 |
4.1 Привод главного движения. 4.2 Приводы подач, осуществляемых при включении ходового вала
|
|
|
|
4. 1 Привод главного движения
Конечными звеньями цепей главного движения являются электродвигатель, вал которого имеет частоту вращения nдв= 1450 мин–1 (об/мин), и шпиндель с заготовкой, который должен вращаться с такой частотой n мин–1 (об/мин), какая обеспечит требуемую скорость резания.
Запись расчётных перемещений конечных звеньев цепи будет иметь вид:
nдв → n.
Вал электродвигателя связан с входным валом коробки скоростей клиноременной передачей. Далее движение может передаваться с помощью группы передач на две скорости (51: 39; 56: 34; ниже эта группа будет обозначена ра; ра=2), при этом шпинделю будет сообщаться правое (" прямое" ) вращение, или двух последовательных передач (50: 24 и 36: 38), и тогда шпиндель будет иметь левое (" обратное" ) вращение. Включение прямого или обратного вращения и отключение вращения шпинделя производится двухсторонней фрикционной многодисковой муфтой М1.
Следующему валу движение сообщается группой передач на три скорости (рб; рб=3), а с него движение может быть передано шпинделю либо сразу через передачу 65: 43, либо через две группы передач (рв=2, рг=2) и шпиндельную передачу 27: 54. Для этого блок-двойка 43-54, передающий через шлицевое соединение вращение шпинделю устанавливается в соответствующее положение.
Таким образом, движение выходному валу передаётся по двум кинематическим цепям: короткой (включена передача 65: 43), при этом обеспечивается передача высших скоростей, и длинной(через группы рв, рг), при этом обеспечивается передача низших скоростей. Такую кинематическую структуру называют сложенной.
Уравнение кинематического баланса привода имеет вид:
Записанное в уравнении число 0, 98 – коэффициент, учитывающий проскальзывание в ременной передаче.
|
|
|
В кинематической цепи для низших скоростей (ра·рб·рв·рг) группы pв и pг совместно обеспечивают три различных передаточных отношения (i = 1/16; 1/4; 1), а не четыре, поэтому цепью передаётся шпинделю не 24 (2·3·2·2), а 18 разных частот вращения: 12, 5; 16; 20; 25; 31, 5; 40; 50; 63; 80; 100; 125; 160; 200; 250; 315; 400; 500; 630 об/мин. кинематическую структуру, в которой часть скоростей совпадает по величине с другими (" перекрывается" ), называют структурой с перекрытием.
Для переключения частот вращения шпинделя в порядке их возрастания необходимо переключать передачи сначала в группе ра, затем в группе рб и снова ра, затем
в группах pв и pг совместно (по возрастанию передаточных отношений) и снова в группах ра и рб.
Кинематическая цепь для высших скоростей (через группы ра·рб на шпиндель) обеспечивает передачу шпинделю 6 частот вращения: 630; 800; 1000; 1250; 1600; 2000 об/мин.
Ряд частот вращения шпинделя составляет геометрическую прогрессию (геометрический ряд) со знаменателем 1, 25 (1, 26).
Примечание.
Приведённые выше частоты округлены до стандартных значений.
4. 2 Приводы подач, осуществляемых при включении ходового вала
Конечными звеньями кинематических цепей подач являются шпиндель с заготовкой и суппорт (точнее – резцедержатель суппорта) с инструментом. Перемещение инструмента в продольном (S) или поперечном (Sп) направлениях увязывается с одним оборотом шпинделя с заготовкой и подача, таким образом, измеряется в мм/об – миллиметрах перемещения инструмента (или суппорта) за 1 оборот заготовки (шпинделя).
Расчётные перемещения конечных звеньев цепей:
1об. шп → S – для продольной подачи и 1об. шп → Sп – для поперечной.
