книги / Металлорежущие станки Краткий курс

Таблица 2

Наименование

Обозначение

Наименование

Обозначение

Вал Соединение двух ва­

лов:

глухое

глухое с предо­ хранением от пе­ регрузок

эластичное

шар пирпос

телескопическое

плавающая муф­ та

зубчатая муфта Соединение деталей

свалом: свободное для вращения подвижное без вращения

при помощи вы­ тяжной шпонки

глухое

Подшипники сколь женин

радиальный

радиально-упор иьгй односторон­ ний радиально-упор ный двусторон­ ний

Подшипники каче

нпя:

радиальный

радиально-упор ный односторон нип

радиально-упор ный двусторои ний

		Ременная передача:
		плоским	ремнем
		плоским	ремнем
		перекрестная
- й	-	клиновидным
		ремнем

Передача цепыо

Передачи зубчатые:

цилиндрическими

колесами

коническими ко лесами

винтовые

Передача червячная

2 _	Ф
Qj	ф

Передача зубчатая

реечная

ГСП

LDJ

ф= ф

-ф- -Е-З-

_____ гЛ..

--н>

4 *

,4^-

X

у

•фЛк

А.

пт

1

Т“ Г

Наименование Обозначение

Передача	ходовым
винтом	с гайкой:
неразъемной
разъемной
Муфты:
кулачковая
односторонняя			f		b
		-
кулачковая		дву­
сторонняя		-	f	i	b
конусная
		ч			-
дисковая		одно­
сторонняя
дисковая		дву­
сторонняя
		Ч			Ь
обгонная		одно­
сторонняя
		#			0
обгонная		дву­
сторонняя

То рмоза: конусный

колодочный

-

а

-

Наименование Обозначение

ленточный

	-	0	-
дисковый	Г	р	-
Концы шпинделей	1	1
станков:	-	о
центровых
патронных	Ч	Е
прутковых
сверлильных	-CsD
расточных	L°J L—
с планшайбой
фрезерных
шлифовальных
Электродвигатели:
на лапках
фланцевые	Н	£	Э	ф	-
встроенные	_ г| ятП мяГ\

или вписывают числовые значения диаметров шкивов, чисел зубьев зубчатых колес, их модулей и т. д. В связи с тем, что пока нет единой методики обозначений, в дальнейшем передачам и другим деталям станка на кинематической схеме будем присваи­ вать порядковые номера. В тексте и расчетах условимся диаметры шкивов обозначать буквой d, числа зубьев колес — z, модули

зацепления — m, число заходов ходовых винтов	и червяков — к,
с присвоением им индексов, соответствующих	порядковым но­

мерам этих деталей на кинематической схеме; числа зубьев смен­ ных колес главного движения обозначать А , В, С..., подачи — а, 6, с... с индексами 1, 2, и без них. Например (см. рис. 3): с?! и d2 обозначают диаметры шкивов 1 и 2; къ — число заходов червяка 5, a zQ— число зубьев червячного колеса 6; а, b, с, d — числа зубьев сменных колес.

Кинематические цепи, обеспечивающие исполнительные дви­ жения рабочих органов, называют структурными. Рассмотрим для примера упрощенную кинематическую схему резьбошлифо­ вального станка (рис. 3). Здесь три исполнительных движения: вращение вала I — шпинделя шлифовального круга, вала IV — шпинделя изделия и прямолинейная подача стола вместе с заго­ товкой 11. В соответствии с этим имеем три структурные кине­ матические цепи. Первая состоит из ременной передачи со шкива­ ми 1 — 2; вторая — из ременной передачи 3 — 4, червячной пары 5 — 6 и зубчатых колес 7 —8; третья — из ременной и червячной передач 3—4, 5—6, колес а — Ь, с — d и винтовой пары 9—10,

§ 4. УРАВНЕНИЕ КИНЕМАТИЧЕСКОГО БАЛАНСА

Основным параметром кинематической цепи является пере­ даточное отношение

		. пК . . .
		1== — = ^2*3»
		пп
где	пк — число	оборотов	конечного	звена;
*ii *2»	пн — число	оборотов	начального	звена;
	*3) *** — передаточные отношения отдельных кинематиче­
	ских	пар цепи.

