Кинематическая схема станка

3. Кинематические схемы металлообрабатывающих станков

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 по ГОСТ 2.770-68. Условные обозначения соединения детали с валом показаны в табл. 1.

Таблица 1

Обозначения соединения детали с валом

№	Наименование обозначения соединения детали с валом	Условное обозначение
1	Свободное при вращении
2	Подвижное
3	При помощи вытяжной шпонки
4	Глухое

Кинематическая схема станка состоит из отдельных кинематических цепей, представляющих собой систему последовательно расположенных взаимодействующих звеньев, связывающих движение одного рабочего органа станка с другим или с источником движения. Кинематические цепи могут иметь как постоянные взаимодействующие звенья, так и сменные (регулируемые).

Наиболее часто в схемах станков встречаются множительные механизмы с передвижными блоками зубчатых колес рис.7.

Рис. 7. Множительный механизм с передвижным блоком колес

На ведущем валу (вал I) находится блок из трех цилиндрических зубчатых колес (Z1, Z2, Z3), имеющий возможность перемещаться вдоль оси вала. На втором (ведомом) валу располагаются отдельно стоящие, глухо соединенные с валом зубчатые колесаZ4, Z5 и Z6. Перемещением блока зубчатых колес по оси ведущего вала включают в работу пары зубчатых колесZ2 - Z5, Z1 – Z4 и Z3 – Z6, тем самым получая три различных передаточных отношения(i1, i2, i3)

На рис. 8 показан множительный механизм с постоянным зацеплением. На ведомом валу расположена фрикционная муфта (МФ), позволяющая за счет сил трения передавать вращение с зубчатого колеса на вал. При работе такого соединения возможно получить два передаточных отношения (i1, i2)

Передаточное отношение цепи, состоящее из mпоследовательно включенных передач, равно произведению передаточных отношений отдельных передач

Рис. 8. Множительный механизм с постоянным зацеплением колес

Частота вращения последнего звена цепи определяется путем составления уравнения кинематического баланса

В связи с тем, что любой металлорежущий станок рассчитывается для обработки изделий в определенном интервале размеров, зависящих от габаритов станка и предельных скоростей резания, то частота вращения шпинделя должна находиться в пределах регулирования от nmin доnmax.

Русским академиком А.В. Годолиным была доказана целесообразность построения ряда частот вращений рабочего органа по геометрической прогрессии. Геометрический ряд позволяет создавать сложные коробки передач из простых двухваловых механизмов. Кроме того, такие приводы обеспечивают выбор наиболее экономически выгодных режимов резания, поскольку при переходе с одной ступени на соседнюю при неизменном размере обрабатываемой поверхности относительная потеря скорости одинакова для всех ступеней.

Таким образом, ряд значений скоростей рабочих движений, построенный по геометрической прогрессии со знаменателем может быть представлен следующим образом

где Rn– диапазон регулирования.

Вычислив фактические значения минимальной и максимальной частот вращения, можно определить значение знаменателя геометрической прогрессии и относительную потерю скорости, выраженную в процентах и называемую перепадом скоростей

Значения знаменателя ряда частот вращения стандартизированы и устанавливаются в соответствии с рядом предпочтительных чисел, основные из которых приведены в табл. 2.

Таблица 2

studfiles.net

Кинематическая схема станка

www.autowelding.ru

Механизмы металлорежущих станков и их кинематические схемы

4.2.2 Механизмы металлорежущих станков и их кинематические схемы

Любой металлорежущий станок имеет два основных механизма: механизм главного движения резания и механизм движения подачи.

Рекомендуем приобрести:

Установки для автоматической сварки продольных швов обечаек - в наличии на складе! Высокая производительность, удобство, простота в управлении и надежность в эксплуатации.

Сварочные экраны и защитные шторки - в наличии на складе! Защита от излучения при сварке и резке. Большой выбор. Доставка по всей России!

