется совокупность кинематических звеньев и их соединений, обеспечивающих качественную характеристику движения, т.е. траекторию. Звенья, входящие в кинематическую связь, зависит от типа группы (сложной или простой). В простых группах кинематическими звеньями будут являться кинематические пары, обеспечивающие вращательное, либо поступательное движение, т.е. обеспечивающие траекторию. Под цифрой 5 показана внутренняя кинематическая пара для простой группы (шпиндель и подшипниковые опоры) 2 для поступательного перемещения. Прямолинейное перемещение обеспечивают направляющие станка: станины, стойки, суппорта или стола В сложных группах внутренней кинематическая связь будет кинематическая цепь между исполнительными органами (3, между римскими цифрами I и II). Целая кинематическая цепь, связывающая исполнительные органы. Внутренняя связь для простой кинематической группы для сложной На кинематических схемах показываются органы настройки. Ромбом показывается органы настройки для изменения скорость (обычно идут с буквой i, коробка скоростей и подач), заштрихованная часть ромба показывает направление движения. Прямоугольник со стрелками направление движения.) показывает реверсивные механизмы (изменяющих Органы настройки, регулирующие количественные характеристики движения (скорость, направление) располагается во внешней кинематической схеме, а органы настройки, регулирующие качественную характеристику движения (траекторию) располагаются во внутренней кинематической связи (только в сложных). Внешняя кинематическая связь совокупность кинематических звеньев и их соединений, обеспечивающих количественные характеристики движений (скорость, направление, путь и исходную точку.). Внешняя кинематическая связь представляет собой кинематическую цепь от источника движения до внутренней кинематической связи. Для простых групп (Рисунок 5 под цифрой 5) показано от источника движения до шпинделя для простой. через ременную передачу к шпинделю для сложной .. Внешняя от источника движения М до коробки скоростей Кинематическая структура станка Кинематическая структура станка представляет собой совокупность кинематических групп. Кинематические структуры станков делятся на 3 класса: 1. Класс элементарных структур кинематические структуры, содержащие только простые группы преобразования обозначаются буквой Э (Рисунок 6). 2. Класс сложных структур станки, содержащие только сложные формы группы преобразований. 3. Комбинированные структуры станки с кинематической структуры, содержащие одновременно простые и сложные группы формообразования (наиболее распространены, токарно-винторезный имеет простую и сложную структура для нарезки резьбы). Для обозначения кинематической структуры станка применяются буква и две цифры. Буква указывает класс структуры. Первая цифра число формообразующих групп. Втора цифра суммарное число простых вращательных прямолинейных движения (суммарное число элементарных движений) С24 две сложные формообразующих группы и 4 элементарных движений Примеры Э11 протяжной Э22 токарный С12 и С13 специализированные станки для нарезки резьбы Анализ кинематической структуры станка Порядок проведения анализа кинематических структур: 1. Установить число исполнительных органов, которые соответствуют числу простых движений. 2. Определить внутреннюю кинематическую связь каждой группы 3. Определить источник движения и внешнюю кинематическую связь каждой группы. 4. Установить число настраиваемых параметров и органы настройки их. Рассмотрим на примере зубошлифовального станка рисунок 7. Фv(В1) вращение шлифовального круга Исполнительным органом является шпиндель шлифовального круга. Внутренняя кинематическая связь шпиндель, подшипниковая опора шпинделя Внешняя кинематическая связь источник движения М и ременная передача d1d2, которая соединяет источник движения со шпинделем Определим количество параметров настройки. Движение простое замкнутое (скорость и направления). Органы настройки: скорость изменяется за счет изменения шкивов d1 d2. Направление не настраивается. Фs1 (П2): Исполнительным органом является ползун, совершающий возвратно- поступательные движения. Поскольку движение простое, то внутренняя связь будет подет является ползун направляющей стойки. Внешняя кинематическая связь от двигателя М2 к ползуну (цилиндрическая пара колес i=1/8, кривошипный механизм и ползун). Движение простое, траектория незамкнутая. Четыре настраиваемых параметра: путь, скорость, направление, исходное положение. Скорость четырех скоростной электродвигатель. Путь настраивается за счет величины экстротиситета пальца кривошипного диска. Исходная точка регулируется изменением точки крепления шатуна к ползуну с помощью ходового винта (вручную). Направление не настраивается, оно задано вращением кривошипного механизма. Фs2(П3В4) движение отката: кинематическая группа сложная, поэтому имеет два исполнительны органа (стол станка, которое создает вращение В4 и каретка создает прямолинейное поступательное перемещение П3). Внутренняя кинематическая связь кинематическая цепь между столом и кареткой П3. Каретка П3, пара винт-гайка с шагом p=2π, гитара профилирования iпроф, суммирующие механизм (дифференциал), червячные передачи i=1/90, вращение стола В4. Внешняя кинематическая связь должна быть от электродвигателя М3: червячная пара 3/35, реверс Р1, гитара подач is, цилиндрическая пара колес 27/48, 35/54 и вал соединяется с внутренней связью. Траектория незамкнутая, движение сложное: траектория, скорость, путь, направление, исходное положение. Траектория настраиваться гитарой профилирования iпроф, скорость настраивается гитарой подач is, направление настраивается реверсом Р1, исходная точка настраивается вращением вручную ходового винта с шагом p=2π; путь настраивается конечным выключателем, который отключает