Проектирование автоматизированнь1х станков и комплексов (831033), страница 3
Текст из файла (страница 3)
1.2, ж-к),1.2, и) и осевую S0 c (см. рис. 1.2, м) подачи.(см. рис.ную Sрад (см. рис.радиальГлавное движение и движения подачи в совокупности называют основными движениями станка. В некоторых станках для получения заданнойконфигурации поверхности детали используют дополнительные движения,кинематически связанные с основными. К ним относятся движения деления,обката и дифференциальное.Движение деления реализуют для осуществления необходимого углового(или линейного) перемещения заготовки относительно инструмента. Оно может быть непрерывным (например, в зубодолбежных, зубофрезерных, зубострогальных, затыловочных станках) и прерывистым (например, в делительных машинах при нарезании штрихов на линейке). Прерывистое движение осуществляют с помощью храпового колеса, мальтийского креста илиделительной головки.Движение обката-это согласованное движение между режущим инструментом и заготовкой, воспроизводящее при формообразовании определенную кинематическую пару (например, при зубодолблении между долбяком и заготовкой воспроизводится зацепление двух зубчатых колес).
Этодвижение необходимо для формообразования в зубообрабатывающих станках (зубофрезерных, зубострогальных, зубодолбежных, зубошлифовальных)при обработке цилиндрических и конических колес.Дифференциальное движение добавляется к какому-либо движению заготовки или инструмента. Для этого в кинематическую цепь вводятся суммирующие механизмы. Следует отметить, что суммировать можно толькооднородныедвижения:вращательноесвращательным,поступательноеспоступательным. Дифференциальное движение необходимо в зубофрезерных, зубострогальных, зубошлифовальных, затыловочных и других станках.Рассмотренные движения участвуют в формообразовании обрабатываемойдетали. Однако на станке необходимо осуществлять и другие движения: подвести режущий инструмент к заготовке, отвести его после окончания обработки,зажать заготовку, снять ее, установить новую, переключить скорость или подачу, выключить станок.
Такие движения называются вспомогательными, ониподготавливают процесс резания, но сами в нем не участвуют. Вспомогательные движения осуществляют вручную или в автоматическом цикле. Автоматизация вспомогательных движений повышает производительность труда.141.Общие сведения и кинематика станков1.3. КИНЕМАТИЧЕСКИЕ, ГИДРАВЛИЧЕСКИЕИ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СВЯЗИВ МЕТАЛЛОРЕЖУЩИХ СТАНКАХВ машиностроении при вычерчивании различных кинематических схемиспользуют условные обозначения их элементов в соответствии с ГОСТ2.770-68*и ГОСТ2.721-74*.Условные графические обозначения насосов идвигателей (гидравлических и пневматических) на гидравлических и пневматических схемах выполняют по ГОСТ2.782- 68*и ГОСТ2.721- 74.Графические обозначения элементов гидравлических и пневматических сетей установлены ГОСТ2.780- 96,а распределительной и регулирующей гидравлической и пневматической аппаратурыГОСТ-2.
781- 96.В зависимости от назначения станка и принятой технологии обработкинеобходимо обеспечить согласование относительных перемещений инструмента и заготовки, которое осуществляется с помощью кинематических цепей. Совокупность этих цепей образует кинематическую схему станка. Посвоей структуре кинематические схемы одного и того же целевого назначения могут различаться.Структура кинематической цепи-это определенный порядок кинематических пар, входящих в нее.
Структура зависит от назначения и скоростных параметров станка; характера начального и конечного движения звеньевцепи (вращение или линейное перемещение); действующих сил; общего передаточного отношения кинематической цепи, определяемого назначениемцепи и режимами обработки; условий регулирования передаточного отношения данной кинематической цепи; диапазона регулирования; конструктивныхфакторов (компоновки узлов, расположения главной оси станка) и технологических возможностей завода-изготовителя.Например, у двух зубодолбежных станков моделейная структура цепи круговых подач (станокботки зубчатых колес с модулем до85140и 5В12 различ5140, предназначенный дляобрамм, имеет в цепи круговых подач коробку подач, а станок 5В12 для обработки мелкомодульных зубчатых колес -табл.гитару).