Значение i обусловлено функциональной зависимостью между величинами перемещений конечных звеньев кинематической цепи.

Эти перемещения называют расчетными, а уравнение, устанавли­ вающее функциональную зависимость между ними, — уравнением кинематического баланса. * Начальные звенья в большинст­ ве случаев имеют вращательное движение, конечные звенья полу­ чают как вращательное, так и прямолинейное движение.

Если оба конечных звена вращаются, то расчетные перемеще­ ния условно записывают так: пн об/мин ->■ пк об/мин. Уравнение

кинематического баланса
nHi = nK об/мин.	(1)

Если начальное звено имеет вращательное движение, а конеч­ ное — прямолинейное, то при минутной подаче расчетные пере­ мещения будут пн об/мин-> SMMM/MUH, а уравнение кинематического баланса

nuiH = sM мм/мин,

(2)

где Н — ход кинематической пары, преобразующей вращательное движение в прямолинейное.

Величина хода равна перемещению прямолинейно движуще­ гося звена за один оборот вращающегося звена, например, винта

игайки или колеса и рейки. Для винтовой пары

		Я = kte,	(3)
где tQ— шаг ходового	винта	в мм;
к — число его заходов.
Для реечной пары
	H = nmz,		(4)
где т — модуль зацепления		в мм;
z — число зубьев	реечного колеса.

На основании равенств (2) — (4) уравнение кинематического баланса при минутной подаче примет вид:

для цепи с винтовой парой
nHikte= sM мм/мин;	(5)
для цепи с реечной передачей
njnmz = sMмм/мин.	(6)
Для подачи на оборот s мм/об (подача конечного звена на 1 об.
начального) расчетные перемещения будут 1 об.	мм/об и урав­
нение кинематического баланса
1об. Ш = $ мм/об.	(7)

* Разработано проф. Г. М. Головиным, предложившим единую формулу кинематической настройки для всех станков.

На основании равенств (3), (4) и (7) уравнение кинематического баланса при подаче на оборот примет вид:

для цепи с винтовой нарой

1об. Ш в = 5 мм/об;	(8)
для цепи с реечной передачей
1об. iwnz = s мм/об.	(9)

Уравнение кинематического баланса служит основой для опре­ деления передаточных отношений механизмов настройки кине­ матических цепей.

Общее передаточное отношение расчетной кинематической цепи

	1=	( 10)
где in — передаточное	отношение постоянных передач;	(коробок
in — передаточное	отношение механизма настройки

скоростей, сменных колес).

Решая уравнение кинематического баланса относительно iH, получают формулу настройки цепи. Например, подставляя в ра­

венство	(7)	значение i = iniH,	получим
		1 об. inH = Ces t
jn	f 0g	1	кинематической цепи.
где ^ s =		. д. — постоянная

Расчетная кинематическая цепь не всегда совпадает со струк­ турной. Расчетные перемещения конечных звеньев цепи вращения вала IV (рис. 3): пй2 пи и уравнение кинематического баланса на основании равенства (1)

.	C?*i	kf.	— = пи об/мин,
nD,i = nDif Т!		л
т] — коэффициент проскальзывания ремня.
В данном случае	расчетная и		структурная цепи совпадают.

Для шлифования резьбы необходимо, чтобы при одном обороте заготовки 11 ее осевое перемещение вместе со столом (гайкой 10) было равно шагу tn витка шлифуемой резьбы. Поэтому вал IV и гайка 10 кинематически связаны, т. е. являются звеньями одной кинематической цепи: 8—7, а — b, с — d, 9—10. Эта кинематиче­ ская цепь является условной, расчетной. Она необходима для определения неизвестных параметров механизмов настройки. В

самом	деле, перемещение	начального			звена (вала IV) — 1 об.,
конечного звена (гайки 10) s =			tn мм/об. И уравнение кинематиче­
ского	баланса, согласно	равенству		(8),
	1об. еала IV •		~	~ kta= s = f .
		Zy	D	(l	®

Глава II

ТЕХНИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА МЕТАЛЛОРЕЖУЩИХ СТАНКОВ

Представление о станке как о рабочей машине, предназначен­ ной для выполнения определенных технологических целей, дают размерные, скоростные и силовые характеристики.

