3.5. Кинематическая настройка станка

Под кинематической настройкой станка понимают настройку его цепей, обеспечивающую требуемые скорости движений исполнительных органов станка, а также при необходимости согласование перемещений или скоростей исполнительных органов между собой. Согласование движений исполнительных органов необходимо для получения деталей заданной формы и размеров. Настройкой обеспечивается установка скоростей главного движения, подач и других перемещений. Методика настройки кинематических цепей металлорежущих станков разработана Г. М. Головиным.

Кинематическая настройка цепей состоит из следующих этапов:

1. Определяются конечные звенья каждой цепи и записываются расчетные перемещения. При расчете движений конечных звеньев цепи перемещение одного из них принимают за исходное. Перемещение другого конечного звена должно иметь при этом определенную величину. Такие перемещения конечных звеньев кинематической цепи, из которых одно принято исходным, а другое – вычисляемым, называются расчетными перемещениями.

В цепи главного вращательного движения начальным звеном является электродвигатель, конечным – шпиндель. Расчетные перемещения запишутся:

n оборотов электродвигателя (мин^-1)  n оборотов шпинделя (мин^-1).

Частота вращения электродвигателя является исходным перемещением, а частота вращения шпинделя – вычисляемым.

Для цепи подач токарного станка расчетные перемещения имеют вид:

1 Оборот шпинделя  s мм перемещения суппорта.

2. Составляются уравнения кинематического баланса цепей. Уравнение, связывающее перемещения конечных звеньев цепи, называется уравнением кинематического баланса (УКБ).

В общем случае УКБ, связывающее вращательные движения конечных звеньев цепи, запишется

,

где и - частоты вращения начального и конечного звеньев цепи,  – общее передаточное отношение всей цепи.

.

УКБ для цепи, обеспечивающей прямолинейное движение конечного звена цепи, запишется как

,

где – величина подачи конечного звена цепи, – ход, механизма, преобразующего вращательное движение в поступательное, мм.

3. Из УКБ выводится формула настройки, по которой находится передаточное отношение органа настройки.

Рассмотрим кинематическую настройку на примере токарно-винторезного станка, упрощенная кинематическая схема которого приведена на рис. 3.5.

Рис. 3.5. Упрощенная кинематическая схема токарно-винторезного станка

Данная кинематическая схема имеет две кинематические цепи: цепь главного движения и цепь нарезания резьбы.

Цепь главного движения связывает вращение электродвигателя и вращение шпинделя. Расчетные перемещения запишутся

n _эл.дв.n _шп.

Уравнение кинематического баланса цепи

.

Кинематическая цепь главного движения настраивается гитарой сменных зубчатых колес и . Выведем формулу настройки

.

Подставляем в формулу имеющиеся данные и величину частоты вращения шпинделя n и рассчитываем требуемую величину передаточного отношения гитары зубчатых колес. Из набора колес, прилагаемого к станку, подбираем зубчатые колеса и , передаточное отношение которых будет равно или близко к рассчитанному передаточному отношению.

Винторезная цепь связывает вращение шпинделя с перемещением суппорта. Для получения резьбы необходимо за один оборот шпинделя суппорт переместить на величину шага нарезаемой резьбы . Расчетные перемещения, учитывая данное условие, запишутся

1_{об. шп.}  P_н, мм.

Уравнение кинематического баланса винторезной цепи

.

Цепь также настраивается гитарой зубчатых колес. Поэтому формулу настройки выводим для расчета передаточного отношения гитары

.