Файл: Технология металлов и конструкционные материалы учебное пособие..pdf

Акад. А. В. Гадолин в 1876 г. в работе «О переменах скоростей вращения шпинделей токарных и сверлильных станков» разработал теорию построения чисел оборотов шпинделей металлорежущих станков по закону геомет­ рической прогрессии, заложив основы кинематического (расчета металлорежущих станков.

Вдореволюционное время потребность страны в ме­ таллорежущих станках удовлетворялась главным обра­ зом за счет .импорта. После Великой Октябрьской социа­ листической революции в нашей стране было создано отечественное станкостроение.

Внастоящее время СССР занимает первое место в мире по производству металлорежущих станков.

Директивы XXIV съезда КПСС по пятилетнему пла­ ну развития народного хозяйства СССР на 1971—'1975 гг.

предусматривают изготовление в 1975 г.— последнем го­ ду пятилетки — .230—250 тыс. металлорежущих станков.

§ 116. Классификация металлорежущих станков

Металлорежущие станки, выпускаемые в СССР, класси­ фицируются по степени универсальности (универсаль­ ные, специализированные и специальные), виду выпол­ няемой обработки и применяемому режущему инстру­ менту (токарно-винторезные, фрезерные, сверлильные и др.), степени автоматизации (полуавтоматы, автоматы и станки с .программным управлением) и точности обра­ ботки изделий (нормальной точности и высокоточные, т. е. прецизионные).

Иногда в название станков включаются конструктив­ ные признаки, например расположение шпиндельного ва­ ла, горизонтально-фрезерный- или вертикально-фрезер­ ный. Кроме того, в название станков входит число наибо­ лее важных узлов: суппортов у токарных .станков и коли­ чество шпинделей у сверлильных (многошпиндельный го­ ризонтально-сверлильный станок).

В 'Советском Союзе принято обозначать станки по де­ сятичной системе, разработанной Экспериментальным научно-исследовательским институтом металлорежущих станков — ЭНИМС (табл. 8 ), согласно которой станки по виду обработки разбиваются на 10 групп. В свою оче­ редь каждая группа в зависимости от важнейших приз­ наков .подразделяется на 1 0 типов, а каждый тип разбит на 1 0 типоразмеров.

300

,в основу деления положен один наиболее важный для эксплуатации размер (например, для токарных стан­ ков — наибольший размер детали, обрабатываемой над

станиной).

■Станки нумеруют тремя или четырьмя цифрами (на-

'пример, 2135). Первая цифра (2) .показывает группу станка (сверлильный), вторая ( 1 ) — тип станка (верти­ кально-сверлильный), третья и четвертая (35) — важней­ ший размер для эксплуатации (максимальный диаметр сверления 35 мм). Кроме того, между цифрами и в конце их ставят буквы, которые указывают на усовершенство­ вание и изменение основной модели станка. Например, ■модель станка 1К62 означает: станок относится к группе

токарных станков 1 , его новая модификация К; цифра 6 означает, что станок винторезный с высотой центров

2 0 0 мм.

§117. Приводы, ряды чисел оборотов

иподач в станках

Механизм или совокупность механизмов, передающих движение от источника (электродвигателя) к рабочим органам станка, называют приводом.

Современные металлорежущие станки имеют индиви­ дуальный привод, при котором механизмы станка при­ водятся в движение от отдельного электродвигателя, а некоторые станки имеют индивидуальный привод глав­ ного движения, привод подачи и привод вспомогатель­ ных движений.

Электродвигатель может быть установлен на отдель­ ном фундаменте, в этом случае движение от него переда­ ется ведущему валу рабочего узла через ременную, цеп­ ную и другие передачи.

■Иногда электродвигатель крепят к корпусу узла стан­ ка и движение от него передается через зубчатую или червячную передачи. Встречаются встроенные электро­ двигатели, в этом случае ротор электродвигателя одно­ временно является шпинделем станка.

.По характеру регулирования скорости главного дви­ жения и подач различают ступенчатое и бесступенчатое

регулирование.