перемещение каретки. Наладка и настройка станков Наладка станка состоит с правильной установки и закрепления режущего инструмента и заготовки, подводе СОЖ и других подготовительных операций. Настройка станка состоит в его кинематической подготовке для обработки заготовки с заданными режимами резания (скоростью и подачи). Для этого настраивают кинематические цепи станка, изменяя передаточное отношение их настроечных органов. Для обеспечения требуемых передаточных отношений необходимо определить настроечные формулы кинематических цепей. Виды передач и передаточные отношения Для изменения передаточных отношений в кинематических цепях применяются различные виды передач. На рисунке 8 показана цилиндрическая зубчатая передача. ВЩ ведущий вал ВМ ведомый вал Z1 ведущее колесо Z2 ведомое колесо Цилиндрическая зубчатая соединение имеет различные способы соединения зубчатых колес с валом. а свободное соединение (вращение от колеса на вал и наоборот не передается, применяется в паразитных шестернях) б подвижное соединение (шестерня может перемещаться по валу в осевом направлении, вращение на вал передается, в основном шлицевое соединения) в глухое соединение (шестерня в осевом направлении неподвижно, вращение передается с шестерни на вал, в основном шпоночное соединение) Передаточное отношение отношение частоты частоты вращения ведомого вала n2 к ведущему n1. (через число зубьев наоборот) ⅈ= 𝑛2 𝑧1 = 𝑛1 𝑧2 Коническая зубчатая передача для передачи вращения на перпендикулярных валах. Передаточное отношение определяется так же. Червячная передача. Передаточное отношение определяется i = K/Z. К число заходов червяка Z число зубьев червячного колеса Ременная передача. Передаточное отношение определяется ⅈ = 𝑛2 𝑛1 𝜂= 𝑑1 𝑑2 𝜂 d1 и d2 диметры шкивов 𝜂 коэффициент проскальзывания (от 0,98 до 0,99). Для создания поступательного перемещения помимо подач применяются следующие виды подач: 1) Винт-гайка Определяется величина подачи S = Ktn К число заходов винта t шаг резьбы n частота вращения винта 2) Зубчато-реечная передача S = πmzn m модуль передачи z число зубьев колеса n частота вращения колеса 3) Реечно-червячная передача S = πmKn K число заходов червяка Кинематические схемы и цепи Совокупность передач от источника движения до исполнительных органов называется кинематической цепью. На рисунке 9 показан пример кинематической цепи. На рисунке показан пример кинематической цепи, состоящий из ременной передачи, двух цилиндрических зубчатых, конической, червячной и цепной. Полное передаточное отношение кинематической цепи равно произведению передаточных отношений всех передач. 𝐼 = ⅈ0 ⋅ ⅈ1 ⋅ ⅈ2 · ⅈ3 ⋅ ⅈ4 ⋅ ⅈ5 = 𝑛𝑝 ⋅ 𝑑1 𝑧1 𝑧3 𝑧5 𝐾 𝑧8 ⋅ · · · · 𝑑2 𝑧2 𝑧4 𝑧6 𝑧 𝑧9 Для определения частоты вращения исполнительного органа необходимо составить уравнение кинематического баланса (в уравнение вставлять только числа зубьев, передаточные отношения не вставлять). 𝑛 = 𝑛0 · 𝑛𝑝 ⋅ 𝑑1 𝑧1 𝑧3 𝑧5 𝐾 𝑧8 ⋅ · · · · 𝑑2 𝑧2 𝑧4 𝑧6 𝑧 𝑧9 n0 частота вращения источника движения Кинематическая схема условное графическое изображение кинематических цепей всех механизмов станка (Рисунок 7). Схема могут пространственными и плоскими. Пространственные более наглядны, но сложны в исполнении. Плоские проще в исполнении, поэтому применяются чаще. Основные правила выполнения плоских схем: 1. Кинематическую схему необходимо вписывать в габариты или контуры главных проекций станка. 2. Валы, не вписывающиеся в габариты станка, допускается изображать изогнутыми. 3. Валы, располагающиеся в станке перпендикулярно проекции станка, изображаются в плоскости этой проекции. Выбор кинематических характеристик станков: Кинематические характеристики это характеристики, обеспечиваемые станком скорости резания и подачи. Скорости резания для специальных станков определяются по режимам резания для обработки конкретной детали. Например, максимальная скорость определяется при обработке твердосплавным инструментом, а минимальная при обработки инструментом из быстрорежущей стали. Соответственно, и подачи. Для универсальных станков минимальные скорости и подачи определяются из режимов обработки легированных сталей и твердых чугунов. Максимальные скорости подачи из режимов обработки мягких сталей и твердосплавных инструментов. Отношение максимальной скорости к минимальной называется диапазоном регулирования скоростей, (для подач диапазон регулирования подач) 𝑣𝑚𝑎𝑥 𝐷𝑣 = 𝑣𝑚𝑖𝑛 𝐷𝑠 = 𝑆𝑚𝑎𝑥 𝑆𝑚𝑖𝑛 Dv диапазон регулирования скоростей Ds диапазон регулирования подач Для определения диапазона регулирования частот вращения n необходимо определить диапазоны диаметра инструмента или заготовок. Для специальных станков этот диапозон определяется по конструкции детали Для универсальных станков определяются предельный расчетный диаметр dmax. Для токарных станков и сверлильных станков 𝑑𝑚𝑎𝑥 = (0,75. . .1)𝐷𝑚𝑎𝑥 Для фрезерных станков 𝑑𝑚𝑎𝑥 = (8. . .12)√В Dmax максимальный диаметр заготовки или отверстия. B ширина стола станка Минимальный расчетный диаметр для всех станков: 𝑑𝑚𝑖𝑛 = 𝑑𝑚𝑎𝑥 (4...8) После этого находим минимальное и максимальное значение частоты вращения nmax = 1000 · Vmax π · dmin nmin = 1000 · Vmin π · dmax Отсюда находим диапазон частот вращения 𝐷𝑛 = 𝑛𝑚𝑎𝑥 𝑉𝑚𝑎𝑥 𝑑𝑚𝑎𝑥 = · = 𝐷𝑣 · 𝐷𝑑 𝑛𝑚𝑖𝑛 𝑉𝑚𝑖𝑛 𝑑𝑚𝑖𝑛 Регулирование частот вращения шпинделя Регулирование частот вращения в диапазоне dн (рисунок 10) может быть бесступенчатым и ступенчатым. В большинстве станков с многоскоростными двигателями, либо бесступенчатым регулирования частот вращения для расширения диапазона применяется коробка скоростей со ступенчатым регулированием. Таким образ ступенчатое регулирование применяется почти во всех станках. Рассмотрим ступенчатое регулирование. Оно может иметь z частот вращение. n1 = nmin, n2, …, nz = nmax. z число ступеней частот вращения Зависимость между