4. Диапазон регулирования. Относительная потеря скорости.

У станков с вращательным главным движением частота вращения шпинделя, мин-1

n1000v / πd

где v – скорость резания, м/мин; d – диаметр обрабатываемой заготовки или инструмента, мм.

Для получения наивыгоднейших условий для обработки заготовок из различных материалов

инструментами с различными режущими свойствами станки должны обеспечивать изменение скоростей резания от vmin до vmax. Так как обрабатываемые заготовки или устанавливаемые на станке режущие инструменты могут иметь значения в пределах от dmin до dmax, необходимо иметь возможность устанавливать различную частоту вращения шпинделя в пределах от nmin до nmax 1000 v min / πd max

n min 1000 v max / πd min

диапазон регулирования частоты вращения шпинделя:

Rn  n max / n min

Диапазон регулирования частоты вращения шпинделя определяет эксплуатационные возможности станка.

В указанных пределах можно получить любое значение п, если иметь механизм бесступенча-

того регулирования скорости главного движения. В этом случае можно установить частоту вращения, соответствующую выбранной наивыгоднейшей скорости резания при заданном диаметре.

Однако бесступенчатые приводы, несмотря на их довольно значительное распространение в со

временных станках, применяют не так широко, как приводы со ступенчатым рядом частоты вра-

щения шпинделя. Большинство станков имеет ступенчатые ряды частот вращения. В этом случае вместо частоты вращения, точно соответствующей наивыгоднейшей скорости резания при данном диаметре, приходится брать ближайшую меньшую частоту. Этой действительной частоте nд будет соответствовать действительная скорость резания

v Дπ dn Д/1000,

которая меньше расчетной на величину v-vД. Тогда относительная потеря скорости резания при переходе с одной частоты вращения к ближайшей меньшей

А = (v-vД)/ v = (.dn- .dnД)/ .dn = (п- nД)/п.

Следовательно, относительная потеря скорости резания будет тем меньше, чем меньше раз-

ность п- nД.

5. Ряды частот вращения шпинделя

Главными приводами со ступенчатым регулированием частоты враще­ния шпинделя оснащают автоматизированные редко переналаживаемые стан­ки, работающие в массовом производстве, и неавтоматизированные станки с ручным управлением. Такие приводы просты, компактны, имеют высокий КПД, долговечны. Однако они не пригодны для станков с ЧПУ, так как не всегда обеспечивают требуемую частоту вращения шпинделя (регулирование частоты ступенчатое) и не позволяют оптимальное регулирование скорости резания в процессе выполнения цикла обработки.

Частоты вращения шпинделя образуют отрезок геометрического ряда со знаменателем φ. Число ступеней частот - Z.

Основные зависимости геометрического ряда: члены ряда

; диапазон регулирования привода

; число ступеней частоты вращения шпинделя

;

знаменатель геометрического ряда

(4.1)

Из основных зависимостей следует, что геометрический ряд частот враще­ния шпинделя может быть построен, когда исходными данными являются: 1) ; 2) ; 3) ; 4) .

Стандартные знаменатели геометрического ряда: φ=1,06— имеет вспомо­гательное значение, при проектировании станков применяется редко; φ=1,12 — применяют при проектировании автоматов и тяжелых станков, ког­да важна точная настройка на заданный режим резания; φ=1,26 и φ=1,41 — применяют при проектировании универсальных токарных, сверлильных, фрезерных и других станков; φ=1,58 и φ=1,78 -применяют при проектировании станков, обработка на которых не требует точной настройки на режим резания из-за большого вспомогательного времени; φ=2 — имеет вспомогательное значение.