2. Кинематическая схема токарно-винторезного станка 16к20.
Принцип работы различных машин, в том числе и станков, нагляднее изучать по кинематической схеме.
Условное, схематическое изображение совокупности механизмов и устройств станка называется кинематической схемой.
Кинематическая схема станка состоит из отдельных кинематических цепей, представляющих собой систему последовательно расположенных звеньев. Под звеном подразумевается деталь механизма, входящая в соприкосновение с другой деталью (зубчатое колесо, винт, гайка, червяк, червячное колесо).
Механизм, передающий или преобразующий движение от одного звена к другому, называется кинематической парой или передачей.
В станках применяют передачи вращательного движения (ременные, цепные, зубчатые, червячные) и преобразующие вращательное движение в поступательное (реечные, винтовые и др.).
Основным
кинематическим параметром передачи
вращательного движения является
передаточное отношение, которое
показывает, во сколько раз больше
(меньше) частота вращения одного вала
по сравнению с другим.
Передаточные отношения различных передач выражаются следующим образом.
Ременная передача
где: D1, D2 – диаметры ведущего и ведомого шкивов.
η = 0,98 – коэффициент, учитывающий проскальзывание ремня относительно поверхности шкивов.
Цепная передача
где: Z1, Z2 – числа зубьев ведущей и ведомой звездочек.
Зубчатая передача
где: Z1, Z2 – числа зубьев ведущего и ведомого зубчатых колес .
Червячная передача
где: Z1 – число заходов червяка
Z2 – число зубьев червячного колеса.
Начальным звеном цепи главного движения является электродвигатель мощностью N = 10 кВт и частотой вращения n э.д. = 1460 об/мин, конечным – шпиндель.
Уравнение кинематического баланса цепи главного движения в общем виде можно записать как
где: nшп – частота вращения шпинделя, об/мин
nэ.
д. – частота вращения электродвигателя,
об/мин
D1, D2 – диаметры ведущего и ведомого шкивов, мм
η = 0,98 – коэффициент проскальзывания ремня
iк.с. – общее передаточное отношение коробки скоростей.
Кинематическая схема токарно-винторезного станка
Кинематическая цепь главного движения
Движение от электродвигателя передается через клиноременную передачу (передаточное отношение 140/268) на вал 1. На валу 1 свободно сидят блок из двух зубчатых колес 51 и 56
В
зависимости от его положения вал III
получает
две частоты вращения (передаточные
отношения
56/34 и
51/39). С
вала III
вращение передается на вал
IV при
переключении тройного блока 47—55—38 (29/47,
21/55 и
38/38). Таким
образом, вал IV может
получить
(2 . 3)
шесть
различных частот вращения. При левом
включении блока 48—60 вращение
от вала IV передается
на шпиндельный вал VII, и
он получает (2 . 3 . 2)
двенадцать
различных частот вращения. При правом
включении
блока 48—60 вращение
от вала IV на
шпиндель передается через механизм
перебора (45/45, 15/60) на
вал V,
а с
него на вал VI
(18/72). Шпиндельный
вал VII получает
при этом еще (2 . 3 . 2)
двенадцать различных
частот вращения, значение которых
меньше, чем при
непосредственной передаче с вала IV. Таким
образом,
общее число частот вращения шпинделя
24, но частоты
вращения n
= 500 об/мин и n
= 630 об/мин повторяются
дважды, следовательно, шпиндельный вал
может получить
22 различные частоты вращения.
Разбор кинематической схемы и подсчет частот вращения шпинделя удобно вести с помощью структурной формулы, в которой записываются все возможные передаточные отношения
140
1460 . —– . 0,985 .
268
56
34
51
39
29
47
21
55
38
38
60
48
30
60
30
iпер.
—-60
= nшп
—-Передаточные отношения перебора
и
Частоту вращения шпинделя для каждой ступени рассчитывают по уравнению кинематической цепи между электродвигателем и шпинделем, пользуясь приведенной структурной формулой.
Минимальная частота вращения (об/мин) (при работе с перебором, при передвижении блока 48 — 60 вправо):
Максимальная частота вращения (об/мин) (при работе без перебора, при передвижении блока 48 — 60 влево):
Обратное
(нерабочее) вращение шпинделя
осуществляется
с различными частотами при включении
муфты М1 вправо через промежуточный реверсивный
блок 24
— 36 на вал III
(передаточное отношение 50/24, 36/38).
