- •§§ Общие вопросы проектирования металлорежущих станков. § Стадии проектирования и подготовки станка к производству
- •§ Основные технико-экономические показатели станков и станочных систем
- •§ Основные тенденции и перспективы развития станков и станочных комплексов
- •3. Применение вычислительной техники для автоматизации производства.
- •4. Унификация и нормализация.
- •2. Силовая характеристика.
- •Мощность электродвигателей главного движения
- •§ Проектирование привода главного движения в станках
- •§ Множительные структуры
- •§ Графическое изображение множительных структур
- •§ Оптимальный вариант множительной структуры
- •§ Коробки скоростей со сложенной структурой
- •§ Особые множительные структуры Применение сменных колёс
- •§ Коробки со связанными колёсами Принимаются для уменьшения количества зубьев колёс и основных размеров коробок скоростей.
- •§ Структуры с изменёнными характеристиками групп
- •§ Привод с бесступенчатым регулированием скорости
- •При этом должно выполняться условие: – диапазон регулирования привода, где Дд – диапазон регулирования двигателя,Дк– диапазон регулирования коробки скоростей.
- •§ Коробки скоростей с приводом от многоскоростных электродвигателей
- •Чаще всего применяют 2-х скоростные двигатели: 1500 – 3000, 750 – 1500, 500 – 1000; 3-х скоростные: 750 – 1500 – 3000 об/мин; 4-х скоростные: 375 – 750 – 1500 – 3000 об/мин.
- •§ Механизмы переключения передач в станках с чпу и с ручным переключением
- •§§ Шпиндельные узлы станков. § Основные проектные критерии
- •§ Конструкции шпиндельных узлов
- •§ Опоры шпиндельных узлов
- •Увеличение быстроходности, уменьшение жёсткости
- •§ Посадки сопряжённых поверхностей
- •§ Расчет шпиндельных узлов на жесткость
- •§ Расчет на жесткость шпинделя с учетом податливости опор
- •§ Подшипники скольжения шпинделей
- •Гидродинамические подшипники.
- •Гидростатические подшипники.
- •Опоры с газовой смазкой.
- •§§ Привод подач станков. § Основные проектные критерии приводов подач станков с чпу
- •§ Выбор типа электродвигателя
- •§ Выбор тягового устройства
- •§ Передача винт-гайка качения
- •§ Приводы подач с высокомоментными двигателями
- •§ Привода микроперемещений
- •§§ Несущая система станков. § Назначение несущей системы, основные проектные критерии
- •§ Материалы и конструктивные формы несущей системы
- •§ Жесткость стыков базовых деталей
- •§ Расчет на жесткость методом конечных элементов
- •§§ Направляющие станков. § Основные проектные критерии. Классификация направляющих
- •§ Направляющие скольжения
- •§ Расчет направляющих скольжения
- •§ Направляющие качения
- •§ Комбинированные направляющие качения-скольжения
- •§ Гидродинамические, гидростатические, аэростатические направляющие. Особенности конструкции
- •§§ Манипуляторы. § Манипуляторы для смены заготовок
- •§ Манипуляторы для смены инструментов
- •§ Проектирование и расчет манипуляторов
Чаще всего применяют 2-х скоростные двигатели: 1500 – 3000, 750 – 1500, 500 – 1000; 3-х скоростные: 750 – 1500 – 3000 об/мин; 4-х скоростные: 375 – 750 – 1500 – 3000 об/мин.
В электродвигателях постоянного тока регулирование ведётся за счёт изменения напряжения в цепи возбуждения статора.
φ
= 1,12; 1,06
Двухскоростной электродвигатель можно условно
рассматривать как «электрическую группу» состоящую из 2-х передач.
Характеристика группы хэ определяется так:
хэ
= lg2/lg
φ
φ |
1,12 |
1,26 |
1,41 |
2,0 |
хэ |
6 |
3 |
2 |
1 |
Пример:
Пусть задано z = 12; φ = 1,26.
Принимаем 2-х скоростной электродвигатель переменного тока.
φ = 1,26; хэ = 3.
Для обычной коробки: z = 12 = 31 · 23 · 26.
Для нашего случая: z = 23 · (31 · 26).
