Кінематична схема верстата

Кінематична схема верстата (рис. 2.4) містить наступні кінематичні ланцюги: головного руху, поздовжнього переміщення супорта від ходового валу, зворотно-поступального руху затилувального супорта, ланцюг диференціала для надання додаткових рухів затилувальному супорту.

2.2.1 Головний рух. Обертання через електродвигун Д₁ , вал I, постійну передачу 25/56, вал II, коробку на три частоти , вал III, коробку на дві частоти , вал IV, постійну передачу 45/54, вал V, коробку на дві частоти , вал VI, постійну передачу 24/96, постійну передачу передається шпинделю VII.

Обчислимо найменшу частоту обертання шпинделя:

об/хв,

при частоті обертання електродвигуна n = 700 об/хв. Частота обертання шпинделю змінюється в межах 2,8 … 65 об/хв. При частоті обертання електродвигуна n = 1400 об/хв., частота обертання шпинделю змінюється в межах 5,6 … 130 об/хв. Коробка швидкостей має множну структуру 3´2´2 -= 12, тобто шпиндель має 12 частот обертання від однієї частоти двигуна і таку ж кількість – від іншої.

Особливістю затилувальних верстатів є невисока частота обертання шпинделю.

2.2.2 Поздовжнє переміщення супорта від ходового гвинта. Цей вид переміщення застосовують при затилуванні зубів черв’ячних фрез, мітчиків. Шпиндель повинен бути з’єднаний жорстким кінематичним ланцюгом з ходовим гвинтом.

Рисунок 2.4 – Кінематична схема токарно-затилувального верстата 1Б811

Можливі три випадки настроювання гвинторізної гітари.

1. Затилування інструмента з нормальним кроком нарізі. Рух від шпинделя за допомогою передачі 54/54 передається на вал VIII, трензель , вал IX, гітару змінних зубчастих коліс (гвинторізна гітара) , вал XVI, ходовий гвинт з кроком t = 12 мм.

Розрахунковими переміщеннями будуть:

1 об. шпинделя ® р_н, мм.
,

звідки

,

де р_н – крок нарізі.

2. Затилування інструменту зі збільшеним в чотири рази кроком нарізки. Рух від шпинделю через передачу 96/24, вал VI, зубчасту передачу 50/50, вал V, зубчасту передачу 54/54, вал VIII, трензель , вал IX, гітару змінних коліс , вал XVI передається на ходовий гвинт з кроком t = 12 мм.

1 об. шпинделя ® р_н, мм.
,

звідки

,

3. Затилування інструмента зі збільшеним в шістнадцять разів кроком нарізі. Рух від шпинделю через передачу 96/24, вал VI, зубчасту передачу 80/20, вал V, зубчасту передачу 54/54, вал VIII, трензель , вал IX, гітару змінних коліс , вал XVI передається на ходовий гвинт з кроком t = 12 мм.

1 об. шпинделя ® р_н, мм.
,

звідки

,

2.2.3 Поздовжнє переміщення супорту від ходового валу. Цей рух застосовують при затилуванні зубів циліндричних та інших фрез, за винятком нарізних інструментів. Рух на ходовий вал знімається з шпинделя і передається по наступному кінематичному ланцюгу: шпиндель; ланцюгова передача 26/34, вал XVI, зубчаста передача 44/58, вал XIV, коробка на три частоти передають рух на вільно встановлену втулку на валу XIX на якій встановлені колеса 54 – 36 – 45 – 27, далі при вмиканні колеса z = 54 вліво рух піде напряму на ходовий вал, при положенні колеса z = 54, як показано на схемі, рух буде передано через передачі на ходовий вал. Таким чином, на вхідному валу коробки подач маємо шість частот обертання. Далі від ходового валу, через зубчасті передачі на черв’ячну передачу 1/30, кулачкову муфту, зубчасту передачу 20/55 на рейкове колесо z = 12 та рейку m = 3 мм.

Обчислимо найбільшу величину поздовжнього переміщення супорту від ходового валу s_max за рівнянням:

мм/об.

