Что такое основное и вспомогательное движение станка приведите примеры

Движения в металлорежущих станках

Содержание

Для обработки деталей рабочим органам металлорежущих станков необходимо сообщить определенный, иногда довольно сложный комплекс движений. Все движения могут быть подразделены на три вида: основные, вспомогательные и взаимосвязанные.

1. Основные движения в станках (движения резания, движения подачи)

Для обработки деталей рабочим органам металлорежущих станков необходимо сообщить определенный, иногда довольно сложный комплекс движении. Все движения могут быть подразделены на три вида: основные, вспомогательные и взаимосвязанные.

К основным отнесены те движения, которые осуществляют процесс непрерывного снятия стружки с обрабатываемой детали. Основные движения делятся на движения резания и движения подачи.

Движение резания

Движение резания непосредственно обеспечивает процесс снятия слоя металла в виде стружки. Это движение в большинстве случаев сообщается инструменту, в некоторых случаях обрабатываемой детали, а иногда детали и инструменту одновременно. Движение резания всегда осуществляется от механического привода.

Движение подачи

Движение подачи обеспечивает непрерывность процесса снятия стружки. Движение подачи также может сообщаться инструменту, детали или тому и другому одновременно. У современных станков в подавляющем большинстве случаев движения подач также осуществляются принудительно от механического или гидравлического привода. Ручные перемещения рабочих органов иногда используются при обработке деталей как движение подачи, однако, поскольку эти движения в основном предназначены для установочных перемещений режущего инструмента или детали, они условно отнесены к группе вспомогательных движений.

1. Вспомогательные движения

Эта группа движений весьма обширна. В нее входят все виды движений, которые непосредственно не участвуют в процессе резания, но необходимы для подготовки станка к работе, управления рабочими органами станка, автоматизации обработки деталей и т. п.

Движения для настройки станка на заданные режимы резания в большинстве случаев осуществляются от руки, однако у ряда современных станков, как, например, у токарно-винторезного станка модели 1К620, для изменения скорости вращения шпинделя имеется механизированный привод.

Движения для наладки станка в соответствии с размерами и конфигурацией обрабатываемой детали включают установочные и быстрые перемещения, а также повороты рабочих органов станков.

Движения управления станком в процессе работы необходимы для включения, выключения и реверсирования приводов движения и подачи, для управления приводами взаимосвязанных движений и для управления вспомогательными приводами станка.

В ряде станков имеются встроенные приводы, обеспечивающие движения соответствующих рабочих органов для подачи и зажима со пруткового материала или штучных заготовок.

3. Взаимосвязанные движения

В некоторых случаях механической обработки получение заданной формы и конфигурации поверхностей детали достигается введением дополнительных движений, имеющих определенную строгую кинематическую связь с основными движениями станка — движением резания и движением подачи. Эти движения требуют особой настройки и поэтому в общем случае их следует называть взаимосвязанными. В зависимости от характера и назначения взаимосвязанные движения могут быть подразделены на пять видов.

Движение обкатки или огибания используется в специализированных станках для нарезания всех видов зубчатых колес, червяков, шлицевых валов и других аналогичных деталей. Движение обкатки иногда имеет кинематическую связь только с движением резания (нарезание прямозубых цилиндрических колес на зубофрезерном станке), иногда только с движением подачи (нарезание прямозубых колес на зубодолбежном станке), а в отдельных случаях (нарезание косозубых колес на зубофрезерном станке) имеет связь и с движением резания и с движением подачи.

Движение образования винтовой поверхности применяется при нарезании резьбы резцом на токарно-вннторезных станках и при фрезеровании резьбы и винтовых канавок на резьбофрезерных или универсально-фрезерных станках. При нарезании резьбы резцом на токарном станке движение образования винтовой поверхности кинематически связано с движением резания, а при фрезеровании резьбы — с круговой подачей обрабатываемой детали.

Движение образования архимедовой спирали необходимо при нарезании торцовых резьб на токарных станках. Оно связано с движением резания.

Движение образования сложных поверхностей используется при обработке конусов на токарных станках моделей 163 и 1К620 и для всех видов копировальных работ.

Движение деления может иметь особую связь с основными движениями, обеспечивая делительные повороты обрабатываемой детали на необходимый угол в определенные периоды работы станка. В некоторых случаях движение деления имеет связь не с основными, а со вспомогательными движениями.

