Условные обозначения кинематических схем

Наименование	Обозначение
Вал, валик, ось, стержень и т. п.
Неподвижное закрепление оси стержня
Опора для стержня: а) неподвижная;	а)
б) подвижная	б)
Подшипники скольжения: а) радиальный;	а)
б) радиально-упорный односторонний;	б)
в) радиально-упорный двусторонний	в)
Подшипники качения: а) радиальный шариковый;	а)
б) радиальный роликовый;	б)
в) радиально-упорные односторонний и двусторонний;	в)
г) радиально-упорный роликовый;	г)
д) упорный шариковый;	д)
е) упорный роликовый	е)
Муфта сцепления кулачковая
Муфты сцепления фрикционные: а) общего назначения (без уточнения типа);	а)
б) односторонние общего назначения;	б)
в) односторонние электромагнитные;	в)
г) односторонние гидравлические;	г)
Наименование	Обозначение
д) дисковые односторонние;	д)
е) двусторонние общего назначения	е)
Ползун в неподвижных направляющих
Соединение кривошипа с шатуном: а) с постоянным радиусом;	а)
б) с переменным радиусом
Кривошипно-кулисные механизмы а) с поступательно движущейся кулисой;	а)
6) с вращающейся кулисой;     в) с качающейся кулисой	в) б)
Соединение детали с валом: а) свободное при вращении;	а)
б) подвижное без вращения;	б)
в) глухое	в)
Соединение двух валов: а) глухое;	а)
б) эластичное;	б)
в) шарнирное;	в)
г) телескопическое;	г)
д) плавающей муфтой;	д)
е) зубчатой муфтой	е)
Наименование	Обозначение
Храповой зубчатый механизм с наружным зацеплением односторонний
Маховик, на валу     Шкив ступенчатый, закрепленный на валу
Передачи плоским ремнем:   а) открытые;
б) перекрестные;
в) полуперекрестные
Передачи клиновым ремнем
Передачи цепью
Передачи зубчатые цилиндрические: а) внешнего зацепления;
б) внутреннего зацепления
Передачи зубчатые с пересекающимися валами (конические)
Передачи зубчатые со скрещивающимися валами а) гипоидные;
б) червячные;
Наименование	Обозначение
в) винтовые
Передачи зубчатые реечные
Винт, передающий движение
Гайка на винте, передающем движение а) неразъемная; б) неразъемная с шариками
Передачи круглым ремнем и шнуром
Передачи зубчатым ремнем
Пружины: а) цилиндрические сжатия; б) цилиндрические растяжения
Конец вала под съемную рукоятку   Маховичок
Передвижные упоры
Рукоятка

В кинематических схемах приводятся данные привода и передач станка: мощность, частота вращения двигателя, диаметры шкивов ременной передачи, числа зубьев зубчатых колес, шаги ходовых винтов и др. В основу методики настройки кинематических цепей положено установление связей относительных перемещений инструмента и заготовки при обработке путем составления уравнений баланса движений.

Например, для главного привода токарного станка (см. рис. 1):

Конструкция лобового токарного станка 16К20 представлена на рис. 2.

Рис. 2. Внешний вид токарного станка 16К20.

Лобовой токарный станок 16К20 предназначен для наружного и внутреннего точения, нарезания резьбы резцом в единичном и мелкосерийном производстве. Он состоит из станины поз. 1 (рис. 2). Слева размещается передняя бабка поз. 3 и коробка подач поз. 2. На направляющих станины поз. 9 установлена каретка поз. 6 с фартуком поз. 7 и поперечным суппортом поз. 4 с резцедержателем. Справа размещается задняя бабка поз.5.

В передней бабке размещается коробка скоростей со шпинделем, а на ее панели размещены органы управления. Продольная и поперечная подачи каретки и суппорта осуществляются от механизмов, расположенных в фартуке и получающих движение от ходового вала поз. 10 при точении или от ходового винта поз. 8 при нарезании резьбы резцом. В нижней части станина снабжена корытом для сбора стружки и охлаждающей жидкости.

Техническая характеристика станка 16К20. Наибольший диаметр обрабатываемой заготовки над станиной станка составляет 400 мм, а над суппортом – 200 мм. Наибольший диаметр прутка, проходящий через отверстие шпинделя, 50 мм. Число вариантов частот вращения шпинделя равно 22. Пределы частот вращения шпинделя от 12,5 до 1600 мин ^–1. Пределы величин продольных подач от 0,05 до 2,8 мм/об, поперечных подач от 0,025 до 1,4 мм/об. Шаг нарезаемой резьбы: метрической от 0,5 до 112 мм; дюймовой от 56 до 0,5 нитки на 1², модульной от 0,5 до 112 мм, питчевой от 56 до 95 питча.

Кинематическая схема токарного станка модели 16К20 представлена на рис. 3. Вращение шпинделя осуществляется от электродвигателя через ременную передачу со шкивами и коробку скоростей. На валу I коробки скоростей установлена фрикционная двухсторонняя муфта М₁. Для получения прямого вращения шпинделя муфту М₁ включают влево, тогда вращение от вала I через зубчатые колеса 56/34 или 51/39 блока Б₁ передается на вал II. С вала II вращение передается на вал III через три варианта зацепления зубчатых колес передвижного блока Б₂: 29/47, 21/55 или 38/38. Полученные т.о. шесть вариантов частот передаются на шпиндель IV при выключенном блоке Б₃ перебора двумя вариантами зацепления зубчатых колес 60/48 или 30/60.

