Описание кинематической схемы станка 16К25. Уравнения кинематического баланса

http://www.ce-studbaza.ru/werk.php?id=9257

Описание кинематической схемы станка 16К25. Уравнения кинематического баланса


Рисунок 2.4 – Кинематическая схема станка 16К25

Привод главного движения

Вращение шпинделю передается от электродвигателя (N = 10 кВт; n = 1460 мин-1) через клиноременную передачу 146/268 и коробку скоростей. Муфта М1 служит для включения, выключения и изменения направления вращения шпинделя.
Движение от асинхронного электродвигателя на шпиндель может передаваться по двум кинематическим цепям:
а) по короткой цепи (без перебора), что дает 12 высших ступеней частот вращения шпинделя:
(31)
б) по длинной цепи (с перебором), что дает еще 12 частот вращения:

(32)
Таким образом, шпиндель станка получает всего 24 значения частот вращения. Практически же шпиндель имеет только 22 частоты вращения, так как значения n = 500 мин-1 и n = 630 мин-1 повторяются дважды. Станок должен быть налажен на заранее подобранную по режимам резания частоту вращения. Максимальная частота вращения шпинделя (при работе без перебора)
(33)
Минимальная (при работе с перебором)

(34)

Привод подач

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 схеме (нормальное соединение), или через звено увеличения шага, которое расположено в коробке скоростей и имеет три передаточных отношения:
(35)
Для изменения направления вращения ходового винта служит реверсивный механизм. Правое вращение винта производится через пару зубчатых колес 30/45, левое - через передачу 30/25∙25/45 .
Дальше вращение передается сменным зубчатым колесам гитары: передачу K/L∙L/N=40/86∙86/64 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):
(36)
Другая цепь предназначена для нарезания метрических резьб (16 вариантов):
(37)
В первом случае ходовой винт получает движение, когда муфты М2, М3 и М4 выключены, а М5 включена. Во втором случае муфта М2 выключена, а муфты М3—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. Первая дает возможность получать основной ряд стандартных резьб. Множительная передача предназначена для увеличения (в 4 раза) числа нарезаемых на станке стандартных резьб.

Механизм фартука

От ходового вала XXII вращение через передачу 30/32∙32/32∙32/30, предохранительную муфту Мп и червячную пару 4/21 передается зубчатому колесу z = 36. От этого зубчатого колеса движение на реечное колесо z = 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∙55/29∙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 М6 позволяет сообщать суппорту ускоренное движение от вспомогательного электродвигателя без выключения рабочей подачи.

Цепь подач

Кинематическая цепь подачи, связывающая шпиндель с ходовым валом, должна обеспечивать за один оборот шпинделя перемещение суппорта на величину подачи S, следовательно, уравнение кинематического баланса для этой цепи имеет вид
1 об. шпинделя iпост ∙iрев ∙iгит ∙iк.п. ∙iф∙π∙m∙zp=S, мм/об, (38)
где iпост, iрев, iгит, iк.п., iф — передаточное отношение соответственно постоянной передачи, реверсивного механизма, гитары сменных колес, коробки подач и механизма фартука; zp — число зубьев реечного колеса; m — модуль реечного колеса.
Общее уравнение кинематической цепи прямых продольных подач при положении блока зубчатых колес Б5 следующее:
(39)

Быстрые перемещения

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

Нарезание резьб

Уравнения кинематических цепей от шпинделя к ходовому винту при нарезании резьбы составляют из условия, чтобы за один оборот шпинделя суппорт с резцом переместился 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:

(40)
Для нарезания дюймовой резьбы с шагом Р (для дюймовой резьбы P=25,3/k мм, где k— число ниток на 1′′) уравнение кинематической цепи имеет вид:
(41)
Уравнение кинематической цепи от шпинделя к ходовому винту для нарезания резьбы повышенной точности с шагом Р имеет вид:
(42)
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. Устанавливая рукоятки в соответствующие положения, получают различные частоты вращения шпинделя. Первая рукоятка служит для установки подачи и шага резьбы и отключения механизма коробки подач при нарезании резьб повышенной точности. Она может занимать четыре фиксированных положения, обозначенных буквами А, В, С и D, и два промежуточных, обозначенных стрелками, при повороте в вертикальной плоскости. Четыре фиксированных положения I, II, III и IV может занимать вторая рукоятка, служащая также для установки подачи и шага резьбы. Комбинируя положения первой и второй рукояток, можно получить все значения подач и шагов резьбы.
Табличные значения подач могут быть получены только при установке сменных зубчатых колес K/L∙L/N=40/86∙86/64. Установкой на станке сменных зубчатых колес K/L∙L/N=40/86∙86/64 создается возможность нарезания метрических и дюймовых резьб с шагами, равными 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 для нарезания не приведенных в таблицах метрических и дюймовых резьб подбирают по формуле K/L∙L/N=5/8∙(P нар)/(P табл).