Первые определяются основными размерами, позволяющими судить о возможности обработки деталей наибольших габаритов. Например, для токарных станков — высота центров и расстояние между ними; для карусельных станков — диаметр планшайбы; для револьверных — диаметр отверстия в шпинделе. Характер­ ными размерами строгальных и фрезерных станков являются га­ бариты стола и др.

Скоростная характеристика позволяет судить о пределах ре­ гулирования скоростей вращения шпинделя, перемещения сто­ лов, суппортов. От нее в значительной степени зависит возможность осуществления на станке экономических режимов резания.

Силовая характеристика дает представление о силах резания и подачах, допускаемых мощностью привода или его слабыми звеньями.

§ 1. РЯДЫ ЧИСЕЛ ОБОРОТОВ И ПОДАЧ

Для станков с вращательным главным движением окружная скорость резания зависит от числа оборотов шпинделя и диаметра обработки:

и= ndn,

где и — скорость резания в м/мин;	в м\
d — диаметр обрабатываемой поверхности
п — число оборотов заготовки (шпинделя)	в минуту.

При работе в различных условиях, особенно на универсальных и специализированных станках, возникает необходимость изме­ нять скорость вращения шпинделя для получения оптимальных режимов обработки. Существует бесступенчатое и ступенчатое

регулирование числа оборотов. В первом случае в определенном интервале можно получить любое заданное значение п. При сту­ пенчатом н^е регулировании скорости вращения шпинделя уста­ навливают а виде определенного ряда чисел оборотов. Механизмы, осуществляющие ступенчатое регулирование, проще по конструк­ ции и надевшее в эксплуатации, вследствие чего они получили наибольшее распространение.

Ряды чисел оборотов шпинделей чаще всего строят по закону геометрической прогрессии. Этот ряд * удобен для осуществления экономических режимов резания. Достоинство его и в том, что он позволяет создавать сложные приводы из элементарных двух­ валовых механизмов, построенных тоже на основе геометрического ряда.

Допустим, что пъ щ, п3, ..., nz — ряд чисел оборотов шпинде­ ля. Если члены ряда расположить по возрастающей степени, то

т =	ttinim a nz =			ramax; пг и пг называют пределами регулирова­
ния:	пх—нижним,			пг — верхним,		где ъ — число		ступеней ско­
рости вращения.							прогрессии (ряда), то
Если		ср — знаменатель геометрической
				« 2=^-1<р=«1ф2
Решая		это	уравнение		относительно ср,		получим
					2 — 1 у	z — 1 —
			^	г	щ	=	D .
						min
Величину			D = -------		называют	диапазоном		регулирования.
				wmin

Изменение скорости резания при переходе от одного числа оборотов шпинделя на другое — соседнее по ряду — при неизмен­ ном диаметре обработки называют перепадом скорости. Его отно­ сительная величина для геометрического ряда

vx ~~ vx-i	пх ~~пх_г _	пх — пх ф-1 =	у — 1 __ CQnst>
vx	пх	пх	ф

Значения применяемых в практике станкостроения знамена­ телей ряда и чисел оборотов шпинделей регламентированы нор­ малью Н11-1 «Нормальные ряды чисел в станкостроении». В осно­ ву нормализации положены, в частности, следующие принципы:

а) возможность получения рядов с различными знаменате­ лями из основного ряда, имеющего наименьший знаменатель, путем отбрасывания отдельных членов ряда и сохранения членов основного ряда через один, три, пять и т. д.;

б) десятичное повторение через а членов:

nv я2, * 3,

10 щ , 10/г2, Ю/г3,

100*!, 100/г2, 100/г3

* Обоснован А. В. Гадолиным в 1877 г.

