Кінематика верстата

Кінематична схема верстата представлена на рис. 3.2.

3.3.1 Ланцюг головного руху Рух від двошвидкісного електродвигуна Д₁ (N₁ = 1/1,7 кВт; n₁ = 1000/3000 об/хв.) через варіатор з широким клиновим пасом (передатне відношення i_v), клинопасову передачу Ø112/Ø112 надходить на центральний вал, далі – через конічну передачу 24/304 та циліндричну 26/78 – передається на шпиндель фрези.

.

Швидкість обертання фрези настроюють шляхом переміщення конусів варіатора і _v.

3.3.2 Ланцюг поділу здійснює зв’язок між обертанням шпинделя інструмента та обертанням столу з заготовкою. Кінематичний ланцюг зв’язує між собою обертання круглого столу верстата з обертанням фрези. Структура кінематичного ланцюга: шпиндель фрези ® циліндрична передача 78/26 ® конічна передача 30/24 ® циліндричні передачі ® диференціал (рух передається між центральними колесами, і_диф = 1) ® конічна передача 28/28 ® циліндрична передача 42/42 ® конічна передача 28/28 ® гітара поділу і_х ® черв’ячна передача 1/60 ® стіл верстата.

Розрахункові переміщення ланцюга поділу:

1 об. фрези ® об. столу

Рисунок 3.2 – Кінематична схема верстата 5К301

Рівняння кінематичного балансу ланцюга поділу має вигляд:

.

де і_діф – передатне відношення диференціалу між двома центральними колесами;

і_х – передатне відношення гітари поділу;

k – число заходів черв’ячної фрези;

Z – число зубів оброблюваного колеса.

Настроювання ланцюга поділу здійснюється змінними шестернями гітари поділу.

Формула настроювання гітари поділу:

3.3.3 Перший ланцюг диференціалу здійснює додатковий поворот столу для одержання гвинтової лінії зубу колеса при обробці косозубих коліс. Структура кінематичного ланцюга: стіл верстата ® черв’ячна передача 60/1 ® гітара поділу 1/ і_х ® конічна передача 28/28 ® циліндрична передача 42/42 ® конічна передача 28/28 ® диференціал (рух передається від центрального колеса на корпус, і_диф = 1/2) ® черв’ячна передача 40/2 ® циліндричні передачі (муфта М₄ ввімкнена) ® перша гітара диференціалу 1/ і_у ® черв’ячна передача 2/50 ® циліндрична передача 45/45 ® ходовий гвинт осьової подачі (крок гвинта 2 p).

Обробка косозубих коліс можлива за двома схемами.

1. Обробка з осьовою подачею.

Розрахункові переміщення першого ланцюга диференціалу в цьому випадку:

1 об. столу ® переміщення заготовки.

Рівняння кінематичного балансу:

.

де і_діф – передатне відношення диференціалу від центрального колеса на корпус;

і_у – передатне відношення першої гітари диференціала;

b – кут підйому гвинтової лінії зубу колеса.

Формула настроювання гітари:

.

2. Обробка з діагональною подачею

Діагональна подача передбачає узгоджене переміщення фрези в осьовому і тангенціальному напрямку. Це дозволяє ефективно використовувати ресурс інструмента.

Розрахункові переміщення кінематичного ланцюга при застосуванні діагональної подачі:

1 об. столу ® переміщення заготовки.

Рівняння кінематичного балансу:

де w – кут підйому гвинтової лінії фрези,

S_O – осьова подача, мм/хв.,

S_T – тангенціальна подача, мм/хв.

Знак «+» приймають в тому випадку, коли напрямок гвинтової лінії фрези та напрямок зубу нарізуваного колеса не співпадають, знак «–» – в тому випадку, коли напрямок гвинтової лінії фрези та зуба колеса співпадають.