скоростью, частотой вращения и диаметром определяется по формуле n = 1000 · V π · d Для этой зависимости построим лучевую диаграмму. По оси ординат отложим скорость, по оси абсцисс диаметр (рисунок 10). Прямые линии, проведенные из начала координат, будут называться лучами для частот вращения. Любая точка на луче будет соответствовать определенному значению скорости и диаметру. Такие диаграммы для большинства станков устанавливаются в виде таблички на шпиндельной коробке станка. По этим диаграммам рабочий определяет частоту вращения при заданных скоростях и диаметрах. Если точка пересечения диаметра координат находится между лучами рекомендуется выбирать луч с меньшей частотой. Ступенчатое регулирование приводит к перепаду скоростей. ΔV = Vi+1 Vi ni+1 ni = · 100% Vi+1 ni+1 Для станков этот перепад должен быть постоянным. Для обеспечения этого условия частоты вращения подчиняются закону геометрической прогрессии. Первым в мире обосновал законы геометрической прогрессии Гадолин. Геометрическая прогрессия для частот вращения шпинделя. n1 = nmin n2 = n1ϕ n3 = n2ϕ = n1ϕ2 … nz = n1ϕz1 Диапазон регулирования частот вращения: 𝑛𝑚𝑎𝑥 𝐷𝑛 = = 𝜙 𝑧 1 𝑛𝑚𝑖𝑛 𝑧 = 1+ lg D𝑛 lg 𝜙 Кинематический расчет привода станков (Рисунок 11) На рисунке 11 показан привод, состоящий из: источника движения М одиночной зубчатой передачи на валу 1 расположен тройной блок зубчатых колес, который входит в зацепление z1, z2, z5, z6, z4. Он создаёт три частоты вращения на валу 2 также расположен тройной зубчатый блок, который может обеспечить зацепления z7, z8, z9, z10. Он создает два передаточных отношения, соответственно две частоты вращения на валу 3 расположен двойной блок z11 z13, который имеет две частоты вращения Обозначим каждую группу передач Pа, Pb, Pс. Z = Pа · Pb · Pс = 3 · 2 · 2 = 12 структурная формула привода В зависимости от порядка расположения блока шестерен двенадцать степеней могут получиться разными вариантами. Z = 2 · 3 · 2 = 2 · 2 · 3. Рекомендуется ставить первым блок с большим числом колес (первый вал вращается с большей частотой, а шпиндель меньшей частотой, шестерни будут меньших размеров) Структурная формула привода показывает: 1. Количество частот вращения привода 2. Количество групп передач в приводе 3. Число передач в каждой группе 4. Порядок расположения групп передач в приводе. Для получения последовательно возрастающего геометрического ряда частот вращения шпинделя групповые передачи должны переключаться в определенном порядке. Группа передач, переключаемая в первую очередь, называется основной и обозначатся как P0 Группы передач, переключаемые во вторую очередь, называются первым множительной PI В третью очередь второй множительной PII Для привода на рисунке 11 возможно шесть вариантов порядка переключения передач. Pa = 3 Pв = 2 Pс = 2 1 P0 PI PII 2 P0 PII PI 3 PI P0 PII 4 PI PII P0 5 PII P0 PI 6 PII PI P0 Каждая группа передач имеет свою характеристику Характеристика х определяет степень знаменателя геометрического ряда изменения частоты вращения в группе передач Для основной группы х0 = 1. Для первой множительной она равна числу передач основной группы xI = P0. Для второй передач равна числу передач основной и первой множительной xII = P0 PI Z = Pa (xa ) · Pb (xb ) · Pb (xb ), x0 = 1 xI = 3 xII = 3 · 2 = 6 Z = 3(1) · 2(3) · 2 (6) развернутая структурная формула Развернутая структурная формула дополняет структурную формулу, тем что показывает порядок приключения передач. Диапазоны регулирования привода отдельных групп передач Практикой станкостроения установлены предельные значения передаточных отношений для любой группы передач. imin = ¼ imax = 2 Таким образом в группе передач передаточное отношение должно быть в пределе ¼ < i < 2 Диапазон регулирования привода 𝜙𝑚𝑎𝑥 = 𝑥𝑚𝑎𝑥 √8 где xmax максимальная характеристика привода 6 Для этого привода (на рисунке 11) 𝜙𝑚𝑎𝑥 = √8 = 1,41 Построение структурных сеток (Рисунок 12) Конечной целью расчета коробки скоростей или привода является определения чисел зубьев зубчатых колес. Для этого необходимо определить все передаточные отношения в приводе. Определение передаточных отношений начинается с построения структурной сетки. На рисунке 12 показан пример построения структурной сетки частот вращения. Структурная сетка строится по развернутой структурной форме. Сетки могут быть двух типов: с вертикальным расположением и горизонтальным. Тип определяется положением валов передач. При вертикальном типе валы изображаются в вертикальной линии, при горизонтальном горизонтальной линии. Рассмотри построение сетки горизонтального типа (Рисунок 12). Правила построения сетки: проводим горизонтальные линии, которые равны числу валов групповых передач (одиночные передачи, ременные здесь не рассмтриваются). Для рисунка 11 4 вала (Обозначены I II III IV). проведем вертикальные линии, число которых равно количеству степеней частот вращения шпинделя. определим положение начальной точки сетки, она должна быть расположена симметрично по вертикали (если z четное число, то начальная точка располагается между средними линиями) (если z не четное, то точка находится на средней линии на первом валу.) из этой точки проводим луч до второго вала, число которых равно числу передач группы (в примере три) расстояние между концами лучей определяется по характеристики группы передач (равно одной клетке, построение всегда симметричное) из конца каждого луча проводим лучи до третьего вала, число лучей будет равно числу передач группы (в данном случае 2). Расстояние между концами лучей определяется по характеристике (в данном случае 3 клетки) далее аналогично строим лучи для третей группы передач, расстояние между которыми будет равно шести клеткам. После построения структурной сетки необходимо провести ее анализ для выбора соответствующего предельного значения показателя степени ϕmax. Построение графика частот вращения валов ГЧВ график частот вращения ГЧВ строится для определения передаточных отношений передач и частот вращения валов привода. В отличии от структурной сетки ГЧВ в общем случае несимметрична. Может быть два типа графиков: вертикальным расположением валов горизонтальным расположением валов На рисунке 13 показан пример расположения графика. Т.