Рабочие движения сообщаются исполнительным органам станка: шпинделю, суппорту, столу и т. д.

Источником движения в современных станках чаще всего служит асинхронный электродвигатель трехфазного тока; к исполнительным органам движение передается по кинематическим цепям, состоящим из отдельных звеньев — кинематических пар. Кинематические цепи служат также для изменения скоростей и направлений движения исполнительных органов, для согласования движений отдельных узлов станка и преобразования одного вида движения в другое, например, вращательного в поступательное, или наоборот, для суммирования движений и т. д. Кинематическая цепь станка состоит в общем случае из различных передач — ременных, зубчатых, червячных и др. — расположенных в определенной последовательности.

Условное изображение совокупности кинематических цепей станка в одной плоскости — плоскости чертежа, называется его кинематической схемой. В табл. I. 2 приведены условные обозначения основных элементов кинематических цепей, принятые согласно ГОСТу 3462—61 для изображения на схемах. Кроме условного изображения передач, на кинематической схеме указываются числа зубьев зубчатых и червячных колес и их модули, числа заходов червяков, шаги ходовых винтов, диаметры щкивов, мощности и числа оборотов двигателей.

В паспортах станков на кинематических схемах допускается нумерация передач, а необходимые данные о них приводятся в отдельной спецификации.

В современных станках, особенно в станках-автоматах и полуавтоматах, наряду с механическими передачами находят применение различные гидравлические, пневматические и электрические устройства. Поэтому, кроме кинематической схемы станка, составляются также гидравлическая, пневматическая, электрическая или комбинированная пневмогидравлическая и другие схемы.

В металлорежущих станках для передачи вращательного движения применяют ременные, цепные, зубчатые и др. передачи; для сообщения узлам станков поступательного движения – винт-гайку, реечную и др. передачи. ЕСКД предусматривает условные обозначения элементов в кинематических схемах. Наиболее часто встречающиеся обозначения, ГОСТ 2.770-68:

Ременная передача

Зубчатые передачи:

цилиндрические

конические

червячные

Реечная зубчатая передача

Винт, передающий движение:

винт и неразъемная гайка

винт и разъемная гайка

Электродвигатель

Соединение деталей (зубчатых колес и др.) с валами может осуществляться различными способами. Различают соединения: глухое, свободное при вращении, подвижное без вращения и при помощи вытяжной шпонки.

Глухое соединение. Зубчатое колесо жестко связано с валом, вращается только вместе с ним и не может перемещаться вдоль вала.

Рис. 50. Глухое соединение (а) свободное при вращении (б)

Свободное при вращении. Зубчатое колесо и вал могут вращаться независимо друг от друга, но зубчатое колесо не может перемещаться вдоль вала.

Рис. 51. Подвижное соединение зубчатых колес без вращения

Подвижное без вращения.Зубчатое колесо вращается вместе с валом (рис. 51.), но по шлицам или при помощи скользящей шпонки может перемещаться вдоль вала. Например, при передаче вращения от вала I валу II блок из трех положений, при которых в зацеплении будут находиться зубчатые колеса 1-4, либо 2-5, 3-6.

Соединение при помощи вытяжной шпонки (рис. 52). Изменяя положение шпонки, с валом II можно соединить одно из трех зубчатых колес 4,5,6. При этом вращение от вала I к валу II может передаваться при помощи различных пар зубчатых колес: 1- 4, 2-5 или 3-6.

Рис. 52. Соединение при помощи вытяжной шпонки

При вычерчивании кинематических схем необходимо соблюдать следующие правила:

- Зубчатые колеса, которые могут находиться в зацеплении друг с другом должны иметь одинаковый уровень (рис. 53):

Рис. 53. Зацепление зубчатых колес

- Если зубчатое колесо может находиться в зацеплении с зубчатыми колесами, расположенными на разных валах, то возможные варианты соединения показываются пунктирными линиями. Например, в реверсивном механизме вращение вала I на вал III может передаваться непосредственно через зубчатые колеса 1-2 или при перемещении колеса 1 вправо через зубчатые колеса 1-3-4 (рис. 54).