00

	Значения знаменателя ряда ф
1,06	М2		1,26	(1,41)	1,58		(1,78)
1	i		1 1	‘	i		‘ 1
1,06
1,12	1,12						1
1,18					1
1,25	1,25		U’5	|		!	1
1,32				1
				1
1,4	1,4			1 1,4	|
1,5	|			I
1,6	1,6	j	1,6		| i,6
1,7		i			1		i
1,8	1,8						1,8
	i			i		i
2 , 0	2		2	| 2
2,12				I			i
2,24	j 2,24	|		|	|	|	|
2-36	|	|		|	|	|	|
2,5	| 2,5	| 2,5		|	| 2,5	|	|
2,65	|	|		|	|	|	|
2,8	| 2,8	|		| 2,8	|	|	|
з.о	|	1		|	|	|	|
	‘	I	I	I	.		,

Таблица 3

Нормальные ряды чисел в станкостроении

		Значения знаменателя ряда ф
( 2 )	1,06	t o			(1,41)	1,58		(1,78)	( 2 )
1	10	10	10		1	1	0	10
	10,6	|			!
	11,2	11,2			11,2
	11,8				1
	12,5	| 12,5	12,5	|
	13,2		|	|		|			|
	14	14		1			1
	15	|			i				1
	1
	16	16	16		16	16			16
	17		1				I		|
	18	| 18					I	18	|
	1 9	1		|			i		l
2	20	20	20	j
	21,2			i		1
	22,4	| 22Л |		| 22,4 |			|		|
	23,6	|	|	|	|		|		|
	25	| 25	| 25	|	|	25	|		|
	26,5	|	|	|	|		|		|
	28	| 28	|	|	|		|		|
	зо	1	1	I	1		1		I
		'	1	!	1				1

	Значения знаменателя ряда ф
1,06	1,12	| 1,26	(1,41)		1,58	(1,78)	( 2	)
100	100	100		I	100	100
106
112	| 112	j		|		|	1
118 I	j		|		| |		|
125	125	125	125	|			125
132		1		!		1		i
140	140	|	|	j			|	|
150		1				1 1
160	160	160			160		1
170	|	|		1		i
180	180		180	|		180	|
190		i		1		1		1
200	200	200			1
212		i		1		i		1
224	| 224	|	|	|	|	|
233	|	|	|	|	|	|
250 | 250 | 250 | 250 | 250 |						| 250
а»	1	1	1	1	1	1
280	| 280	|	|	|	|	|
300	|	|	|	|	|	|
	1	1	1	1	i	1

Для этого необходимо, чтобы /га+1 = /гхфа = 10/гд и ф = |/"10.

Использование данного принципа позволяет иметь дело с мень­ шим количеством цифровых значений и строить таблицы чисел

оборотов в пределах одного десятка;
в)	удвоение	через b	членов:	4	22j,	4^3,	т. е.
Я'1» 7^2»	ГС3, •••) 2	Т1\, 2/2>2»	2/^з,
		nb+i = n1yb = 2n1			и	ф = j/2 .

Удвоение позволяет использовать в качестве привода двух­ скоростные электродвигатели переменного тока.

Для того чтобы ряды одновременно соответствовали принципам б) и в), необходимо чтобы

= У 10 = ^ 2 .

Логарифмируя, получим

lg « P = 4 l 8 1 0 = | lg 2

и, следовательно, Ъ^ 0,3 а.

Для основного ряда принято значение

Фтш = 1,06 = 7 5 0 = ^27

Нормальные ряды чисел в станкостроении приведены в табл. 3. Их значения принимают в качестве чисел оборотов шпинделей, подач, мощностей, основных размеров и т. д. Стандартные зна­ чения ф, полученные на основе указанных принципов, пред­ ставлены в табл. 4.

								Таблица 4
	ф *	1,06	1,12	1,26	1,41	1,58	1,78	20
	а	40	20	10	20	5	4	20
					3			6
	Ъ	12	6	3	2	1,5	1.2	1
А	= У ~ 1 -100%	5	10	20	30	40	45	50
* Знаменатели ф =		1,41 и 2 не удовлетворяют принципу десятичного повторения,
а ф =	1,58 и 1,78 — принципу удвоения. Согласно ГОСТу 8032—56 допускается округ­
ление знаменателей ф до значений 1,25; 1,4;				1,6.

Числа оборотов шпинделей могут отклоняться от табличных значений не более чем на it 10 (ф — 1)%.