При зацеплении зубчатых колес 45/45 или 15/60 вала III передвижного блока Б₃, установленного на валу IV, и зубчатых колес 18/72 шпинделя вал IV получает 12 частот вращения. Через зубчатые колеса 30/60 вала V и блока Б₄ вращение передается на шпиндель. Следовательно, шпиндель получает 24 варианта частот вращения, но т.к. значения частот 500 и 630 мин ^–1 повторяются дважды, то шпиндель имеет только 22 частоты вращения.

Уравнение кинематического баланса цепи главного движения станка для максимальной частоты вращения шпинделя имеет вид:

Для минимальной частоты вращения в соответствии с рис. 3 уравнение принимает следующий вид:

Изменение направления вращения шпинделя осуществляется переключением муфты М₁ вправо. При этом вращение с вала I на вал II передается через зубчатые колеса 50/24 и 36/38. колеса 24 и 36 свободно установлены на валу VII. За счет этого промежуточного вала обеспечивается реверсирование шпинделя.

Привод подач содержит звено увеличения шага, механизм реверса, гитару сменных колес a, b, c, d, коробку подач и механизм фартука. Движение подачи осуществляется от шпинделя через колеса 60/60. При нарезании резьбы с шагом 16…112 мм через звено увеличения шага, которое расположено в коробке скоростей и имеет два передаточных отношения:

Это соответственно увеличивает шаг нарезаемой резьбы во столько же раз.

Для изменения направления подачи при нарезании резьбы резцом служит реверсивный механизм, состоящий из зубчатых колес.

N=10 кВА n=1460 мин -1 М

ф148

Рис.3. Кинематическая схема токарного станка модели 16К20.

При зацеплении зубчатых колес 30/45 валов VIII и X нарезается правая резьба, а при зацеплении колес 30/25 и 25/45 валов VIII, IX и X – левая. В случае нарезания метрических и дюймовых резьб, а также для подачи от ходового вала XIX гитару составляют из сменных колес:

.

В коробке подач при нарезании резьбы муфту М₂ отключают, а муфты М₃, М₄, М₅ включают. При точении муфту М₅ выключают, т.к. движение на ходовой вал XIX передается через обгонную муфту М₆ и колеса 28/35.

При нарезании модульных и питчевых резьб гитару составляют из колес:

.

В коробке подач муфты М₂, М₃, М₄ выключают, а муфту М₅ включают.

Продольную и поперечную подачу суппорта осуществляют от ходового вала XIX через механизм фартука. По валу XIX вдоль шпоночного паза скользит зубчатое колесо Z=30 и передает вращение через зубчатые колеса 30/32, 32/32, 32/30 (при включенной муфте М₇) и червячную передачу 4/21 валу XXII. Для получения продольной подачи суппорта и его реверсирования включают одну из муфт М₈ или М₉. Тогда вращение от вала XXII передается через зубчатые колеса 36/41 (включена муфта М₉) или 36/41, 41/41 (включена муфта М₈) и 17/66 валу XXIII и реечной шестерне Z=10, которая, перекатываясь по зубчатой рейке с модулем m=3 мм, осуществляет продольное перемещение суппорта. Поперечная подача суппорта и ее реверсирование осуществляется включением муфт М₁₀ или М₁₁. От вала XXII через зубчатые колеса 36/36 (при включении М₁₀) или 36/36, 36/36 (при включении М₁₁) и 34/29, 29/16 вращение передается ходовому винту XXIII с шагом 5 мм, который перемещает поперечный суппорт.

Уравнение кинематического баланса цепей подач станка имеет следующий вид:

а) для цепи нарезания метрической резьбы со стандартным шагом Рр без включения звена увеличения шага

б) для цепей нарезания дюймовых резьб с шагом Рр (шаг дюймовой резьбы Рр=25,4/k мм, где k – число ниток резьбы на 1²)

в) для цепей нарезания модульной резьбы с шагом Рр (шаг модульной резьбы Рр=p×m)

г) для цепи нарезания питчевой резьбы с шагом Рр (шаг питчевой резьбы

)

При нарезании резьб повышенной точности и специальных резьб движение от шпинделя к ходовому винту XXI передается через гитару a/b, c/d, минуя коробку подач. В этом случае муфты М₂ и М₅ включены и настройку цепи на требуемый шаг осуществляют методом подбора сменных зубчатых колес гитары. Тогда уравнение кинематического баланса цепи имеет вид:

откуда формула настройки гитары:

Для цепи продольной подачи, связывающей шпиндель с реечной передачей привода подач, уравнение кинематического баланса цепи имеет вид:

При включении муфт М₁₀ или М₁₁ от вала XXII червячной передачи 4/21 цепи продольной подачи движение будет передаваться по цепи поперечной подачи суппорта:

Установочные перемещения суппорта осуществляют от электродвигателя М₂ через клиноременную передачу 85/127 и ходовой вал XIX. Механизм подачи суппорта через коробку подач можно не выключать, т.к. в цепи ходового вала установлена муфта обгона М₆.

3. Практическая часть.

Изучить условные обозначения, применяемые в кинематических схемах металлорежущих станков.

На примере токарного станка в лаборатории или УПМ изучить назначение узлов, элементов настройки и управления. Самостоятельно выполнить настройку станка по заданию преподавателя.

По заданию преподавателя составить уравнения кинематического баланса цепей главного движения и подачи.

Самостоятельно изучить кинематические цепи сверлильных, фрезерных, строгальных и др. станков по плакатам в лаборатории.

4. Контрольные вопросы для самопроверки.

- Что изучает кинематика станков?

- Что такое «кинематическая цепь»?

- Виды кинематических цепей.

- Знать условные обозначения, используемые при составлении кинематических схем.

- Устройство токарного станка.

- Уметь читать кинематические схемы станков.

- Уметь составлять уравнения кинематического баланса заданной цепи.