С
вала III
движение передается на шпиндельный вал
так
же, как рассмотрено ранее, причем обратное
вращение
шпинделя будет ускоренным.
Движение подачи осуществляется от шпиндельного вала VII и передается на вал VIII при передвижении блока 60 — 45 влево (60/60). При нарезании резьбы с увеличенным шагом используют звено увеличения шага, при этом зубчатое колесо 45 блока 60 — 45 зацепляется с колесом 45 вала IV. С вала VIII на вал IX через реверсирующий механизм передается прямое вращение при передвижении колеса 45 вправо (30/25 . 25/45). При обратном вращении колесо 45 передвигают влево (30/45), и движение на вал X коробки подач передается через гитару сменных колес.
Гитара
со сменными колесами К, L,
N,
М служит для точения
и нарезания метрической и дюймовой
резьбы с включением
ее (показано на схеме) в виде K/N;
в виде K/L . M/N
— для нарезания модульной и питчевой
резьбы (К
= 60; N = 36; L
= 86; M
= 73).
При настройке станка на рабочую подачу от ходового вала и при нарезании метрической и дюймовой резьбы вращение с вала X (муфта М3 включена влево) передается через зубчатые колеса 28 — 28 на вал XI, передачи 28 — 28 (или 28—35, или 30—25, или 42—30) на вал XII, а затем на вал XIII при включении муфты M4 вправо. С вала XIII вращение на вал XV передается при включении блоков 18 — 28 и 28 — 48 множительного механизма, который обеспечивает четыре различные комбинации переключений с передаточными отношениями
;
;
Затем вращение передается на ходовой винт XVIII при включении муфты M5 вправо. Вращение с вала XV передается на ходовой валик XIX через зубчатые колеса 23 — 40, 24 — 39, находящиеся в зацеплении, обгонную муфту М0 и зубчатые колеса 28 — 35, когда муфта М5 передвинута влево.
При
нарезании модульных и питчевых червячков
вращение
с вала X
передается через колеса 28 — 28, 38
— 34 на вал XII
(муфта М3 включена вправо), затем через
блоки 28 — 35 и 25 — 30 передачи 28 — 28 (или
35
— 28, или 25 — 30, или 30 — 42) на вал XI,
далее посредством
зубчатых колес 30 — 33 на вал XIII,
с которого при
включении множительного механизма
вращение передается на вал XV
и при включении муфты М5 вправо
на
ходовой винт XVIII.
Третья кинематическая цепь используется для нарезания точных и нестандартных резьб, при этом включаются муфты М2 и М5, вследствие чего соединяются валы X, XI и ходовой винт XVIII.
В фартуке станка находятся пять кулачковых муфт: М6, М7, M8, М9 и Мn. Первые четыре муфты предназначены для включения и реверсирования продольной и поперечной подач, муфта Мn предохраняет механизм фартука от перегрузок. При нарезании резьбы резцом подача осуществляется от ходового винта путем замыкания разъемной гайки, закрепленной на фартуке.
Движение ускоренной подачи каретки и поперечных салазок передается от электродвигателя, закрепленного справа на станине станка, через клиноременную передачу (85/127) на ходовой вал XVI.
Наладка
токарно-винторезного станка включает
установку
необходимых для выполнения заданной
работы резцов и других режущих
инструментов, приспособлений,
а также установку, выверку и закрепление
заготовки
в приспособлении, смазку станка и ряд
других работ.
Настройка станка заключается в кинематической подготовке его к заданному режиму резания (установка заданной частоты вращения и подачи).