Источник

Движения в станках

Содержание

1. Основные движения в станках (движения резания, движения подачи)

Для обработки деталей рабочим органам металлорежущих станков необходимо сообщить определенный, иногда довольно сложный комплекс движении. Все движения могут быть подразделены на три вида: основные, вспомогательные и взаимосвязанные.

К основным отнесены те движения, которые осуществляют процесс непрерывного снятия стружки с обрабатываемой детали. Основные движения делятся на движения резания и движения подачи.

Движение резания

Движение резания непосредственно обеспечивает процесс снятия слоя металла в виде стружки. Это движение в большинстве случаев сообщается инструменту, в некоторых случаях обрабатываемой детали, а иногда детали и инструменту одновременно. Движение резания всегда осуществляется от механического привода.

Движение подачи

Движение подачи обеспечивает непрерывность процесса снятия стружки. Движение подачи также может сообщаться инструменту, детали или тому и другому одновременно. У современных станков в подавляющем большинстве случаев движения подач также осуществляются принудительно от механического или гидравлического привода. Ручные перемещения рабочих органов иногда используются при обработке деталей как движение подачи, однако, поскольку эти движения в основном предназначены для установочных перемещений режущего инструмента или детали, они условно отнесены к группе вспомогательных движений.

1. Вспомогательные движения

Эта группа движений весьма обширна. В нее входят все виды движений, которые непосредственно не участвуют в процессе резания, но необходимы для подготовки станка к работе, управления рабочими органами станка, автоматизации обработки деталей и т. п.

Движения для настройки станка на заданные режимы резания в большинстве случаев осуществляются от руки, однако у ряда современных станков, как, например, у токарно-винторезного станка модели 1К620, для изменения скорости вращения шпинделя имеется механизированный привод.

Движения для наладки станка в соответствии с размерами и конфигурацией обрабатываемой детали включают установочные и быстрые перемещения, а также повороты рабочих органов станков.

Движения управления станком в процессе работы необходимы для включения, выключения и реверсирования приводов движения и подачи, для управления приводами взаимосвязанных движений и для управления вспомогательными приводами станка.

В ряде станков имеются встроенные приводы, обеспечивающие движения соответствующих рабочих органов для подачи и зажима со пруткового материала или штучных заготовок.

Движения для закрепления и освобождения рабочих органов станка могут осуществляться как от руки, так и от механизированных или гидрофицированых приводов.

3. Взаимосвязанные движения

Взаимосвязанные движения. В некоторых случаях механической обработки получение заданной формы и конфигурации поверхностей детали достигается введением дополнительных движений, имеющих определенную строгую кинематическую связь с основными движениями станка — движением резания и движением подачи. Эти движения требуют особой настройки и поэтому в общем случае их следует называть взаимосвязанными. В зависимости от характера и назначения взаимосвязанные движения могут быть подразделены на пять видов.

Движение обкатки или огибания используется в специализированных станках для нарезания всех видов зубчатых колес, червяков, шлицевых валов и других аналогичных деталей. Движение обкатки иногда имеет- кинематическую связь только с движением резания (нарезание прямозубых цилиндрических колес • на зубофрезерном станке), иногда только с движением подачи (нарезание прямозубых колес на зубодолбежном станке), а в отдельных случаях (нарезание косозубых колес на зубофрезерном станке) имеет связь и с движением резания и с движением подачи.

Движение образования винтовой поверхности применяется при нарезании резьбы резцом на токарно-винторезных станках и при фрезеровании резьбы и винтовых канавок на резьбофрезерных или универсально-фрезерных станках. При нарезании резьбы резцом на токарном станке движение образования винтовой поверхности кинематически связано с движением резания, а при фрезеровании резьбы — с круговой подачей обрабатываемой детали.

Движение образования архимедовой спирали необходимо при нарезании торцовых резьб на токарных станках. Оно связано с движением резания.

Движение образования сложных поверхностей используется при обработке конусов на токарных станках моделей 163 и 1К620 и для всех видов копировальных работ.

Движение деления может иметь особую связь с основными движениями, обеспечивая делительные повороты обрабатываемой детали на необходимый угол в определенные периоды работы станка. В некоторых случаях движение деления имеет связь не с основными, а со вспомогательными движениями.

