В зависимости от назначения станка и принятой технологии обработки необходимо обеспечить согласование относительных перемещений инструмента и заготовки, которое осуществляется с помощью кинематических цепей. Совокупность этих цепей образует кинематическую схему станка. На кинематических схемах все передачи элементов станка и его механизмов показываются условно. Эти условные графические обозначения утверждены ГОСТ 2.770-68*, их основные обозначения приведены в приложении 1.
По своей структуре кинематические схемы одного и того же целевого назначения могут иметь различную структуру.
Структура кинематической цепи — это определенный порядок кинематических пар, входящих в кинематическую цепь; она зависит от многих факторов: назначения станка; скоростных параметров; характера начального и конечного движений звеньев цепи (вращение или линейное перемещение); действующих усилий; общего передаточного отношения кинематической цепи, определяемого назначением цепи и режимами обработки; условия регулирования передаточного отношения данной кинематической цепи; диапазона регулирования; конструктивных факторов (компоновки узлов, расположения главной оси станка); технологических возможностей за- вода-изготовителя.
Например, у двух зубодолбежных станков (мод. 5140 и 5В12) различная структура цепи круговых подач. Станок мод. 5140, предназначенный для обработки зубчатых колес с модулем до 8 мм, имеет в цепи круговых подач коробку подач, а мод. 5В12 для обработки мелкомодульных зубчатых колес — гитару. Однако структурная схема у этих станков будет одинаковая (рис. 12.1). Наименования графических элементов, входящих в эту схему, даны в табл. 12.1.
Рис. 12.1. Структурная кинематическая схема станка для обработки цилиндрических зубчатых колес долблением:
Za, гзаг — число зубьев соответственно долбяка и заготовки
На структурной схеме показано: в цепи главного движения имеется звено настройки, также — и в цепи круговых подач; станок работает по методу обката — показана гитара х; все кинематические цепи работают от одного электродвигателя. По схеме видно, что главное движение — возвратно-поступательное, так как имеется блок преобразования вращения в возвратно-поступательное движение. Таким образом, структурная схема знакомит с принципом работы станка. В дальнейшем по структурной схеме будут проектировать кинематическую схему с расчетом необходимых передаточных отношений кинематических пар, чисел зубчатых колес, мощности электродвигателя и частоты вращения его выходного вала.
Структурные схемы станка с ЧПУ и станка с ручным управлением существенно отличаются друг от друга. В станках с ЧПУ устанавливают электродвигатели с регулируемой частотой вращения выходного вала, которая изменяется в соответствии с программой, заложенной в УЧПУ. На структурной схеме (рис. 12.2) показаны электрические связи, с помощью которых от измерительных преобразователей (ИП) поступает информация в УЧПУ, где электрические сигналы преобразуются и сопоставляются в его электронных блоках сравнения с заданными программой управления параметрами (например, линейными перемещенииями); при несовпадении на электродвигатель через электрические связи от УЧПУ поступает команда на изменение частоты вращения вала электродвигателя.
Условные обозначения графических элементов структурных схем
Наименование элемента структурной схемы
Обозначение элемента на схеме
Кинематические пары с постоянным передаточным отношением
Гитара в цепи главного движения, коробка скоростей
Гитара в цепи подач, коробка подач
Гитара в цепи винторезного движения
Гитара в цепи обката
Гитара в цепи деления
Гитара в цепи дифференциального движения
Гитара в цепи качания люльки
Механизм преобразования вращательного движения в поступательное
Механизм преобразования вращательного движения в возвратно-поступательное
Изготовление деталей различной сложности по форме зависит от числа одновременно управляемых координат системы ЧПУ, используемой в данном металлорежущем станке. Например, на многоцелевом станке, предназначенном для обработки заготовок типа тел вращения, при пятикоординатном управлении можно выполнять не только обтачивание, но и изготовление зубчатого колеса, резь- бофрезерование и получение сложных по форме профиля лопаток турбин.
Рис. 12.2. Структурная кинематическая схема станка с ЧПУ:
/ — электродвигатель главного движения; 2, 8 — муфты; 3, 4 — кинематические пары с постоянным передаточным отношением; 5 — круговой датчик; 6 — рабочий орган (суппорт, стол); 7 — ходовой винт; 9 — электродвигатель привода подачи; /0 —линейный датчик; УЧПУ — устройство числового программного управления; ИП — измерительный преобразователь; /),. — главное движение резания; Ds — движение подачи;———-электрические связи
Условные графические обозначения насосов и двигателей (гидравлических и пневматических) на гидравлических и пневматических схемах установлены ГОСТ 2.782-68* и ГОСТ 2.721-74, основные из них показаны в приложении 2.
Графические обозначения элементов гидравлических и пневматических сетей установлены ГОСТ 2.780-96, а распределительная и регулирующая гидравлическая и пневматическая аппаратура — ГОСТ 2.781-96; основные обозначения даны в приложении 3.