|
Токарный патронно-центровой станок с числовым программным управлением 16К20ФЗС4 Категория: Токарное дело Токарный патронно-центровой станок с числовым программным управлением 16К20ФЗС4 Токарный станок с числовым программным управлением 16К20ФЗС4 выпускается на базе серийного токарного станка 16К20 и предназначен для токарной обработки наружных и внутренних поверхностей со ступенчатыми и криволинейными участками (включая канавки, конусы, фаски и т. д.) за один или несколько проходов. Станок оснащен контурной двух-координатной системой программного управления «Контур 2МТ-Э1». 2. КИНЕМАТИЧЕСКАЯ СХЕМА ТОКАРНО-ГО СТАНКА 16К20ФЗС4 С ЧПУ В СССР разработаны системы адаптивного числового управления станками и выпускается несколько типов станков с адаптивным управлением. Привод главного движения включает асинхронный электродвигатель, автоматическую девяти-скоростную коробку скоростей и шпиндельную бабку, соединенные клиноременными передачами. В шпиндельной бабке предусмотрено переключение вручную двух диапазонов частот вращения с соотношением 1:3, что вместе с девятискоростной коробкой скоростей обеспечивает получение 12 ступеней частот вращения шпинделя в диапазонах 35—560 и 100— 1600 об/мин (по 9 ступеней в каждом диапазоне). Привод продольного перемещения суппорта состоит из шагового электродвигателя ШД5-Д1, гидроусилителя моментов, редуктора 19:24, ходового винта (винт — гайка качения). Привод поперечного перемещения суппорта монтируется позади каретки и также состоит из шаг ового электродвигателя, гидроусилителя моментов, редуктора 30:125, ходового винта (винт — гайка качения). Шаговый электродвигател имеет статор и ротор с одинаковым количеством полюсов (зубцов), разделенных на три секции. Полюса ротора смещены относительно друг друга на 1/2, межполюсного расстояния. Обмотки электромагнитов статора, соединенные последовательно в секции I, II, III, питаются независимо одна от другой. Если поочередно включать напряжение в обмотке секций I, II, III, чтобы под током была одна секция, то ротор совершит шаговый поворот на небольшой угол до совмещения полюсов магнитов с зубцами ротора. Каждому включению обмотки (импульсу) соответствует поворот до 0,75°. Шаговые двигатели недостаточно мощны для непосредственного вращения ходовых винтов станка, поэтому предусмотрен специальный гидроусилитель моментов (рис. 3. ШЛГОВЫЙ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ: 4. СХЕМА ГИДРОУСИЛИТЕЛЯ МОМЕНТОВ: 1 — аксиальио-поршневой гидродвигатель, 2 — золотник, 3 — крап-распределитель 5. ШАРИКОВАЯ ВИНТОВАЯ ПАРА: 1 — левая полугайка. 2 — ходовой винт. 3 — шарик. 4 – – правая полугайка, 5 — корпус Для осуществления точных перемещений в винтовой передаче устраняют люфты при помощи шариковой винтовой пары (винт — гайка качения), в которой точные закаленные шарики катятся по полукруглому профилю резьбы винта. Гайка состоит из двух полугаек, люфты выбираются посредством некоторого поворота полугаек. Поворотная резцедержавка станка шестипози-ционная с горизонтальной осью вращения устанавливается на поперечном суппорте. Инструментальная головка съемная. Поворот резцедержавки осуществляется от электродвигателя N = 0,18 кВти л = 1400об/мин. Для настройки резцовых вставок и инструментальных блоков вне станка применяются оптические приборы (с микроскопом), например БВ2010. Настройка инструмента производится в такой последовательности: на плите прибора в кронштейне устанавливается эталонный инструмент и перекрестие микроскопа наводится на вершину эталонного инструмента. Затем вместо эталона устанавливается настраиваемый инструмент и поворотом регулировочных винтов вершина инструмента подводится в перекрестие микроскопа. 4. ИНСТРУМЕНТАЛЬНАЯ ГОЛОВКА ТОКАРНОГО ПАТРОННО-ЦЕНТРОВОГО СТАНКА С ЧПУ 16К20ФЗС4: 5. У—б —позиции головки; А максимальный диаметр обработки над направляющими станины, Б максимальный диаметр обработки над поперечным суппортом. В — максимальный диаметр возможной установки резцов
1 — электрошкаф.  |
Кинематическая схема станка 16К20ФЗС4 дана на рис. 1. Система ЧПУ, установленная на станке, обеспечивает перемещение суппорта по двум координатам, автоматическое переключение девяти скоростей шпинделя, индексацию шестипози-ционного резцедержателя с автоматическим поиском требуемой позиции, а также выполнение ряда вспомогательных команд. Программоносителем является восьмидорожечная перфолента шириной 25,4 мм.
359), который управляете от шагового двигателя. Кран-распределитель, приводимый во вращение от шагового электродвигателя, перераспределяет рабочую жидкость (масло) в золотнике точно по программе действия шагового двигателя, в результате чего гидродвигатель работает по программе, передавая момент на ходовой винт станка.
В специальной инструментальной головке закрепляются 6 резцов-вставок или инструментальных блока.