Однако структурная схема у них будет одинаковая (рис.1.2).1.3,На схеме видно, что в цепи главного движения и в цепи круговыхподач имеются звенья настройки; станок работает по методу обката (показанагитара х), все кинематические цепи функционируют от одного электродвигателя, главное движение-возвратно-поступательное, так как имеется блокпреобразования вращения в возвратно-поступательное движение. Таким образом, структурная схема дает представление о принципе работы станка, позволяет проектировать кинематическую схему и рассчитывать передаточныеотношения кинематических пар, числа зубчатых колес, мощность электродвигателя и частоту вращения его выходного вала.Структурные схемы станков с ЧПУ и с ручным управлением существенно отличаются одна от другой.
В станках с ЧПУ используют электродвигатели с регулируемой частотой вращения выходного вала, которая изменяется1.3.Кинематические, гидравлические и электрические связи ...15RРис. 1.3. Структурная схема станка для обработки цишшдрических зубчатых колес долблениемТаблица 1.2Условные обозначения графических элементов структурных схемЭлемент структурной схемыКинематическая пара с постоя1rnым передаточным отношениемГитара в цепи главного движения, коробка скоростейГитара в цепи движений подачи, коробка подачГитара в цепи винторезного движенияОбозначение элементана схеме-0-<2>---<2>--<2>-Гитара в цепи движения обката-ф-Гитара в цепи движения деления~Гитара в цепи диффереIЩИального движения--<9---<D>-Гитара в цепи качания люлькиМеханизм преобразования вращательного движения в поступательноеМеханизм преобразования вращательного движения в возвратно-поступательноеМеханизм реверсаСуммирующий механизмЭлектродвигатель-m-~~-0-0-161.Общие сведения и кинематика станковв соответствии с программой, заложенной в устройстве ЧПУ.
На структурнойсхеме (рис.1.4)показаны электрические связи, с помощью которых от измерительных преобразователей-датчиков5, 1 О -информация поступает вустройство ЧПУ, где электрические сигналы преобразуются и в электронныхблоках сравнения сопоставляются с заданными программой управления параметрами (например, линейными перемещениями). При несовпадении ихзначений на электродвигатель через электрические связи от устройства ЧПУпоступает команда на изменение частоты вращения вала электродвигателя.УстройствоЧПУ1 -------------------------------------11'11-'11ht---- >C1t-----~+--~ 111•l263Ds87~~- - - --- - -- - - -- - -- - - - - --- - -- - - --- - -- - - - - - -- - - - - - - - - -- ~1710Рис.1.4.Структурная схема станка с ЧПУ:1 - электродвигатель главного движения; 2,8 - муфты;3, 4 - кинематические5 - круговой датчик; 6 - рабо9 - электродвигатель привода попары с постоянным передаточным отношением;чий орган (суппорт, стол);7-ходовой винт;дачи; 10 - линейный датчик(--- - электрические связи)Изготовление деталей различной сложности по форме зависит от числаодновременно управляемых координат системы ЧПУ, используемой в данном металлорежущем станке.
Например, на многоцелевом станке, предназначенном для обработки заготовок типа тел вращения, при 5-координатномуправлении можно вьmолнять не только обтачивание, но и изготовление зубчатого колеса, резьбофрезерование и сложные по форме лопатки турбин.1.4. ОСНОВЫ КИНЕМАТИЧЕСКОЙ НАСТРОЙКИ СТАНКОВ1.4.1. Передаточные отношениякинематических парДля изменения частоты вращения от ведущего звена к ведомому применяют ременные, зубчатые и червячные передачи. Отношение частоты вращения ведомого пвд к частоте вращения ведущего п.щ звена называется передаточным отношением:1.4.17Основы кинематической настройки станковНа кинематических схемах проставляют геометрические характеристикикинематических пар, поэтому передаточные отношения выражают через геометрические характеристики их элементов.Ременную передачу (рис.1.5,а) применяют для передачи вращательногодвижения между удаленными один от другого валами.