Уравнения кинематического баланса приводов
- продольной подачи:
- поперечной подачи:
Как видно по кинематической схеме и уравнениям кинематического баланса, в приводы подач входит ряд передач и механизмов, расположенных между шпинделем и коробкой подач, в коробке подач и в фартуке суппорта. вращение от шпинделя передаётся через шестерни 60: 60 (передаточное отношение равно 1), если блок 60-45 находится в крайнем левом положении. Если блок 60-45 находится в крайнем правом положении, то вращение передается через звено увеличения шага и подач (ЗУШ), которое составляют передача 54: 27, две последние группы передач (pг и pв) коробки скоростей и передача 45: 45 (iзуш=2; 8; 32). Далее движение через группу с передачами 28: 56 и 42: 42 (i1=1/2; 1), являющуюся частью реверсного механизма (в цепях продольных и поперечных подач используются только эти передачи) и гитару сменных шестерён с колёсами 42, 95, 50 передается на приёмный вал коробки подач.
|
|
|
В коробке подач включаются муфты М2 и М3, передвижные колёса 35 выводятся из зацепления с колесами 37 и 28. Вращение с вала муфты М2 на вал муфты М3 передаётся посредством механизма Нортона, обеспечивающего семь различных передаточных отношений. Далее через две группы передач (назовём их множительными), совместно обеспечивающими 4 передаточных отношения (iмн=1/8; 1/4; 1/2; 1), передачу 28: 56 и муфту обгона МО передаётся вращение ходовому валу.
От ходового вала вращение через шестерни 27-20-28, предохранительную муфту Мп, червячную передачу 4: 20 сообщается валу реверсивных механизмов, который посредством одной шестерни 40 связан с зубчатыми венцами 37 кулачковых муфт М6 и М8, а другой шестерни 40 через паразитное колесо 45 – с зубчатыми венцами 37 кулачковых муфт М7 и М9.
Продольная подача суппорта в том или ином направлении включается муфтами М6 или М7, при этом вращение с вала муфт через передачу 14: 66 сообщается валу с шестерней, имеющей 10 зубьев модуля 3 мм и находящейся в зацеплении с зубчатой рейкой, которая закреплена на станине под направляющими. Шестерня, перекатываясь по зубчатой рейке, перемещает суппорт.
Подача поперечных салазок суппорта в ту или иную сторону включается муфтами М8 и М9. При этой вращение через шестерни 40-61-20 передается ходовому винту поперечной подачи шага 5 мм, перемещающему вдоль своей оси гайку вместе с салазками, в которых она закреплена.
|
|
|
Для переключения подач в порядке их последовательного возрастания (или уменьшения) сначала в коробке подач переключают механизм Нортона, а уже затем – передачи множительных групп и снова механизм Нортона. Это обеспечивает получение основного ряда подач. Удлинение ряда обеспечивается при изменении iзуш и i1.
Если ЗУШ отключено (для упрощения записей будем отмечать это как iзуш=1), что имеет место при включении частот вращения шпинделя 630-2000 об/мин, и i1=1, основной ряд продольных подач (мм/об) будет следующим:
| iзуш=1 | i1=1 | iмн=1/8 | 0, 14 | 0, 15 | 0, 17 | 0, 195 | 0, 22 | 0, 24 | 0, 26 |
| iзуш=1 | i1=1 | iмн=1/4 | 0, 28 | 0, 3 | 0, 35 | 0, 39 | 0, 43 | 0, 48 | 0, 52 |
| iзуш=1 | i1=1 | iмн=1/2 | 0, 56 | 0, 61 | 0, 69 | 0, 78 | 0, 87 | 0, 955 | 1, 04 |
| iзуш=1 | i1=1 | iмн=1 | 1, 13 | 1, 22 | 1, 39 | 1, 56 | 1, 74 | 1, 91 | 2, 08 |
При i1=1/2 добавляются ещё 7 значений:
| iзуш=1 | i1=1/2 | iмн=1/8 | 0, 07 | 0, 075 | 0, 085 | 0, 1 | 0, 11 | 0, 12 | 0, 13 |
Примечание.
При трёх других значениях iмн повторяются значения подач 0, 14-1, 04.
При переключениях в коробке подач в случае других комбинациях включений iзуш (а значит, при других nшп) и i1 добавляются новые подачи, а часть подач повторяется.
Так, при iзуш=2 и диапазоне частот вращения шпинделя 200-630 об/мин обеспечиваются подачи 0, 14-4, 16, в том числе 7 новых:
| iзуш=2 | i1=1 | iмн=1 | 2, 26 | 2, 44 | 2, 78 | 3, 12 | 3, 48 | 3, 82 | 4, 16 |
При iзуш=8 и диапазоне частот вращения шпинделя 50-160 об/мин обеспечиваются подачи 0, 56-4, 16 (формально – до 8, 32, но такие большие подачи не применяются).
При iзуш=32 и диапазоне частот вращения шпинделя 12, 5-40 об/мин обеспечиваются подачи 2, 26-4, 16 (формально – гораздо выше, что не применяется).
|
|
|