е. валы расположены вертикально. Основные правила: 1. Количество валов равно количеству валов всего привода, начиная от источника движения. 2. Для понижающих передач (i <1) лучи откладываются вниз. Для i = 1 лучи ставятся горизонтальное. Для i > 1 лучи откладываются вверх. Передаточные отношения определяются по количеству горизонтальных линий, пересекаемых лучом. Для понижающих передач i = 1/ϕm. m количество линий, пересекаемых лучом. Для повышающих передач i = ϕm. Методика построения: 1. На последнем валу показываем частоты вращения в каждой точке (эти частоты соответствуют стандартному ряду частот). 2. На самом начальном валу ставим точку, соответствующую частоту вращению двигателя. 3. Строим линию редукции это последовательное соединение лучей от источника движения до минимальной частоты вращения вала шпинделя. 4. На линии редукции проверяем передаточное отношение так, чтобы оно было больше 1/4 (1/4≤i). Если проверка проходит, то линии редукции оставляем. Если нет, то начальную точку последнего луча необходимо опустить ниже и снова провести проверку всех лучей линии редукции. 5. Из началу каждого луча линии редукции строим остальные лучи групповых передач. Количество лучей при это равно числу передач группы, а расстояние между лучами равно характеристике группы, т.е. количеству горизонтальных линий. 6. Определяем передаточное отношение каждого луча Расчет чисел зубьев передач колес привода При расчете чисел зубьев необходимо принять ограничения числа зубьев для некорригированных зубчатых колес (zmin = 20). Существуют следующий способы расчета: упрощенный способ наименьшего общего кратного расчёт по специальным таблицам. Методика упрощенного расчета: 1. В каждой группе передач начинаем расчет для передачи с наименьшим передаточным отношением. Zmin = 20 𝑧 2. Определяем 𝑧2 = 1 4 3. Находим сумму зубьев. Эта сумма зубьев является постоянной для данной группы передач. i = ϕm 4. Для других передач i = a/b ⅈ= 1 𝑎 = 𝜑𝑚 𝑏 5. 𝑧3 = 𝑎 𝑎+𝑏 ∑𝑍 𝑧4 = ∑𝑧 − 𝑧3 При расчете зубьев, округляем их до ближайшего целого. Рассмотрим пример расчета чисел зубьев для группы передач на рисунке 13: ϕ = 1,26 1. Первая передача i1 = 1/1,266 z1 = 20 z2 = 20 1∕4 𝛴 = 20 + 80 = 100 2. Вторая передача ⅈ2 = 1 1 = 1,264 2,51 а = 1 b = 2,51 𝑧3 = 7 100 1 + 2,51 3. Третья передача ⅈ3 = 1 1 = 1,262 2,58 a = 1; b = 1,58 𝑍5 = 1 · 100 = 39 1 + 1,58 Z6 = 100 39 = 61 При расчете чисел зубьев в группе передач, где есть передаточные отношения i = 1, сумма зубьев должна быть четной. Особенности расчета привода с многоскоростным электроприводом Применение многоскоростного электродвигателя позволяет упростить механическую часть привода (уменьшить число зубчатых колес). И обеспечить возможность переключения скоростей на ходу. В качестве многоскоростного электродвигателя применяются асинхронные электродвигатели с двумя или тремя скоростями (2-3 скорости). Рассмотрим пример применение двухскоростного электродвигателя (Рисунок 14). Электродвигатель будет выполнять роль первой основной передачи. Знаменатель электрогруппы будет равен двум (ϕэ = 2). Далее строим структурную схему и график как у механических передач. Бесступенчатое регулирование скорости Бесступенчатое регулирование происходит с помощью двигателей постоянного тока. Эти двигатели имеют двузонное регулирование частоты вращения. На рисунке 15 показан график зависимости мощности двигателя N и крутящего момента М от частоты вращения. N=M·n Регулирование производится от минимальной частоты вращения до максимальной. Внутри этого диапазона существует точка с номинальной частотой вращения. В диапазон макс к мин двигатель работает с постоянным крутящим моментом. С мин до максимальной крутящий момент уменьшается, а мощность не изменяется. В диапазоне от минимального до максимального рекомендуется проводить обработку с большими силами резания. А во втором диапазоне от минимального до максимального рекомендуется производить чистовую обработку с малыми силами. Органы настройки станка В металлорежущих станка применяются следующие виды органов настройки: механические электрические (соленоиды, электромагниты) гидравлические По конструкции органы настройки делятся на 2 группы: со сменными звеньями (гитары сменных зубчатых колес, сменные кулачки, сменные копиры и другие) с постоянными звеньями (коробки скоростей, коробки подач, храповые механизмы, передвижные поры, вариаторы, реостаты, дроссели, золотники и т.д.) По характеру правление делятся на 2 группы: отсчет параметры на станке производится в тех же величинах в каких он рассчитывается (различные шкалы коробки скоростей и подач) органы настройки, которые характеризуются величинами, непосредственно не определяющих настраиваемый параметр исполнительного движения. А для его определения требуется математическая обработка. Например, при настройке станка для обработки резьбы резцом, настраиваемый параметр подача инструмента на 1 оборот детали. А при настройки гитары зубчатых колес необходимо рассчитать передаточные отношения и числа зубьев колес. Аналогично рассчитываются числа зубьев колес в зубофрезерных и зубодолбежных станках. Основные механизмы регулирования привода Рисунок 16: а регулирование сменными зубчатыми колесами. К таким механизмам относится одиночная зубчатая передача и гитара сменных зубчатых колес. Преимущества простота конструкции Недостаток неудобство в эксплуатации (много времени уходит на смену колес) б регулирование зубчатыми колесами с муфтой. Достоинства возможность переключения на ходу и автоматизация управления. Недостаток повышенный износ зубьев, т.