I II III
n12
n11
n10 n9
n8
n7
n6
n5
n4
n3
n2
n1
хэ = 3
х1 = 1 х2 = 6
§ Механизмы переключения передач в станках с чпу и с ручным переключением
В станках с ЧПУ в качестве механизмов для переключения передач применяют электромагнитные муфты.
Схема селективного (избирательного) переключения передач
3
6 8 7
2 5
9
1 4 10
Рычаги 3 и 7 нижними концами жёстко связаны с колёсами 4 и 8, находящимися в зацеплении с зубчатыми рейками 2, 5, 6, 9. Последние могут по высоте занимать 3-и положения, в зависимости от наличия под хвостовиками торцевой плоскости, отверстий и потайных площадок диска 1. Для установки конкретной скорости диск при помощи зубчатого сектора 10 и рейки отводят вниз, поворачивают и вновь возвращают к рейкам 2, 5, 6, 9, устанавливая их в соответствующее положение.
§§ Шпиндельные узлы станков. § Основные проектные критерии
Шпиндели служат для закрепления и вращения заготовки или режущего инструмента и обеспечивают заданное положение их относительно к другим узлам станка.
Шпиндельные узлы должны обладать:
Жёсткостью, достаточной для предотвращения недопустимых деформаций от сил резания и от привода.
Точностью вращения, оцениваемую радиальным и осевым биением переднего конца шпинделя.
Виброустойчивостью, определяющейся амплитудой колебаний переднего конца шпинделя и частотой собственных колебаний.
Долговечностью, определяемую по усталостному износу деталей подшипника или потере смазочных свойств масла.
Быстрым и точным закреплением инструмента или обрабатываемой детали.
Минимальными затратами на изготовление, сборку и эксплуатацию шпиндельного узла.
§ Конструкции шпиндельных узлов
Конструктивная форма шпинделя определяется:
Требованием к его точности.
Условиями работы шпинделя.
Способами закрепления в нём инструментов или заготовки.
Размещением элементов привода.
Типом применяемых опор.
Факторы, определяющие конструкцию шпиндельных узлов:
1. Конфигурация переднего конца шпинделя.
Зависит от способа крепления инструмента или заготовки. Центрование осуществляется конусом Морзе, конусами 7/24 или 1/3.
7º 7' 30''
D
Применение в токарных, токарно-револьверных, токарных многорезцовых станках, шлифовальных и др.
Δ 7 : 24
Фрезерные станки
Сверлильные и D расточные станки Конус Морзе
d Шлифовальные станки D
Δ 1 : 3
2. Конфигурация внутренних поверхностей определяется наличием отверстия для пруткового материала и конструкцией зажимного устройства, встраиваемого в шпиндель.
3. Тип приводного элемента.
Зубчатые передачи просты и компактны, передают большие крутящие моменты, но из-за передачи возмущений на шпиндель их не применяют в прецизионных станках. При применении ременной передачи конструкция усложняется, увеличиваются её размеры, но при этом увеличивается плавность вращения.
Приводные шестерни и шкивы имеют посадки без зазора (предпочтительно на конические поверхности).
4. Методы смазывания.
Существуют следующие основные способы:
а). Погружение (почти не применяют)
б). Разбрызгивание (разбрызгивание от шестерён, масло подаётся в подшипники непосредственно)
в). Капельное (подшипники шпинделя смазываются независимо от других элементов привода. Масло подаётся от 1 до 100 г/час)
г). Масляный туман (применяют сжатый воздух для образования масляного тумана)
д). Под давлением (применение при высоких частотах вращения; масло под давлением сливается через сопла в зазор между сепаратором и кольцом подшипника)
е). Циркуляционное (создаётся поток масла через подшипник).
Для защиты подшипников от грязи, пыли, а также от вытекания смазочного материала применяют манжетное армированное уплотнение с пружиной из резины или кожи, или лабиринтное уплотнение. 5. Материалы шпинделей и термообработка.
Для шпинделей станков нормальной точности применяют конструкционные стали 45, 50, 40Х с поверхностной закалкой HRCэ 50 – 60. Для прецизионных станков в условиях жидкостной смазки применяют, стали 20Х, 18ХГТ с цементацией и закалкой HRCэ 56 – 60. Для изготовления полых шпинделей большого диаметра иногда применяют СЧ20.