Рис. 54. Реверсивный механизм

Отношение частоты вращения ведомого вала n2 к частоте вращения ведущего вала n1 называется передаточным отношением. Передаточное отношение различных передач определяется по следующим формулам:

- ременная передача

;

(1.1)

- зубчатая передача

;

(1.2)

- червячная передача

;

(1.3)

где i – передаточное отношение;

D1 – диаметр ведущего шкива ременной передачи;

D2 – диаметр ведомого шкива ременной передачи;

g – коэффициент проскальзывания ремня (g = 0.97 – 0.985);

z2 – число зубьев ведомого колеса;

z2 – число зубьев ведущего колеса;

k – число заходов червяка;

zч.к. – число зубьев червячного колеса;

Для преобразования вращательного движения в поступательное движение служат реечная передача, винт-гайка и др. механизмы.

Перемещение рейки или реечного зубчатого колеса при неподвижной рейке за один оборот реечного колеса:

; мм

(1.4)

где l – перемещение рейки или реечного колеса, мм;

m – модуль реечной передачи, мм;

;

(1.5)

z – число зубьев реечного колеса;

d – диаметр начальной окружности реечного колеса, мм.

Перемещение гайки за один оборот винта:

, мм;

(1.6)

где l – перемещение гайки, мм;

tк.в. – шаг ходового винта, мм;

k – число заходов винта.

Совокупность всех передач называется кинематической цепью. Общее передаточное отношение кинематической цепи определяется как произведение передаточных отношений отдельных передач, входящих в кинематическую цепь:

;

(1.7)

где iоб – общее передаточное отношение кинематической цепи;

i1, i2, …, in – передаточное отношение передач, входящих в кинематическую цепь.

Частота вращения шпинделя станка.

;

(1.8)

где nшп – частота вращения шпинделя;

nэд – частота вращения вала электродвигателя;

iоб – общее передаточное отношение кинематической цепи от вала электродвигателя до шпинделя.

Перемещения гайки в минуту

, мм/мин;

(1.9)

где nх.в. – частота вращения ходового винта.

Перемещения рейки в минуту

, мм/мин;

(1.10)

где nрш– частота вращения реечного зубчатого колеса.

vunivere.ru

3.5 Кинематическая схема станка

Кинематическая схема станка представлена на рисунке 3.1

Рисунок 3.1 − Кинематическая схема станка

3.6 Данные для расчета и настройки станка

операция сверления Ø6,5

операция рассверливания Ø12,5h24

глубина отверстия l=10мм

материал ст45

материал режущего инструмента Р6М5

обороты двигателя

подача

3.7 Контрольные вопросы

1. Назовите основные компоновки вертикально-сверлильных станков и их характерные особенности?

1 – основание; 2 – стол; 3 – колонна; 4 – шпиндель; 5 – штурвал механизма вертикального перемещения шпинделя; 6 – коробка скоростей и подач; 7 – рукоятка переключения скоростей; 8 – пульт управления; 9 – выключатель электропитания;10 – выключатель подачи охлаждения жидкости; 11 – рукоятка переключения подач; 12 – кулачок для настройки глубины нарезаемой резьбы; 13 – лимб для отсчета глубины обработки;14 – кулачок для настройки глубины обработки. Основным признаком таких станков является вертикальное перемещение оси шпинделя и ее фиксированное положение относительно станины.

2. Как осуществляется работа механизма включения механических вертикальных подач?

Включение и отключение вертикальной подачи шпинделя производится с помощью муфты.

3. Каким образом устанавливаются концевые режущие инструменты в шпиндель станка и как передается крутящий момент?