3. Сушка

Сушка производится при более высокой температуре воздуха, чем в момент окрашивания, желательно в сушильной камере, тогда краска будет держаться на металлоконструкции наилучшим образом. Но можно использовать «инфракрасные нагреватели».

Источник

Основные и вспомогательные движения в станках

Для образования на детали винтовых поверхностей различного профиля инструменту и заготовке сообщаются необходимые движения: основные и вспомогательные. К основным движениям относят главное движение и движение подачи.

Главным движением в станке является то движение, которое определяет скорость резания, т. е. скорость снятия стружки с заготовки. Главное движение может быть вращательным или прямолинейным. В резьбонарезных станках его совершает либо инструмент, либо заготовка.

Движение подачи, совершаемое заготовкой или инструментом, или тем и другим вместе, — это такое движение в станке, которое обеспечивает подвод к инструменту все новых и новых участков заготовки для снятия с них стружки. Движение подачи так же, как и главное движение, может быть вращательным или прямолинейным. При этом движений подач в станке может быть несколько и среди них может быть, например, продольная, поперечная, круговая, тангенциальная подача.

Главное движение и движение подачи осуществляются путем перемещения соответствующих исполнительных звеньев станка, несущих инструмент и заготовку. Перемещения исполнительных звеньев связаны между собой (часто жесткой кинематической цепью).

Вспомогательные движения в станках не связаны непосредственно с процессом резания, но обеспечивают подготовку к его осуществлению. К вспомогательным относятся движения, связанные с установкой, закреплением, освобождением и снятием заготовки и инструмента со станка, подводом и отводом инструмента, управлением станком, ускоренными перемещениями узлов станка, перемещением приборов, контролирующих обрабатываемые размеры и др.

Главное движение и движение подачи связаны с перемещением соответствующих исполнительных звеньев станка. Скорость перемещения этих звеньев задают исходя из условий, в которых происходит резьбонарезание. Обработку детали на станке необходимо вести с оптимальной скоростью резания, при которой достигается наибольшая производительность, обеспечивается выполнение технологических требований к качеству обработанной поверхности, наилучшим образом используются инструмент и станок. Оптимальная скорость резания определяется многими факторами: материалом заготовки и инструмента, геометрией режущих кромок инструмента, его стойкостью, требованиями к точности и шероховатости обработанной поверхности, величиной подачи и глубиной резания и др.

Из формулы следует, что n₂=n₁φ, n₃=n2φ, n₄=n₃φ и т. д., где n₁, n₂, n₃, n₄ — частоты вращения исполнительного звена.

Подачи в станке тоже могут быть расположены по геометрической прогрессии, но нередко их регулируют бесступенчато, а в резьбонарезных станках, особенно в цепи, обеспечивающей получение требуемого шага резьбы, ступени подач могут быть расположены по арифметической прогрессии или другой какой-либо закономерности.

Ступенчатое регулирование скоростей и подач в металлорежущих станках осуществляют с помощью сменных шкивов или сменных зубчатых колес, шестеренных коробок скоростей и сочетанием коробок скоростей со сменными зубчатыми колесами, с помощью многоскоростных электродвигателей, храповых механизмов и др.

Регулирование частоты вращения и скорости перемещения исполнительных звеньев главного движения и движения подачи осуществляют механизмами главного движения и движения подачи. В зависимости от назначения и конструкции станка механизмы главного движения и подачи выполняют различно. Однако любой сложный механизм состоит из отдельных элементов, которые обеспечивают исполнительным звеньям станка необходимые движения. Передача этих движений исполнительным звеньям от источника движения (электродвигателя) происходит в резьбонарезных станках в основном с помощью механических и гидравлических передач.

Источник

Что такое основное и вспомогательное движение станка приведите примеры

§ 3. Кинематика металлорежущих станков

Каждый металлорежущий станок имеет рабочие органы, которым сообщаются определенные движения в зависимости от характера выполняемых работ. При изучении и эксплуатации металлорежущих станков пользуются кинематическими схемами.