Пусть ведущий шкивдиаметромимеет частоту вращения п 0 щd1частоту вращения nвд= п2 •=п 1 , а ведомый диаметром--Тогда с учетом коэффициента проскальзывания ~линейные скорости точек А 1 и А 2 будут связаны соотношением v 2а угловыеd2соответственно равны ffiвщ= 2v1 /d1 иffiвд= (1 - ~)v 1,= 2v2ld2. Приэтом передаточное отношениеi=nвд = С.Овд = 2(l-~)v1/ d 2 =~(1-~).nвщс.о 0щ2v1 / d 1Коэффициент проскальзывания~ =стильных и синтетических ремней,тканевых клиновых и0,01 -0,010,015 -d2для плоских прорезиненных, текдля кожаных,0,2 -для кордодля кордошнуровых клиновых ремней.6а~~----- +Щ'·п2Ш-----~· п1Z2ZJвРис.а-г1.5. Передачи вращательного движения:ременная; б -Зубчатая передача (рис.зубчатая; в -1.5,червячная; г -цепнаяб) представляет собой механизм, который спомощью зубчатого зацепления передает и преобразует движение (без проскальзывания) с изменением угловых скоростей и моментов.
Пусть угловаяскорость ведущего зубчатого колеса будет с.овщ=с.о 1 , а ведомого с.о0д=с.о2 .Зная, что диаметр делительной окружности выражается через модуль т ичисло зубьевz,запишем выражения для линейных скоростей:V1d12C.01m1z12=С.О,-=---V2d22C.02m2z22=С.02-=---181.Общие сведения и кинематика станковУчитывая, что т 1 = т 2 = т, получаемОтсюда передаточное отношение.OJ2z,OJ1Z2l=-=-.Червячная передача (рис.1.5,в) состоит из червяка и червячного колеса.Передаточное отношение такой передачи рассчитывают по формулеi = Zч fzч.к,где Zч -число заходов червяка; Zч.к -число зубьев червячного колеса.Мощные передачи вследствие низкого КПД и сильного нагрева не выполняютоднозаходными.Например,станках используют червяк с Zч= 10.втяжелыхпродольно-строгальныхШирокое применение червячные передачи имеют в зубообрабатывающих станках.
Преимушества такой передачи:компактность, бесшумность, плавность хода, возможность большого редуцирования; недостаток-низкий КПД.Цепную передачу (рис.1.5,г), как и ременную, применяют для передачивращения между валами, удаленными один от другого. Эту передачу используют в металлорежущих станках и на конвейерах. Передаточное отношениеопределяется, как и для зубчатой передачи, по формулеi = z1lz2,гдеz 1, z2 -число зубьев ведущей и ведомой звездочки соответственно.Преимущества цепной передачи возможность передавать движениенаудаленные между собой валы, меньшие по сравнению с ременной передачейгабаритные размеры, высокий КПД, возможность передавать вращение нескольким звездочкам, маль1е силы, действующие на валы (нет первоначальных натяжных устройств), отсутствие проскальзывания, возможность легкойзамены цепи. Ее недостатки-повьппенный износ (работа в условиях отсутствия жидкостного трения), вытягивание цепей вследствие износа шарнирови, следовательно, применение натяжных устройств в процессе эксплуатации,неравномерная скорость вращения приводной звездочки и цепи при небольшом числе зубьев звездочки.Для преобразования вращения в прямолинейное поступательное перемещение исполнительного органа станка служат передачи поступательногодвижения, которые бывают реечные винтовые (скольжения и качения), кулисные, кулачковые и др.Реечная передача преобразует вращательное движение реечного колеса(рис.1.6, а)в поступательное перемещение рейки и наоборот.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