Источник
Наладка и настройка токарного станка
Наладка и настройка токарного станка производится с целью подготовки оборудования к выполнению заданной работы. Наладка станка состоит в правильной установке и закреплении режущего инструмента в соответствующих приспособлениях на станке, в установке и закреплении заготовки непосредственно на станке или в приспособлении, в смазке станка перед его пуском, в подводе смазочно-охлаждающей жидкости и в выполнении некоторых других подготовительных операций.
Настройка токарного станка состоит в его кинематической подготовке для выполнения обработки заготовки в соответствии с выбранным или заданным режимом резания. Для этого настраивают кинематические цепи станка, устанавливая в должные Положения органы управления скоростями главного движения и движения подачи. Нередко для этого предварительно подсчитывают необходимые передаточные отношения настраиваемых цепей, затем устанавливают эти отношения с помощью рукояток коробки скоростей и коробки подач, переключением числа оборотов регулируемого электродвигателя, установкой соответствующих зубчатых колес, сменных кулачков, копиров и т. д.
В общем случае для настройки токарно винторезного станка требуется расчетное определение:
передаточного отношения органа настройки скоростной цепи — для получения заданного числа оборотов шпинделя;
передаточного отношения органа настройки цепи подач для осуществления заданной подачи или заданного шага нарезаемой резьбы.
Настройка скоростной цепи современных токарных станков не требует каких-либо расчетов и состоит в переключении рукояток коробки скоростей (см. Токарный станок по металлу: назначение, компоновка, параметры, 1 и 5 на рис. 2) в положения, соответствующие требуемому числу оборотов шпинделя. Для сокращения затраты времени на переключения на станках имеются таблицы, указывающие, при каком положении рукояток получается каждое из чисел оборотов. При бесступенчатом регулировании скорость вращения шпинделя указывается стрелочным прибором.
Движение подачи при токарной обработке сообщается ходовым валиком каретке суппорта или его поперечным салазкам. Требуемая величина подачи на один оборот шпинделя устанавливается переключением рукояток без каких-либо расчетов. Величины возможных подач предварительно вычислены и оформлены в виде таблиц, облегчающих процесс переключений. Механизм подачи, например токарного станка 1К62, дает 42 различные продольные подачи в пределах 0,07 — 4,16 мм/об и столько же поперечных в пределах 0,035 — 2,08 мм/об шпинделя.
При нарезании резьб используют оба органа настройки — коробку подач и гитару сменных колес, которая перестраивается только при изменении вида нарезаемых резьб (табл. 1).
Источник
Кинематическая настройка станков
Кинематическую настройку станка производят для обеспечения необходимых перемещений конечных звеньев кинематической цепи и для получения заданных формы и размеров детали, которая в основном сводится к определению параметров органа настройки. Расчетные перемещения звеньев определяют исходя из формы поверхности, которая должна быть образована на заготовке, и вида режущего инструмента.
Затем по кинематической цепи составляют уравнение кинематического баланса, связывающее начальное и конечное перемещения, и находят зависимость параметра органа настройки от расчетных перемещений и постоянных цепи.
Кинематическая цепь
Кинематическая цепь составляется из движущихся сопряженных между собой и передающих друг другу движения деталей. Если началом кинематической цепи является электродвигатель (рис. 3,б), то можно найти связь между начальным и конечным звеньями:
где n, nшп — частота вращения начального и конечного звеньев; np, ip — КПД и передаточное отношение ременной передачи.
Для удобства вычислений рекомендуется в уравнении кинематического баланса (4.1) выделить постоянные величины структурной формулы и подсчитать их как коэффициент данной кинематической цепи, например:
Это выражение справедливо и для станков, в цепи главного движения которых в качестве органа настройки используется коробка скоростей. Тогда в выражении (4.2) iv будет передаточным отношением коробки скоростей.
Уравнение кинематического баланса
Уравнение кинематического баланса для цепи главного вращательного движения имеет вид (об/с)
nc i = nk, (4.3) , где nc и nk— частота вращения соответственно начального и конечного звена, об/с; i- передаточное отношение кинематической цепи.
Уравнение кинематического баланса для цепи, у которой начальное звено имеет вращательное движение, а конечное — прямолинейное, будет (мм/с)
nc i H = Sc, где Н — ход кинематической пары, преобразующей вращательное движение в прямолинейное, мм/об; sc — линейное перемещение конечного звена, мм/с.
Величина хода
Величина хода равна перемещению прямолинейно движущегося звена за один оборот вращающегося звена. Для винтовой пары (винт — гайка)
H = k tв (4.4), где tв — шаг ходового винта, мм; k — число заходов.
Для реечной передачи.