Величини подач змінюються в межах 0,1 – 1 мм/об.

2.2.4 Зворотно-поступальний рух затилувального супорта. Затилування здійснюється при малих частотах обертання шпинделя через передачі наступним кінематичним ланцюгом: шпиндель, зубчаста пара 96/24, зубчасті передачі 80/20 або 80/50, вал V, зубчаста передача 44/36, вал XI, передачі , диференціальна передача з передаточним відношенням і_діф = 1/2, вал XII, змінні колеса гітари , кулачкова муфта, вали XIII та XV, конічні колеса 27/27, вал кулачка затилування.

Розрахункові переміщення ланцюга:

1 об. шпинделя ® z дв. ходу різця.

Затилування за допомогою передач – перебор.

,

звідки

.

Затилування за допомогою передач – перебор.

,

звідки

.

2.2.5 Додаткове число зворотно-поступальних рухів затилувального супорта (різця). Розглянемо два випадки: затилування циліндричних фрез з гвинтовими зубцями та черв’ячних модульних фрез. В обох випадках настроювання диференційне.

1. Затилування циліндричних фрез з гвинтовими зубцями. Кінематичний зв'язок між обертанням шпинделя та обертанням кулачка затилування відбувається по наступному ланцюгу: шпиндель, ланцюгова передача 26/34, зубчаста передача 44/58, вал XIV, коробка подач з передатним числом і_КП, вал XIX, передачі ввімкнена, вал XVI конічна передача 48/36, вал XVII, передача 42/42, вал XVIII, змінні колеса гітари , черв’ячна передача 3/19, конічний диференціал з передатним відношенням і_диф = 1/2, вал XII, змінні колеса гітари затилування.

Розрахунковими переміщеннями будуть

1 об. шпинделю ® обертів кулачка,

Визначимо величину передатного відношення коробки подач і_кп за рівнянням:

.

Знайшовши значення і_кп та підставивши його в попереднє рівняння, отримаємо передатне відношення змінних зубчастих коліс гітари диференціалу:

якщо отримуємо (4:1);

якщо отримуємо .

2. Затилування черв’ячних фрез. Кінематичний ланцюг між обертанням шпинделю та обертанням кулачка затилування: шпиндель, передача 96/24, вал VI, передача 80/20 або 50/50, вал V, колеса 54/54, вал VIII, колеса , вал IX, змінні колеса гітари , муфта ввімкнута вправо, вал XVI, конічні колеса 48/36, вал XVII, колеса 42/42, вал XVIII, змінні колеса гітари , черв’ячна передача 3/19, конічний диференціал з передаточним відношенням і_діф = 1/2, вал XII, змінні колеса гітари , вали XIII та XV, конічні колеса 27/27, вал затилування.

Розрахунковими переміщеннями будуть:

1 об. шпинделя ® об. кулачка.

Затилування з перебором (16:1)

,

звідки

Затилування з перебором (4:1)

,

звідки

Для настроювання гітар до верстата додається комплект змінних зубчастих коліс з числом зубів: 24, 26, 29, 30, 31, 32, 36 (2 шт.), 38, 39, 42 (2 шт.), 43, 46, 48 (3 шт.), 54, 55, 56, 57, 58, 60, 64, 65, 66, 70,71, 72, 73, 76, 78, 84, 87, 90, 93, 95, 96 (2 шт.), 98, 99, 104, 108, 111, 113, 114, 120 (2 шт.), 123, 128, 132.

Умова зчеплюваності коліс гвинторізної гітари:

A + B ≥ C + 26; C + D ≥ B + 26; A + B + C + D ≥ 260.

Умова зчеплюваності коліс гітари диференціалу:

A + B ≥ C + 26; C + D ≥ B + 26; A + B + C + D ≥ 140.

Настроювання гітар кінематичних ланцюгів виконують за розрахунковими формулами або за таблицями. Таблиці для настроювання гітар наведені в додатках A (табл.А1, табл.А2, табл.А3)