3. Кинематическая схема станка, устройство и органы управления

3.1 Кинематическая схема станка 16к20

Рисунок 1 Кинематическая схема станка 16К20

3.2 Расчёт кинематической схемы станка 16к20

Отсюда мы видим что ;

и отсюда следует что

Виды движения: главное движение - вращение шпинделя с заготовкой движения подач - перемещение каретки в продольном салазок в поперечном направлениях;

вспомогательные движения - быстрые перемещения ка­ретки в продольном и салазок в поперечном направлениях от отдельного привода и др.

Кинематическая схема станка приведена на (Рисунке 1).

Привод главного движения. Вращение шпинделю переда­ется от электродвигателя Ж = 10 кВт; п = 1460 мшг¹) через клиноременную передачу 268/148 и коробку скоростей. Муф­та М1 служит для включения, выключения и изменения на­правления вращения шпинделя.

Движение от электродвигателя на шпиндель может пере­даваться по двум кинематическим цепям:

а) по короткой цепи (без перебора), что дает 12 высших

ступеней частот вращения шпинделя:

;

б) по длинной цепи (с перебором), что дает еще 12 частот вращения:

Таким образом, шпиндель станка получает 24 значения частот вращения, но практически имеет только 22 частоты вращения, так как значения п - 500 мин^-1 и п = 630 мин^-1 по­вторяются.

Станок должен быть налажен на заранее подобранную по режимам резания частоту вращения. Максимальная частота вращения шпинделя (при работе без перебора)

минимальная (при работе с перебором)

Привод подач состоит из звена увеличения шага, механиз­ма реверса, гитары сменных колес, коробки подач и механизма передач фартука. Движение подачи осуществляется или непо­средственно от шпинделя через пару зубчатых колес 60/60, как показано на кинематической схеме (нормальное соединение), или через звено увеличения шага, которое расположено в ко­робке скоростей и имеет три передаточных отношения:

Для изменения направления вращения ходового винта служит реверсивный механизм. Правое вращение винта про­изводится через пару зубчатых колес 30/45, левое - через пере­дачу (30/25)425/45).

Дальше вращение передается сменным зубчатым колесам гитары: передачу

применяют при нарезании метрических и дюймовых резьб и для подачи по ходовому валу.

Коробка подач имеет две основные кинематические цепи. Одна цепь служит для нарезания дюймовых резьб (16 вариантов):

Другая цепь предназначена для нарезания метрических резьб (16 вариантов):

В первом случае ходовой винт получает движение, когда муфты М2, МЗ и М4 выключены, а М5 включена. Во вто­ром случае муфта М2 выключена, а МЗ—М5 включены. Вто­рую кинематическую цепь используют также для получения продольной или поперечной подач; при этом вращение с вала XVIII на ходовой вал передается через зубчатые колеса (23/40) (24/39) (28/35). Муфта М5 выключена.

При нарезании резьбы с повышенной точностью движе­ние на ходовой винт передается напрямую, т. е. коробка подач отключена, а муфты М2 и М5 включены. Аналогично нареза­ют специальные резьбы. В обоих случаях резьбу на требуемый шаг настраивают подбором сменных зубчатых колес гитары.

Коробка подач станка состоит из основной и множитель­ной передач. Основная передача дает возможность получать основной ряд стандартных резьб. Множительная передача предназначена для увеличения (в четыре раза) числа нарезае­мых на станке стандартных резьб.

Нарезание резьб. Уравнения кинематических цепей от шпинделя к ходовому винту при нарезании резьбы состав­ляют из условия, что за один оборот шпинделя суппорт с рез­цом должен переместиться вдоль оси заготовки на шаг Р на­резаемой резьбы (при однозаходной резьбе).