к. они находятся в постоянном зацеплении. в регулирование передвижными блоками зубчатых колес. Преимущества компактность и высокая надежность Недостаток невозможность переключения на ходу и нельзя использовать косозубые колеса г регулирование вытяжной шпонкой Достоинства минимальные осевые размеры Недостатки повышенный износ шестерни. д регулирование с помощью конуса Нортона (работает по принципу арифметических прогрессии и применяется в основном в станках для нарезания метрических резьб). Достоинство позволяет получить большее число передаточных отношений при малых осевых размерах Недостатки большие радиальные размеры и малая жесткость. е механизм Меандра Достоинство относительная компактность и высокий уровень унификации (во всех передачах участвует только одна пара зубчатых колес) Недостаток повышенный износ Механизмы реверса и механизмы блокировки. а рычаг с сухарем б подвижная вилка, входящая в паз в подвижная вилка с захватом за зубчатое колесо г вилка с приводом от цилиндрического кулачка д вилка с приводом от гидро или пневмоцилиндра е рычаг с приводом от плоского кулачка Механизмы реверса. Предназначены для изменения направления вращения ж механизм реверса с применением паразитного колеса з с коническими колесами (для волос, расположенным под прямым углом) Механизмы-блокировки предназначены для предотвращения ошибочных включений механизма управления. Например, при одновременном включении зубчатых передач и механизм включения для параллельных валов к для перпендикулярных валов Базовые детали станков (Рисунок 18) Предназначены для создания требуемого пространственного размещения узлов, несущих инструмент и обрабатываемую деталь. Базовые детали обеспечивают точность взаимного расположения инструмента и обрабатываемой детали под нагрузкой. К базовым деталям относятся: основания, станины, стойки, поперечины, ползуны, столы, сани, салазки, каретки, суппорты, планшайбы, шпиндельные бабки. По форме делятся на 3 группы: 1) брусья детали, у которых один габаритный размер значительно больше двух других (станина и стойка) 2) пластины детали, у к которых один размер значительно меньше двух других (в верхние и нижние салазки) 3) коробки габаритные размеры одного порядка (шпиндельная бабка) Основные требования к базовым деталям: 1. Высокая точность ответственных поверхностей, обеспечивающие высокую требуемую геометрическую точность станка. В основном это сопрягаемые поверхности (например, направляющие). 2. Высокая жесткость подвижных и неподвижных соединений (стыков). 3. Высокие демпфирующие свойства (способность гасить колебания между инструментом и заготовкой). 4. Долговечность способность сохранять первоначальную точность в течении заданного срока эксплуатации. 5. Иметь наименьшие температурные деформации в местах, которые влияют на смещение инструмента и заготовки. Вывод: эти требования могут быть обеспечены при правильном выборе материала и конструкции базовых деталей. Конструирование базовых деталей это всегда поиск компромисса между противоречивыми требованиями: 1. Создание жестких конструкций, но имеющих малую массу. 2. Между требованием простоты конструкции и обеспечением высокой точности. При проектировании базовых деталей необходимо учитывать следующее: детали, работающие на растяжение и сжатие, обладают значительно большей жесткостью, чем детали, работающие на изгиб кручение. наибольшую жёсткость на изгиб обеспечивают сечения с максимально-возможным удалением части площади от нейтральной оси. наибольшую крутильную жесткость имеют замкнутые кольцевые сечения. разрез замкнутого контура может уменьшить жесткость кручения в сотни раз для уменьшения прогиба балки от собственного веса, опоры необходимо располагать в точках Бесселя. Если опоры применить в точках Бесселя, то прогиб балки от собственного веса будет меньше в 48 раз. Синий точки Бесселя Станины станков Все станины делятся на 2 вида: с горизонтальным расположением оси станка (станины) с вертикальным расположением оси станка (стойки) На станинах располагаются основные подвижные и неподвижные узлы станка. При проектировании станка большое значение имеет выбор формы поперечного сечения станины. Эта форма зависит от требований по жесткости, расположения направляющих, от условий удаления стружки и СОЖ, и от размещения на станине различных механизмов. На рисунке 19 показаны основные формы сечений горизонтальных и вертикальных станин (стоек). Рассмотрим горизонтальные станины: а с одинарными стенками. Обладает невысокой жестокостью, применяются для станков, работающих с малыми силами резания. б станина с двойными стенками. Обладает большей жёсткость, применяются для тяжело нагруженных станков (лоботокарных станков). в станина с окном в задней стенке. Применятся для станков, обрабатывающих деталей с большим выходом стружки. г применяется для станков, у которых направляющие расположены на разных уровнях. Эти станины обладают высокой жесткостью и хорошим удалением стружки. д двойная станина. Применяется для тяжело нагруженных станков, обрабатывающих заготовки большой массы (продольно-строгальные, продольно-фрезерные, расточные) е для многорезцовых станков, гидрокопировальных, когда много направляющих В нижней части показаны формы поперечного сечения стоек: а для стоек, испытывающие нагрузки в плоскости симметрии (вертикально-сверлильный станок) б для стоек станков, испытывающих пространственные нагрузок, действующих в разных плоскостях (вертикально и горизонтально фрезерные, некоторые расточные станки) в стойки, имеющие круглые сечения (радиально-сверлильный станок) г усиленная стойки, испытывающая нагрузки в плоскости симметрии