Проектирование автоматизированнь1х станков и комплексов, страница 5

Умножим правую частьравенства на единицу, которую получим из отношения зубьев двух сменныхколес, например50/50. Тогда.lу25 5030 50.=-•-Перепишем это равенство, переставив в числителе множители местами:А С.ly=ВD50 25= 30. 50.Теперь сменные колеса удовлетворяют условиям сцепляемости:50 + 30 >> 25 + 15, 25 + 50 > 30 + 15.Итак, точным способом подобраны сменные колеса винторезной гитары:А =50,В=30,С=25, D = 50.Приближен.н.ую настройку применяют в основном для цепей главногодвижения и подач, поскольку точность подбора требуемой частоты вращенияили подачи не будет влиять на точность размеров обработанной детали.В этих кинематических цепях устанавливают однопарную гитару либо ре­менную передачу со сменными шкивами.В качестве примера рассмотрим настройки кинематической цепи главногодвижения вертикально-сверлильного станкаглубиной15 мм;материал заготовки-сталь2Ml 12 для сверления отверстий45; диаметр сверла dсв = 10 мм.Согласно приведенным в литературе данным•, для стальной заготовки исверла из быстрорежущей стали рекомендуется принять скорость резания=25м/мин при подачеS0 = 0,2мм/об с применением охлаждения.• Вереuна ЛИ.

Справочник токаря. М.: Изд. центр «Академия», 2010.v =24Общие сведения и кинематика станков1.Для обеспечения заданной скорости резания вычислим требуемую часто­ту вращения сверла:пев= 1000v = 1000-25 = 796 мин-'пdсвп-10Главное движение (вращение шпинделя вместе со сверлом) на данномстанке настраиваем перебрасыванием ремня через шкивы с диаметрами, мм:135; 115; 85; 55и35. В данномслучае от двигателя на шпиндель можно пере­дать только пять скоростей вращения и реализовать пять различных переда­точных отношений:iu1факт= ::1iи2факт == 3,85;iu4 факт =~=11511: = 2,09;5iиз факт=::= 1;0,48; ius факт = l2_ = 0,26.135Частота вращения вала электродвигателя у этого станка nэд = 1 450 мин-',796/1 450 == 0,55.Поскольку ближайшее передаточное отношение iи4 факт = 0,48, точноследовательно, требуемое передаточное отношение iгеор = пев lnэд =настроить заданную частоту вращения нельзя, а значит, фактическая частотавращения сверла будет равна пев.факт = 0,48 · 1 450 = 696 мин-'.Иногда при приближенной настройке кинематической цепи используюттаблицы.

Табличный способ дает более точные результаты. В этом случаепосле подстановки исходных данных в формулу настройки передаточное от­ношение представляют десятичной дробью.Например, пусть требуется подобрать сменные колеса двухпарной гитарывинторезной цепи токарно-затьmовочного станка КТ151 (шаг ходового винтастанка Рх.в =12 мм) для нарезания винтовой линии червячно-модульной фрезы сz = 9 и осевым шагом резьбы Рос= 10,2283 мм.

Комплект смен­ных зубчатых колес следующий: 25 (2 шт.), 30, 33, 34, 36 (2 шт.), 40, 41, 43, 45,47,48,50,53,55,57,58,59,60,62,66,69, 70, 73, 75, 79,80,83,85, 90,92,95,97,98, 100, 127. Формула настройки гитары винторезной цепи: iy = Р/Рхвчислом зубьевУчитывая, что после термообработки червячно-модульной фрезы резьба«разбухает», настраивать винторезную цепь необходимо с поправкой на0,021мм, т. е. Р = Р0с- 0,021 = 10,2073 мм.Подставляя исходные данные в формулу настройки, получаемiy =10 2073,= 0,8506083.12По таблицам• находим ближайшее значение десятичной дроби:• Петрик МИ., Шишков В.А. Таблицы для подбора зубчатых колес. М.: Машино­1973.строение,1.4.25Основы кинематической настройки станков.Zутабл =0,85024166 8069 90= -·-.Таким образом,1.4.4.