Для нарезания метрической резьбы со стандартным ша­гом Р (в этом случае передача к коробке подач осуществляется непосредственно от шпинделя, минуя звено увеличения шага) уравнение кинематической цепи от шпинделя к ходовому вин­ту имеет следующий вид:

1 об шпинделя х

х

Для нарезания дюймовой резьбы с шагом Р (для дюймо­вой резьбы Р= 25,4/К мм, где К - число ниток на 1") уравне­ние кинематической цепи имеет вид:

1 об шпинделя х

х

Уравнение кинематической цепи от шпинделя к ходовому винту для нарезания резьбы повышенной точности с шагом Р имеет вид:

1 об шпинделя

Резьбу с большим шагом нарезают, используя звено уве­личения шага, т. е. передача движения от шпинделя в этом случае осуществляется не через зубчатые колеса 60/60, а через звено увеличения шага в коробке скоростей.

На шпиндельной бабке станка помещена таблица ча­стот вращения шпинделя, подач и шагов нарезаемых резьб (табл. 2.2). Устанавливая рукоятки 7 и 8 в соответствующие положения, получают различные частоты вращения шпинделя. В таблице 2.2 указано, какие подачи и шаги резьб целесообразно выполнять при соответствующих частотах вращения шпинделя.

Переключатель 2 служит для установки подачи и шага резьбы и отключения механизма коробки подач при нареза­нии резьб повышенной точности. Он может занимать четыре фиксированных положения (обозначены буквами А, В, С и О) и два промежуточных (обозначены стрелками) при повороте в вертикальной плоскости. Четыре фиксированных положения I, II, III и IV может занимать и переключатель 4, служащий также для установки подачи и шага резьбы. Комбинируя по­ложения переключателей 2 и 4, можно получить все значения подач и шагов резьбы, которые приведены в таблице.

Табличные значения подач могут быть получены только при установке сменных зубчатых колес

Установкой на станке сменных зубчатых колес

создается возможность нарезания метрических и дюймовых резьб с шагом, равным удвоенным значениям. Эти же сменные зубчатые колеса используют для получения удвоенных величин подач по сравнению с таблич­ными значениями.

При дополнительных сменных колесах и сменных коле­сах основного набора на станке, используя механизм короб­ки подач, можно нарезать резьбы, шаги которых приведены в другой таблице, помещенной на внутренней стенке дверцы кожуха сменных зубчатых колес. Сменные зубчатые колеса для нарезания через механизм коробки подач метрических и дюймовых резьб, не приведенных в таблицах, подбирают по формуле:

.

Механизм фартука. От ходового вала XXII вращение через передачу (30/32) · (32/32) · (32/30), предохра­нительную муфту М_п и червячную пару 2—14 передается зуб­чатому колесу I = 36. От этого зубчатого колеса движение на реечное колесо I = 10 для осуществления продольной подачи (правой или левой) происходит через передачи (36/41) - (17/66) (включена муфта М8) или (36/41) · (41/41) · (17/66) (включена муфта М7). Поперечная подача (правый или левый ход) вклю­чается муфтами М9 или М10. При этом движение винту по­перечной подачи передается через передачу (36/36)-(34/55)-(55/2 9) · (29/16) (включена муфта М9) или (36/36) · (36/36) · (34/55) · (55 /29) · (29/16) (включена муфта М10). Наличие в коробке подач муфты обгона Мб позволяет сообщать суппорту ускоренное движение от вспомогательного электродвигателя без выклю­чения рабочей подачи.

Кинематическая цепь подачи, связывающая шпиндель с хо­довым валом, должна обеспечивать за один оборот шпинделя перемещение суппорта на величину подачи 5. Следовательно, уравнение кинематического баланса для этой цепи имеет вид

1 об. шпинделя мм/об,

Где - передаточное отношение соответ­ственно постоянной передачи, реверсивного механизма, гита­ры сменных колес, коробки подач и механизма фартука; — число зубьев реечного колеса; т — модуль реечного колеса.

Общее уравнение кинематической цепи прямых продоль­ных подач при положении блока зубчатых колес Б5 имеет вид:

1 об шпинделя =

Быстрые перемещения суппорта осуществляются от от­дельного электродвигателя (N = 1 кВт; п = 1360 мин^-1), рас­положенного в правой части станины станка.