Вопрос: при какой компоновке применяется эта стойка вертикально-сверлильного станка? При проектировании станин производится их расчет на жесткость. Для этого необходимо правильно расчетную схему. В правом нижнем углу показаны примеры расчетных схем на жесткость. г компоновкапресс; 2н125 компоновка кронштейн; 2н135 компоновка агрегат Направляющие станка (Рисунок 20) Предназначены для обеспечения правильности и точности траектории движения заготовки или инструмента. В большинстве станков направляющие изготавливаются как одно целое на станине и стойках. Основные типы направляющих: направляющие скольжения направляющие качения комбинированные В зависимости от траектории движения подвижного узла направляющие могут быть: прямолинейного и кругового вида. Направляющие скольжения бывают 3х видов: 1. C полужидкостной смазкой 2. С жидкостной смазкой 3. С газовой смазкой При полужидкостной смазке суммируются силы взаимодействия контактирующих поверхностей деталей и сила вязкого сопротивления смазочного материала, не разделяющего эти поверхности полностью. А если смазочный материал полностью не разделяет соприкасающиеся поверхности, то это будет полужидкостная смазка. Основными достоинствами этих направляющих являются: высокая контактная жесткость поверхностей надежная фиксация подвижного узла после установки Недостатки большая разница между силами трения-покоя и силами трения-скольжения. Это приводит к скачкообразному движения узлу. Для уменьшения этой разницы применяются специальные антискачковые масла, либо на направляющих устанавливаются антифрикционые накладки. Материал направляющих влияет на износостойкость и плавность движения узлов. Наибольшую износостойкость создают пары трения из разнородных материалов (сталь, бронза, сталь-фторопласт). На рисунке 20 показаны форы поперечного сечения направляющих. а прямоугольный. Простота изготовления и контроля. Недостатки необходимо регулировать зазор по боковым поверхностям. б, в треугольные направляющие. Недостаток сложность изготовления и контроля. Но у этих направляющих происходит автоматическая выборка зазора. г трапецеидальные направляющие. Применяется для вертикального расположения направляющих. Например, стоек (вертикально-сверлильные, фрезерные станки). д круглые направляющие. Применяются для установки скалок. Например, при применение многошпиндельных головок на вертикально-сверлильных станках. е незамкнутые направляющие. Применяются, когда нагрузка действует в одном направлении. ж замкнутые направляющие. Применяются, когда нагрузка действует в противоположных направлении. Направляющие с жидкостной смазкой относятся: гидродинамические и гидростатические. Гидродинамические работают на основе эффекта всплыванием подвижного узла при его перемещении (рисунок 21). В статическом положении жидкостной смазки не будет. Всплывание создается пологими клиновыми скосами между смазочными канавками на поверхностях направляющих. При движении подвижного узла масло из канавок захватываются поверхностью подвижного узла И между ним и направляющими создается масляная пленка, отделяющая соприкасающиеся поверхности. Гидродинамические направляющие не требует специальных устройств для фиксации подвижного узла после установки. Основным недостатком является нарушения жидкостной смазки в период разгона и торможения подвижного узла. Поэтому сохраняется небольшая разность между силами покоя и торможения. Гидростатические направляющие обеспечивают жидкостную смазку при любых скоростях и положениях подвижного узла. Конструкция гидростатических направляющих (рисунок 21). В них выполняется карманы, в которым под давлением всегда подается масло. Недостатки гидростатических направляющих сложность конструкции (нужна гидростанция, устройство для слива и защиты); необходимы устройства фиксации подвижного узла при установке. Газовая смазка применятся в аэростатических направляющих. По конструкции они аналогичны гидростатическим, но вместо масла подается воздух. Применяются на малогабаритных станках (например, в часовой или приборостроительной промышленности). Шпиндельные узлы станков Шпиндель предназначен для крепления инструмента или заготовки. Он оказывает наибольшее влияние на точность и производительность обработки. Состав шпиндельного узла (рисунок 22) 1. шпиндель 2. шпиндельные опоры 3. приводной элемент Основные требования к шпиндельному зулу: 1) передавать на заготовку или инструмент заданные режимы обработки 2) обеспечить заданную точность, которая определяется по радиальному и осевому биению переднего кольца шпинделя Для серийно-выпускаемых станков эти показатели зависят от класса точности станка и определяются по стандартным значениям. Для специальных станков величина биения зависит от допуска на обрабатываемый размер. Δ = Δд 3 Δд допуск на лимитирующий размер 3) высокая жесткость, определяемая по деформации шпинделя под нагрузкой. Жесткость шпинделя определяется по формуле: ɤ = 𝐹 𝑦 F сила, приложенная к концу шпинделя y деформация переднего конца шпинделя (прогиб) Δд 3 Жесткость требуется сравнить с допускаемой. 𝑦= Шпиндель устанавливается на опоры, поэтому необходимо обеспечить минимальный изгиб шпинделя между опорами. Поэтому жесткость шпинделя между опорами должна быть не менее ɤ > 250 Н/мкм. Для обеспечения этой жесткости необходимо определить необходимый 𝑦 диаметр шпинделя 𝑑 > √(0,05. . .0,01)𝑙 3 (страница 70 методички). 4) высокие динамические качества (виброустойчивость). Определяется по амплитуде колебаний переднего конца шпинделя и частотой собственных колебаний шпинделя. Вибрации оказывают влияние на точность, чистоту и стойкость инструмента. Собственная частота колебания должна быть не менее 500 Гц. 5) минимальные температурные деформации. Они ограничиваются допустимым нагревом подшипника, который определяется по температуре наружного конца шпинделя. Для станков класса точности Н максимальная температура нагрева подшипника 70˚, для П 55˚, для класса В 45˚, для класса А 40˚, С 30˚. 