Режущий инструмент в зависимости от формы его хвостовика закрепляется в конусном отверстии шпинделя станка непосредственно или с помощью переходных втулок или в патроне. В соответствии с высотой обрабатываемой детали и длиной режущего инструмента производится вертикальная установка стола или шпиндельной бабки. Благодаря передвижным блокам коробка скоростей получает и передает шпинделю 12 различных скоростей вращения

4. Что понимается под кинематикой станка? Порядок составления уравнения кинематического баланса?

Формообразующая часть кинематики состоит из трех кинематических групп: движения резания Фv (В1), движения подачи Фs(П2) и движения деления Д(В3).

5. Понятие о передаточном отношении. Примеры ускоряющих и замедляющих зубчатых передач.

Если в механизме передаточное отношение больше единицы, то угловая скорость ведущего колеса больше, чем ведомого, и такой механизм называется редуктором. В противном случае механизм называется мультипликатором. Редукторы в машиностроении применяются в большинстве случаев из-за необходимости уменьшения скоростей движения исполнительных органов машин и увеличения на них усилий. Мультипликаторы применяются реже и не являются силовыми устройствами.

6. Укажите внутренние и внешние кинематические связи групп движений.

Кинематическая связь, обеспечивающая создание траектории исполнительного движения, называется внутренней связью. Кинематическая связь между источником движения и внутренней связью является внешней связью

3.8 Заключение

В результате проделанной лабораторной работы мы изучили расположение органов управления станка 2Н125, овладели практическими приемами настройки и работы на данном станке.

Лабораторная работа №4 Наладка и настройка зубострогального станка модели 5т23в для нарезания прямозубых конических колес

4.1 Задание

1 Ознакомиться с особенностями конической передачи и геометрическими параметрами прямозубого конического колеса.

2. Ознакомиться с назначением, принципом работы, структурной и кинематической схемами станка, его основными узлами и органами управления.

3. Настроить и наладить станок на нарезание прямозубого конического колеса согласно данным варианта задания.

4.2 Цель работы

Изучить устройство, кинематику и технологические возможности зубострогального полуавтомата модели 5Т23В и овладеть практическими приёмами его настройки.

4.3 Общие методические указания

Зубострогальный станок модели 5Т23В предназначен для нарезания конических зубчатых колёс с прямым зубом двумя резцами методом обкатки. Станок обеспечивает нарезание колес 6/7-й степени точности. Повышенная точность обеспечивается применением в конечных звеньях кинематических цепей высокоточных червячных передач с большим передаточным отношением.

4.4 Технические характеристики станка

Максимальный диаметр обрабатываемого колеса, мм 125

Максимальный внешний окружной модуль, мм 1,5

Максимальное внешнее конусное расстояние, мм 69

Максимальная ширина зубчатого венца, мм 12

Минимальный угол делительного конуса, градусы 5

Число зубьев изделия 12 – 100

Диаметр конусного отверстия шпинделя бабки изделия, мм 31,267

Расстояние от торца шпинделя бабки изделия до центра полуавтомата, мм 30 – 140

Максимальное смешение стола, мм ± 5

Тип зубострогальных резцов 1

Частота двойных ходов ползунов, дв. ход /мин 210 – 660

Угловая скорость подачи обкаткой, град /с 0,2 - 6,0

Цикл обработки одного зуба, с 58

Мощность главного двигателя ,кВт 1,1

Габаритные размеры полуавтомата с отдельно расположенными агрегатами, мм, не более 1620 x 1050 x 1415

Вес полуавтомата, кг, не более 2 800

studfiles.net

Смотрите также

Для чего шпиндель станка
Виды деревообрабатывающих станков
Металлообработка на станках с чпу
Как заточить бритвенный станок
Кто изобрел токарный станок
Станок по производству саморезов
Ленточнопильные станки по металлу
Станок для производства кирпича лего
Токарный станок для домашней мастерской
Ремонт фрезерных станков
5Н428 станок трубоотрезной