Формула настроювання гітари:

3.3.4 Другий ланцюг диференціалу узгоджує обертання столу з тангенціальним переміщенням фрези. Структура кінематичного ланцюга наступна: стіл верстата ® черв’ячна передача 60/1 ® гітара поділу 1/ і_х ® конічна передача 28/28 ® циліндрична передача 42/42 ® конічна передача 28/28 ® диференціал (рух передається від центрального колеса на корпус, і_диф = 1/2) ® черв’ячна передача 40/2 ® циліндрична передача (муфта М₅ ввімкнена) ® друга гітара диференціалу 1/ і_z ® конічні передачі ® черв’ячна передача 1/35 ® циліндрична передача 56/24 ® конічна передача 24/36 ® ходовий гвинт тангенціальної подачі (крок p).

Друга гітара диференціалу застосовується в двох випадках.

1. Обробка черв’ячних коліс методом тангенціальної подачі

Розрахункові переміщення кінематичного ланцюга:

1 об. столу ® pmZ переміщення фрези

Рівняння кінематичного балансу:

Формула настроювання гітари:

2. Обробка прямозубих зубчастих коліс методом діагональної подачі.

Розрахункові переміщення кінематичного ланцюга:

1 об. столу ® переміщення фрези

Рівняння кінематичного балансу:

Формула настроювання гітари:

.

3.3.5 Ланцюг діагональної подачі реалізує кінематичний зв’язок між осьовою подачею столу та тангенціальною подачею фрезерного супорта: гвинт осьової подачі з кроком 2 p ® циліндрична передача 45/45 ® черв’ячна передача 50/2 ® конічна передача 28/28 (муфта М₃ ввімкнена) ® гітара діагональної подачі і_О ® конічна передача 27/30 ® черв’ячна передача 1/35 ® циліндрична передача 56/24 ® конічна передача 24/36 ® гвинт тангенціальної подачі з кроком p.

Розрахункові переміщення кінематичного ланцюга:

S_O мм осьового переміщення ® S_T мм тангенціального переміщення

Рівняння кінематичного балансу:

,

де і_о – передатне число гітари тангенціальної подачі.

Формула настроювання гітари діагональної подачі:

.

3.3.6 Ланцюг осьової подачі Рух вертикальної подачі столу від окремого електродвигуна Д₂ (N = 1,0 кВт, n = 3000 хв ^-1) через клинопасову передачу Æ90/Æ125; коробку подач; механізм реверсу передається на конічну зубчасту пару 28/28. Звідти через передачі 2/50; 45/45 на вертикальний ходовий гвинт.

де і_к.п. – передатне відношення коробки подач;

і_Р – передатне відношення механізму реверсу;

Для здійснення швидкого настановного переміщення столу вимикають муфту М₁ та вмикають муфту М₂.

3.3.7 Ланцюг тангенціальної подачі. Рух тангенціальної подачі фрезерної бабки від окремого електродвигуна Д₂ (N = 1,0 кВт, n = 3000 хв ^-1) через клинопасову передачу Æ90/Æ125; коробку подач; механізм реверсу (муфта М₃ вимкнена), передається на гітару і_о. Далі через передачі 27/30; 1/35; 56/24; 24/36 на тангенціальний ходовий гвинт.

.

Отже, кінематичній схемі верстата 5К301 притаманні наступні особливості:

- регулювання чисел обертів фрези здійснюється не з допомогою гітари швидкостей, а завдяки безступеневому фрикційному варіатору з розсувними шківами;

- величини подач змінюються також не змінними шестернями, а з допомогою коробки подач на 24 ступені;

- верстат має два двигуни: головного руху та подач. Внаслідок цього подачі на верстаті задаються не в міліметрах на оберт заготовки, а в міліметрах за хвилину. Це вимагає відповідних перерахунків при настроюванні верстата;

- в верстаті передбачено дві гітари диференціала, із яких перша використовується під час обробки косозубих циліндричних шестерень, а друга – у випадках застосування осьової подачі інструмента при нарізанні черв’ячних та прямозубих коліс.

Настроювання гітар кінематичних ланцюгів виконують за розрахунковими формулами або за таблицями. Таблиці для настроювання гітар наведені в додатках В (табл.В1, табл.В2)