6) высокая долговечность, которая зависит от долговечности опор шпинделя. Для подшипниковых опоры долговечность должна быть не менее 20000 часов. Для гидростатических и аэростатических долговечность теоретически считается неограниченной. Проектирование шпиндельного узла состоит из этапов: 1) Выбор типа привода 2) Выбор подшипниковых опор 3) Выбор устройств для смазывания опор и защиты от загрязнений. 4) Определения диаметра шпинделя 5) Расчет межопорного расстояния. Выбор типа привода Выбор типа привода зависит от частоты вращения шпинделя и величины передаваемой силы (крутящего момента). Привод шпинделя осуществляется от электродвигателя, гидродвигателя. Для передачи вращения от этих двигателей применяются ременные и зубчатые передачи. Ременная передача достоинства: простота конструкции, выполняет роль предохранительного устройства (муфты). При внезапной остановке шпинделя (поломки) ремни будут проскальзывать и не приведут мгновенной остановке двигателя и не приведет к его сгоранию. Недостатки большие габариты и небольшое передаточное отношение. Достоинства зубчатой передачи компактность, высокая точность передачи вращения, отсутствует коэффициент проскальзывания. Недостаток при внезапной остановке шпинделя произойдет мгновенная остановка электродвигателя, что приведет к его сгоранию, поэтому необходима установка предохранительных муфт. На станках с ЧПУ и многооперационных станках большое распространение получили моторшпиндель (шпиндель, объеденный с двигателем постоянного тока). Шпиндель в этом узле является ротором двигателя. На рисунке 22 показан пример мотор-шпинделя. 1 шпиндель 2 подшипники передней опоры шпинделя 3 обмотка ротора 4 подшипники задей опоры шпинделя 5 обмотка статора 6 и 7 теплоизоляция 8 каналы для охлаждающей жидкости. Конфигурация переднего конца шпинделя зависит от способа крепления инструмента или заготовки. Поскольку для их крепления применяются стандартные приспособления, то передние концы станков стандартизованы. На рисунке 22 показы основные типы передних концов шпинделей: а для токарных, токарно-револьверных и внутришлифовальных станков. б для сверлильных и расточных станков в, г, д для шлифовальных станков (крепление шлифовального круга). е для фрезерных и многооперационных станков. Шпиндельные опоры (Рисунок 23) Шпиндельные опоры: на подшипниках качения на подшипниках скольжения Выбор типа опор зависит от параметра быстроходности d · n мм/мин d диаметр отверстия под подшипник n частота вращения шпинделя Подшипники качения применяются при параметре быстроходности от 0 до 10 млн. Они обеспечивают биение шпинделя до 1 микрона. Для создания шпиндельных узлов и опор подшипников применяются типовые конструктивные схемы (Рисунок 23) и скоростные параметры, при которых применяются эти схема. На этих схемах условно показаны виды подшипников. Прямая линия шпиндель, а вокруг него условно изображение подшипников. Все подшипники делятся на радиальные (в качестве тел качения применяются ролики или иголки и воспринимают только радиальные нагрузки). Коническое кольцо нужно для того, чтобы не было зазора между внутренним кольцом и шпинделем, из за чего должен быть предусмотрен зажим. радиально-упорные (воспринимают радиальную и осевую нагрузку) упорные (воспринимают только осевую нагрузку) Правило проектирования шпиндельных опор 1. Передняя опора должна воспринимать осевую и радиальную нагрузку, поэтому в ней устанавливаются радиально-упорные подшипники либо сочетания радиальных и упорных подшипников. Третья схема только для сверлильных станок 2. Задняя опора воспринимает только радиальную нагрузку. Устанавливают радиальные или радиально-упорные 3. Задняя опора должна быть плавающей для компенсации тепловых деформаций. Для этого подшипники передней опоры должны быть зафиксированы в осевом направлении и наружное и внутреннее. Задняя опора в осевом направлении фиксируется только внутренне кольцо, наружное не фиксируется Точность подшипник зависит от радиального и осевого биения шпинделя (Пункт 2.7 пятая позиция). В шпиндельных опорах обязательно установки уплотнения. На рисунке 23 а контактные с помощью манжеты б в г д бескостные уплотнения лабиринтного типа (наиболее распространены) Подшипники скольжения (рисунок 24) бывают: Гидродинамические (в верхней части). Бывают одно клиновые и многоклинвоые. Справа показана конструкция гидродинамического подшипника (Масло захватывается за счет эффекта всплывания между шпинделем и башмаками). Они применяются в станках с высоким постоянными и малоизменяющимися скоростями вращения шпинделя, а также при малых радиальных нагрузках (станки шлифовальной группы). Гидростатические подшипники (в нижней части). В Зазор между шпинделем и опорой подшипника подается масло под давлением. Применяются при относительно небольших радиальных нагрузках, обеспечивают самую высокую точность радиального биения. Применяются в высокоточных малогабаритных станках (в основном в часовой промышленности). Аэростатические. Конструкция аналагично гидростатическим, только применяюется воздух. Применяются для малогабаритных настольных станков. Даление до 0,4 МПа. Коробки подач (Рисунок 25) Предназначены для получения требуемых величин подач и сил подачи инструмента или детали. В станках применяются два типа подач: с приводом от шпинделя (токарные, сверлильные) с приводом от отдельного двигателя (электродвигатель, или гидроцилиндр) (фрезерные, расточные, строгальные) Величина подач подчиняется геометрической прогрессии, при нарезании резьб арифметической прогрессии. Способы увеличения величин подач: с помощью зубчатых передач без применения зубчатых передач (применяются электрические, гидравлические, кулачковые, храповые механизмы и т.