H = π m z, где m — модуль зацепления, мм; z — число зубьев реечного колеса.
На этом основании уравнение кинематического баланса для секундной подачи (мм/с):
для цепи с винтовой парой
для реечной передачи
Уравнение кинематического баланса для оборотной подачи (мм/об)
где s — линейное перемещение конечного звена, мм/об.
Из уравнений (4.5)-(4.7) определяют передаточное отношение органа настройки. Например, из уравнения (4.2) находят
Это выражение является формулой настройки сменных колес гитары скоростей цепи (см. рис. 3,б).
Выводы
Анализ структурных схем металлорежущих станков позволяет сделать следующие выводы. Кинематическая структура станков зависит от геометрической формы, размеров обрабатываемой поверхности и метода обработки. Чем меньше необходимое число исполнительных формообразующих движений, тем меньше кинематических цепей в структуре станка, тем проще его кинематика и конструкция. Существенное значение имеют и другие факторы, например точность и шероховатость поверхности, динамика резания, условия обслуживания станка, а также экономические факторы.
Источник
3.2.6. Кинематическая настройка станков
Под кинематической настройкой станка понимают настройку его цепей, обеспечивающую требуемые скорости движений исполнительных органов станка, а также, при необходимости, условия кинематического согласования перемещений или скоростей исполнительных органов между собой. Цель таких согласований – образование поверхности с заданными формой, размерами, точностью и шероховатостью. Кинематическая настройка является составной частью наладки станка.
В большинстве металлорежущих станков с механическими связями для настройки кинематических цепей применяют органы настройки в виде гитар сменных зубчатых колес, а также ременных передач, вариаторов, регулируемых электродвигателей, коробок скоростей и подач, характеристикой которых является общее передаточное отношение iоргана. Значение передаточного отношения органа настройки определяют по формуле настройки и затем реализуют в гитарах сменных зубчатых колес подбором и установкой соответствующих колес в гитаре, а в коробках скоростей и подач – зацеплением соответствующих зубчатых колес.
Для вывода формулы любого органа кинематической настройки необходимо по кинематической схеме станка наметить такую цепь передач, в которой расположен данный орган и известны перемещения или скорости конечных звеньев этой цепи, связанные функциональной или требуемой зависимостью. Желательно, чтобы такая цепь передач, называемая цепью согласования, включала в себя только один орган настройки, для которого выводят формулу. Для выбранной цепи составляют условие кинематического согласования перемещений ее конечных звеньев, совершающихся в течение определенного промежутка времени, или их скоростей. С учетом условия согласования перемещений или скоростей составляют уравнение кинематического баланса цепи согласования, в котором неизвестным является передаточное отношение органа настройки.
Уравнение баланса можно записывать от любого конца цепи согласования. Его решение относительно передаточного отношения органа настройки и представляет собой формулу настройки.
В общем виде формула настройки выглядит следующим образом:
,
где i– передаточное отношение органа настройки;С– постоянная цепи согласования, зависящая от передаточных отношений ее промежуточных передач и постоянных параметров условия согласования перемещений;Z – переменные параметры условия согласования.
Для примера возьмем настройку кинематических цепей токарно-винторезного станка модели 1К62. Структура кинематических цепей данного станка представлена на рис.12, за исключением внутренней цепи поперечной подачи суппорта и цепи ускоренной продольной подачи.
Рис.12. Схема кинематических цепей станка 1К62
Из данной схемы видно, что для настройки движения резания Ф(В1) необходимо выбрать передаточное отношение коробки скоростей (КС) станка в зависимости от частоты вращения шпинделя. Для этого составляется следующее уравнение:
.
где nдв– частота вращения вала приводного двигателя, мин -1 ;iрем– передаточное отношение ременной передачи, расположенной между приводным двигателем и коробкой скоростей;iкс– передаточное отношение коробки скоростей;nшп– частота вращения шпинделя станка, мин -1 .
Из этого уравнения получается необходимое нам передаточное отношение коробки скоростей
.
В данном случае к постоянным параметрам цепи согласования относятся параметры в знаменателе правой части уравнения, переменным параметром является частота вращения шпинделя, которая может изменяться в зависимости от необходимого режима резания.
Настройка движения подачи Ф(В1П2) производится аналогичным образом. В данном случае необходимо определить передаточное отношение коробки подач (КП). В итоге получаем следующие уравнения:
мм/об,
где S– подача на 1 оборот шпинделя;iгит– передаточное отношение паросменных колес;iкп– передаточное отношение коробки подач;m– модуль реечной шестерни, мм;z– количество зубьев реечной шестерни.
.
Подобным образом можно рассчитать любую кинематическую цепь любого станка, изменяться будут только постоянные и переменные параметры цепи согласования.
Тут вы можете оставить комментарий к выбранному абзацу или сообщить об ошибке.
,
.
.
мм/об,
.