Настройка кинематических цепейс использованием вычислительной техникиПодбор сменных колес можно автоматизировать, а значит, точнее опре­делить требуемое передаточное отношение гитары. На рис.1.7представленуниверсальный алгоритм подбора сменных зубчатых колес применительно кдвухпарной гитаре.Программа начинается с блока1 описания2-принятого языка программирования).

Блокпеременных (в зависимости отввод массива, который состо­ит из набора сменных зубчатых колес, предназначенных для гитары конкрет­ной кинематической цепи. В блоке3записи формулы настройки передаточ­ного отношения данной кинематической цепи вычисляется теоретически не­обходимое передаточное отношение данной гитары. В блоках модификациии54будут последовательно перебираться зубчатые колеса из набора до техпор, пока не подберется первая пара А и В, удовлетворяющая записанным вблоке сравнения9условиям сцепляемости. Кроме того, в программе обяза­тельно должно быть записано условиеi i=- j,гдеi, j -порядковые номеразубчатых колес в наборе.

Это означает, что если для сменного колеса А изнабора взято пятое по счету колесо, т. е. А= Z(i) = Z(5),то сменное колесо Вуже не может быть таковым, так как из набора оно изъято. Это требованиесформулировано в блокесменных колес С иD.6.Аналогичным образом подбирается вторая параНо здесь уже требуется, чтобыi i=- j i=- k i=- l (k, l -рядковые номера зубчатых колес). Это условие оговаривается в блоках13.После анализа в блокеных колес в блоке1716по­11ивсех оставшихся условий сцепляемости смен­вычисляется фактическое передаточное отношение Х,требования к которому записаны в блоке18.Далее программа имеет два варианта решения.

Можно вывести на печатьвсе передаточные отношения и реализующие их сменные зубчатые колеса.В этом случае появляется слишком много информации, из которой пользова­телю придется выбирать передаточное отношение, которое по своему значе­нию наиболее близко к заданному Хтеор• В другом варианте можно каждыйраз запоминать Хфакт, присваивая ему Хтек, и далее на каждом новом переборемассива сменных колес рассчитывать разность Хфакт - Хтек• В конце концовбудет получено то передаточное отношение, которое даст наименьшую раз­ность Хфакт - Хтек· При последнем варианте решения пользователю остается,261.Общие сведения и кинематика станковНачалоНет~~ДаНет(Рис.1.7.

Ашоритм20 ---'--Конец )подбора смеm~ых зубчатых колес двух.­парной гитарывведя исходные данные, черезсами гитары А, В, С иD3 ... 5 с получить ответ,какими сменными коле­можно наиболее точно настроить заданную кинема­тическую цепь. Программа выдаст на печать фактическое значение переда­точного отношения, наиболее близкое к теоретическому.1. 5.Проектирование кинематической схемы станка271.5. ПРОЕКТИРОВАНИЕ КИНЕМАТИЧЕСКОЙ СХЕМЫ СТАНКАКинематическая схема станка должна обеспечивать:выполнение всех основных и вспомогательных движений, необходимыхдля выполнения заданного цикла обработки;получение заданных технических параметров станка (частоты вращенияшпинделя, подач, силы резания, мощности, крутяшего момента и т.