д.) Наибольшее применение нашли зубчатые передачи На рисунке 25 показаны основные механизмы с зубчатыми передачи. Основные виды коробок подач с зубчатыми передачами (рисунок 25) б зубчатая передача с вытяжной шпонкой. Достоинство компактность, недостаток повышенный износ зубчатых колес. в механизм наклона. Применяется для создания арифметической прогрессии ряда подач г механизм со сменными зубчатыми колесами (гитара сменных зубчатых колес) в токарновинторезный станках применяется для нарезания дюймовых резьб. Применяются в зубообрабатывающих станках. д механизм меандра. Состоит из одинаковых зубчатых колес. Отличительная особенность знаменатель геометрической поверхности равен двум. Механизмы прямолинейного движения Основные типы зубчатое колесо-рейка (зубчато-реечный) (рисунок 8) червяк-рейка (рисунок 8) ходовой винт-гайка (рисунок 26 верхний левый угол) кулачковые механизмы (рисунок 26) кривошипно-шатунный (рисунок 26а) кривошипно-кулисный (рисунок 26б) гидравлические механизмы и электро-магнитные. Механизм зубчато-реечный применяется в приводе подач токарный, фрезерных, строгальных станках Реечно-червячный применяется в механизмах подач фрезерным станков. Он обеспечивает более точное значение подач, чем зубчато-реечный. Ходовой винт-гайка применяется во всех станках. На рисунке 26 показана консутркция ходового винта-гайки: 1 ходовой винт 2 разъемная гайка 3 направляющая втулка 4 прокладка Кулачковые механизмы: а с цилиндрическим кулачком б, в с плоским кулачком Кривошипно-шатунный механизм 1 кривошип 2 диск 3 шатун 4 ползун б кривошипно-кулисный 5 камень 6 кулиса В прецизионных станках высокой точности (шлифовальный, доводочные) применяются механизмы малых перемещений (рисунок 27) а термодинамический привод. Представляет собой полный стержень, внутри которого расположена электрическая спираль. При подаче тока и нагрева спирали стержень удлиняется и создает перемещение в магнитно-стрикционный привод. Стержень изготовлен из магнитно-стрикционного материала при создании вокруг него электромагнитного поля, он изменяет свою длину Магнитное поле может создавать положительную или отрицательную магнитострикцию в привод с упругим звеном. Ресоро предварительно нагружается жидкостью гидросистемы, и они изгибается. Жидкость постепенно из него уходит и ресоро распрямляется Станочные муфты Предназначены для постоянного или периодического соединения двухсоосных валов и передачи при этом крутящего момента от одного вала к другому. Основные виды муфт: постоянные (предназначены для постоянного соединения валов) сцепные (соединяют и разъединяют валы во время работы) предохранительные (разъединяют валы при внезапном превышении допустимых нагрузок) муфты обгона (передают вращение только в одном направлении) 1) Постоянные муфты (рисунок 28). а втулочная муфта. Применятся при высокой соосности валов. б фланцевая муфта. в упругая муфта. На пальцах упругие элементы. Она компенсирует перекосы и несносности валов. г компенсирующая муфта. Применяется при высокой несоосности валов. 2) Сцепные муфты д с торцовыми зубьями е зубчатая муфта с внутренними зубьями Недостатком муфт д и е является невозможность включения на больших скосростях вращения ж фрикционная муфта. Позволяет включать соединения при любых разностях скоростей вращения. Муфты могут быть механическими и электромагнитными (справа рисунка 28). Основным элементом этих муфт являются фрикционные диски. При сжатии между дисками возникает силы трения, который передает крутящий момент. Фрикционные диски двух видов: один устанавливается на ведущем, а другой на ведомом вале. Они выполняют также роль предохранительную. 3) Предохранительные муфты (рисунок 29) а фрикционная муфта. Допустимый крутящий момент регулируется гайкой, сжимающий диски. б муфта со скошенными зубьями В шариковая муфта Г со срезанными штифтами. При превышении нагрузки штифты срезаются. 4) Обгонные муфты. Применяются, когда движущимся органом станка требуется передать движении с более высокой скорость, не прерывая цепь медленного привода движения А роликовая (рисунок 30) 1 диск 2 подпружиненные пальцы 3 ролики 5 кольца-обоймы Ведущим является обойма 4. При ее вращении ролики 3 затягиваются в узкую часть выемки и заклиниваются между обоймой 4 и диском 1. И диск 1 вращается с одинаковой скоростью. Если диску 1 придать скорость большую, чем обойме 4, то ролики 3 переместятся в широкую часть выемку и разъединят диск 1 и обойму 6. б храповая 1 храповое колесо 2 ведущее колесо 3 собачка 4 ведомый вал Ремонт и обслуживание станков Для поддержания станков в работоспособном состоянии и восстановления технических показателей применяется специальная система ППР (планового предупредительного ремонта). Основные положения этой системы: 1. Ремонта производится через равные заранее планируемые промежутки времени (межремонтный период) 2. Период времени от начала работы станка до капитального ремонта называется ремонтным циклом. И после капитального ремонта станок должен отвечать требованиям нового станка. 3. Структура ремонтного цикла устанавливается системой ППР и одинакова для всех станков 4. Длительность межремонтным периодов зависит от типа станка и условий его работы. В ППР применяются две структуры ремонтого цикла: шестипериодная (М М С М М К) Где М малый ремонт. Включает замену или восстановление изношенных деталей, регулировка механизмов, проверка состояния станка и системы смазки С средний ремонт. Работы по восстановлению утраченной точности станка. Производится без снятия станка с фундамента К капитальный ремонт. Полное восстановление утраченной работоспособности станка. Производится в основном в ремонтных цехах, т.е. снятие станка с фундамента. девятипериодная (М М С М М С М М К)