Ступенчатое регулирование скорости осуществляется при помощи шестеренчатых коробок скоростей или мно­ госкоростных электродвигателей трехфазного тока, а иногда сочетанием того и другого.

301

Предельные числа оборотов .шпинделей (ходов пол­ зунов) устанавливаются, исходя из условий обработки и предельно допустимых скоростей резания.

Поскольку диаметр обрабатываемых деталей и ин­ струментов на станках может изменяться в определен­ ных пределах, на станках предусматривается изменение чисел оборотов в определенном диапазоне.

Диапазоном чисел оборотов шпинделя станка называ­ ется отношение максимального числа оборотов к мини­

ля; nmin —минимальное число оборотов шпинделя.

Чем больше диапазон чисел обротав, тем универсаль­ нее станок.

При ступенчатом регулировании чисел оборотов шпин­ деля промежуточные их значения выбираются так, что­ бы они составляли ряд .геометрической прогрессии:

Я т 1п — t i l l п%= T il ф ! П3 = t%iсра ; . . . nz — tii Ф »

где ср — знаменатель геометрической лрогрёсии; z — число членов геометрической прогрессии.

Геометрический ряд дает постоянный перепад скоро­ стей, т. е. изменение величины скорости три переходе от одной ступени числа оборотов к другой постоянно.

Величину перепада скорости А обычно выражают в процентах

А = SLz± 100%,

Ф

где А — величина перепада скорости;

Ф — знам енатель геометрической прогрессии.

Числа оборотов шпинделей металлорежущих станков в СССР стандартизованы и составляют нормальные ря­ ды со стандартным значением знаменателя геометриче­ ского ряда

Перепад скорости А будет тем меньше, чем меньше величина знаменателя геометрической прогрессии, а сле­ довательно, меньше разность между значениями п\, я2, nz,...nz и лучше регулирование чисел оборотов.

Значения знаменателя геометрической прогрессии ф наиболее часто берутся равными 1,26; 1,41 или 1,68; дру­ гие значения используются реже.

302

Применение в металлорежущих станках-коробок ско­ ростей со ступениатым регулированием скорости не всег­ да дает возможность работать на оптимальной скорости резания, за счет этого происходит снижение производи­ тельности.

Поэтому в металлорежущих станках применяются механические, гидравлические и электрические приводы с 'бесступенчатым регулированием скоростей.

Привод с 'бесступенчатым регулированием скоростей обеспечивает возможность плавно изменять на ходу чис­ ло оборотов шпинделя или число ходов ползуна (стола) и точно установить необходимую скорость резания и ве­ личину подачи. Это дает возможность обрабатывать за­ готовки на расчетных оптимальных режимах резания.

§ 118. Виды передач

Передачей в станках называется механизм, который преобразует или передает движение от одного элемента к другому. Передача характеризуется передаточным от­ ношением г, т. е. числом, показывающим, во сколько раз число оборотов ведомого вала больше или меньше числа оборотов ведущего вала, i= n i/n 2(n i—число обо­ ротов ведомого вала; п2—число оборотов ведущего вала).

Передаточным отношением ременной передачи (рис. 146,1) называется отношение диаметра d ведущего' шки­ ва к диаметру D ведомого шкива, т. е. i= d/D y (у — по­ правочный коэффициент, учитывающий неизбежное про­

ражение с помощью условных обозначений ' всех меха-

303

(Низмов, 'передающих движение от ^электродвигателя к рабочим или исполнительным органам станка. Кинема­ тическая схема дает наглядную характеристику взаимо­ связи всех узлов станка и позволяет определить переда­ точные отношения, числа оборотов шпинделя, величину подач, крутящий момент и к. п. д. станка.

§ 119. Механизмы станков

Кйробки скоростей и коробки подач станков представля­ ют различные сочетания элементарных механизмов. Наи­ более часто применяется механизм со скользящими зуб­ чатыми колесами (рис. 147, а). На валу / (ведущем)

304