5. Анализ и настройка кинематических цепей токарно-винторезного станка модели 16к20.

Цель работы: Изучить назначение и кинематику токарно-винторезного станка модели 16К20; освоить методику анализа и настройки кинематических цепей металлорежущих станков;

Студент должен знать:

1. Классификацию металлорежущих станков;

2. Виды передач, их условные обозначения на кинематических схемах и передаточные отношения передач;

3. Назначение и основные узлы токарно-винторезного станка;

4. Общую методику настройки и анализа кинематических цепей металлорежущих станков.

Студент должен уметь:

анализировать и настраивать кинематические цепи токарно- винторезного станка 16К20.

Общая методика анализа кинематических цепей металлорежущих станков

Целью анализа кинематических цепей любого металлорежущего станка является установление назначения анализируемых кинематических цепей в соответствии со схемой обработки, последовательности кинематических пар и механизмов, передающих движение от ведущего звена к ведомому звену кинематической цепи, возможного количества скоростей движения ведомого звена конкретной кинематической цепи.

До начала анализа кинематических цепей металлорежущего станка необходимо расшифровать модель станка и составить схему обработки.

Анализ кинематических цепей металлорежущего станка ведется в следующей последовательности: устанавливается количество кинематических цепей и их назначение; устанавливаются ведущие и ведомые звенья каждой кинематической цепи; для каждой кинематической цепи устанавливается последовательность передачи движения от ведущего звена к ведомому с уяснением какие кинематические звенья, кинематические пары и механизмы участвуют в передаче движения и каково их назначение. Составляется формула кинематических связей; определяется количество ступеней скоростей движения ведомого звена каждой кинематической цепи; записывается уравнение кинематического баланса; определяются величины скоростей движения ведомого звена на каждой ступени.

Рассмотрим содержание каждого из этапов анализа кинематических цепей металлорежущих станков на примере токарной обработки.

Определение количества кинематических цепей и их назначение

Схема метода точения приведена на рисунке 5.1. Для реализации метода точения необходимо обеспечить два движения (рисунок 5.1): главное движение резания – т.е. движение, совершаемое в процессе обработки заготовки с наибольшей скоростью – это вращательное движение заготовки (шпинделя станка) и движение подачи – т.е. движение, создаваемое в процессе обработки заготовки со скоростью меньшей скорости главного движения и необходимое для снятия стружки с обрабатываемой поверхности – это поступательное движение инструмента (суппорта станка).

Количество кинематических цепей в металлорежущих станках определяется количеством движений рабочих органов, необходимых для осуществления конкретной схемы обработки. Название каждой цепи определяется видом движения по его назначению. В токарных станках главное движение резания и движение подачи осуществляются соответствующими кинематическими цепями: цепью главного движения и цепью подач. При этом, одни и те же кинематические звенья могут входить в несколько кинематических цепей.

Кроме вышеперечисленных кинематика станка обеспечивает вспомогательные движения, т.е. движения не связанные с непосредственным снятием стружки с заготовок, но необходимые для обеспечения процесса резания в целом. Эти движения, связанные с установкой инструмента или заготовки, быстрыми установочными перемещениями рабочих органов станка, переключение скоростей и т.п.

Рассмотрим методику анализа кинематической цепи на примере коробки передач, выполняющей функцию коробки скоростей простейшего токарно-винторезного станка (рисунок 5.2).

Рисунок 5.1. Схема точения

Рисунок 5.2. Схема коробки скоростей

Определение ведущего и ведомого звена кинематической цепи

Определение ведущего и ведомого звена производится исходя из назначения цепи. В рассматриваемом примере (рисунок 5.2) коробка скоростей реализует одну кинематическую цепь – цепь главного движения. Она предназначена для передачи движения от двигателя к шпинделю и ступенчатого изменения частоты вращения последнего.

Источником движения является электродвигатель, его вал будет ведущим звеном. Ведомым звеном является шпиндель, как крайнее звено кинематической цепи главного движения.

Определение последовательности передачи движения от ведущего звена к ведомому. Составление формулы кинематических связей

Формулой кинематических связей называется условная запись последовательности передачи движения от ведущего к ведомому звену кинематической цепи. Если кинематическая цепь имеет разветвление, то в начале запишется формула наиболее протяженной ветви, а к ней пристраивается формула более простой (короткой) цепи.

В рассматриваемой коробке скоростей (рисунок 5.2) движение осуществляется от вала электродвигателя, вращающегося с частотой n_эд, через клиноременную передачу к валу I. Передаточное число этой передачи равно отношению диаметров шкивов U=D₁/D₂=140/280.

От вала I вращение при помощи подвижного блока зубчатых колес Б₁ передаётся блоку Б₂, свободно сидящему на шпинделе станка. Движение передаётся через одну из трёх пар зубчатых колёс перемещением подвижного блока зубчатых колёс Б₁. С блока Б₂ движение на шпиндель может передаваться двумя путями. При включении двусторонней муфты влево блок Б₂ сцепляется со шпинделем и он вращается с частотой вращения блока.

При включении муфты вправо, движение на шпиндель передается через зубчатые колеса с числом зубьев 52 и 38 вала III.

Формула кинематических связей рассматриваемой кинематической цепи запишется в следующем виде (1):

n_эд∙→I→∙→III→→II→∙→I→n_шп (5.1)

Над условным изображением механизма изменяющего направление движения (в нашем случае - муфты М) называется его рабочее включение; – муфта включена вправо, – муфта включена влево.