д.);необходимую автоматизацию станка (автоматизированное переключениечастоты вращения шпинделя, подач, реверса движения и т. д.);высокую производительность станка при получении необходимой точно­сти обработки;высокий КПД станка при использовании коротких кинематических цепейс малым числом кинематических пар; возможность отключения кинематиче­ских цепей, не участвующих в передаче движения при данных включениях;максимальное использование стандартных и унифицированных узлов идеталей;простоту и удобство наладки и обслуживания станка.В техническом задании на разработку кинематической схемы указываютследующие данные: материалы обрабатываемых заготовок и их габаритныеразмеры, класс точности, тип компоновки (вертикальная или горизонталь­ная), серийность выпуска и производительность (при проектировании авто­матизированного оборудования) станка. В некоторых случаях также указы­вают стоимость и массу проектируемого станка, а также ряд других показа­телей.При разработке кинематической схемы предусмотрены следующие этапы:1)обзор конкурирующих вариантов кинематических схем современныхстанков с последующим анализом;2)составление матрицы решений и обоснование выбора схемы работыпроектируемого станка;3)вычерчивание эскизов возможных видов обработки на проектируемомстанке с указанием необходимых движений для формообразования;4)разработка структурной схемы станка, объясняющей принцип его ра­боты и функциональные связи исполнительных механизмов;5)согласование движений заготовки и инструмента для необходимогоформообразования;6)выбор режимов резания для всех видов обработки с учетом различияматериалов заготовок и лезвий инструментов;7) определение диапазона регулирования частоты вращения главного (иливозвратно-поступательного) движения и движения подач;8) расчет максимальноэффективной мощности для всех видов обработкии расчет мощности электродвигателей;9)выбор электродвигателей приводов главного движения и подач, а так­же способа регулирования (ступенчатое или бесступенчатое);1О) разработка привода быстрых перемещений;281.11)Общие сведения и кинематика станковсоставление кинематической схемы станка и расчеты параметров ки­нематических пар (зубчатых, червячных, реечных передач), винторезных пар,диаметров шкивов ременных передач.Сделаем ряд замечаний.1.На каждом этапе проектирования проводят верификацию с техниче­ским заданием.2.Кинематическую схему станка составляют на основе выбранной струк­турной схемы и выполненных расчетов.

Кинематические схемы оформляют всоответствии с ГОСТусловно2.770- 68*, ГОСТ 2.721- 74*. На кинематических схемахизображаютвсеподвижныеинеподвижныеэлементыстанка(например, кронштейны, подшипники).3.На схеме допускается (не показывая электрические связи) изображатьэлектрические элементы, например сигнальные и (или) коммутирующие, ко­торые не имеют механических связей, но характеризуют режимы работыстанка.4.В случае включения в кинематическую схему гидравлических и пнев­матических устройств их изображают на схеме условными обозначениями всоответствии с ГОСТ2.781 - 962.782- 68*,ГОСТ2.721- 74,ГОСТ2.780- 96,ГОСТс указанием основных характеристик (подача, давление насосов,диаметр поршня и т.

д.), а те элементы или узлы, обозначения которых непредусмотрены стандартом, показывают в виде конструктивных очертаний.5.Соотношение размеров изображений взаимодействующих элементов насхеме должно соответствовать истинному соотношению размеров этих эле­ментов в механизме.6.При проектировании кинематических цепей, требующих повышеннойточности передачи движения (деления, обката и др.), нужно учитывать сле­дующее:числопромежуточныхзвеньев,составляющихкинематическуюцепь,должно быть наименьшим;зубчатые передачи от ведущего вала до конечного звена цепи следуетрасполагать с возрастающей редукцией;поскольку червячные передачи с многозаходными червяками обладаютдополнительными линейными погрешностями, их нужно избегать;звенья с большими угловыми погрешностями располагать ближе к звенупривода; особо точными должны быть конечные звенья цепи (в частности,диаметрделительногочервячногоколесажелательноделатьзначительнобольше максимального диаметра обрабатываемого колеса);звенья настройки цепей обката и деления располагать ближе к конечнымзвеньям; сменные колеса желательно брать по возможности большего диа­метра, так как они имеют меньшие угловые отклонения;не применять зубчатые колеса с корректированным зацеплением.1.

6.Кинематические схемы станков с ручным управлением1.6. КИНЕМАТИЧЕСКИЕ29СХЕМЫ СТАНКОВС РУЧНЬIМ УПРАВЛЕНИЕМ1.6.1. Токарно-винторезныйстанокТокарно-винторезный станок с ручным управлением является наиболееуниверсальным станком токарной группы и используется главным образом вусловиях единичного и серийного производства.На станке выполняют все виды токарных и резьбонарезных работ. Принарезании резьбы резцом и резьбовой гребенкой на станке используют цепьглавного движения и винторезную цепь.