Кинематическая схема станка состоит из кинематических цепей, которые, в свою очередь, включают кинематические пары и звенья. Кинематическим звеном называется деталь механизма (или группа деталей, жестко соединенных между собой), связанная с другой деталью. Кинематическими звеньями являются зубчатые колеса, ходовые винты, гайки, звездочки, рейки, шкивы и др. Совокупность двух звеньев называется кинематической парой (два зубчатых колеса, винт и гайка, червяк и зубчатое колесо и т. д.).

При составлении кинематических схем пользуются стандартными условными обозначениями (ГОСТ 3462-61). В табл. 1 приведены условные обозначения наиболее важных и часто встречающихся кинематических пар станков.

Таблица 1. Условные обозначения для кинематических схем ГОСТ 3462-81

Несмотря на большое количество типов станков и разнообразие конструкций в них есть много общего в отношении движений органов, построения кинематических цепей и в типичности применяемых механизмов. Это облегчает изучение станков и дает возможность установить единую методику настройки для большинства из них.

Под кинематической настройкой станка понимается установление определенных кинематических связей между отдельными его органами для получения необходимого относительного движения обрабатываемой детали и режущего инструмента.

Движения в станках. В металлорежущих станках различают два вида движений: основные (рабочие) и вспомогательные. Соответственно кинематические цепи, обеспечивающие эти движения, называются основными или вспомогательными. К основным движениям относят главное движение (движение резания) и движение подачи. Главное движение может быть вращательным (вращение заготовки или режущего инструмента на токарных, сверлильных, фрезерных, шлифовальных и других станках) или возвратно-поступательным (на строгальных, долбежных, протяжных и других станках). Движение подачи также может быть вращательным или прямолинейным и сообщаться заготовке или режущему инструменту. Кинематическая цепь главного движения обеспечивает необходимую скорость резания v, которая измеряется в м/мин (у шлифовальных станков в м/сек).

Вспомогательными движениями в металлорежущих станках называются такие, которые непосредственно не участвуют в процессе резания (в процессе формообразования детали), но необходимы для установки и снятия обрабатываемых деталей, подвода и отвода режущих инструментов, автоматизации управления станком, контроля размеров и качества обработанных поверхностей и т. д.

В отдельных станках имеются специфические движения, присущие только одному типу или группе станков. Например, у станков для обработки зубчатых колес по методу обката имеются движения деления и обката, которые обеспечивают образование нужного зубчатого венца у обрабатываемой заготовки.

Передачи и передаточные отношения. Основными механическими передачами (кинематическими парами), применяемыми в металлорежущих станках, являются: ременная, зубчатая, цепная, червячная, храповая, реечная, винтовая. В каждой передаче различают: ведущий вал (вщ), передающий движение, и ведомый (ем), принимающий движение. Передаточным отношением кинематической пары называется отношение числа оборотов ведомого вала к числу оборотов ведущего (рис. 3):

Рассмотрим основные передачи в станках.

Ременная передача (рис. 3, а) состоит из двух шкивов, закрепленных на валах, и ремня (плоского или клиновидного). Эта передача проста по конструкции, обеспечивает плавность движения. В настоящее время наибольшее распространение имеет клиноременная передача, так как она компактна и может передавать значительно большую мощность (с увеличением сечения и количества ремней), чем плоскоременная передача.

Недостатком ременной пер дачи является скольжение ремня, что не обеспечивает постоянства передаточного отношения, поэтому ременные передачи не применяют в точных отсчетных кинематических цепях (для нарезания резьбы, деления и обкатки и др.).

Без учета скольжения ремня линейные скорости точки А на ведущем шкиве и точки Б на ведомом равны окружной скорости ремня:

С учетом скольжения ремня число оборотов ведомого шкива (вала)

Цепная передача состоит из двух металлических звездочек, кинематически связанных цепью (рис. 3, в). Эта передача не имеет проскальзывания, может передавать значительные крутящие моменты и применяется взамен ременной передачи в тех случаях, когда происходит интенсивный износ и разрушение ремней (на станках с обильным охлаждением и др.).

У цепной передачи, аналогично зубчатой,

Червячная передача (рис. 3, г) состоит из червяка и червячного зубчатого колеса. Ведущим звеном является червяк. Червячную передачу применяют для осуществления вращательного движения между валами со скрещивающимися осями, с резким понижением числа оборотов ведомого вала (с помощью червячной пары можно получить ).

Червяк может быть с однозаходной и многозаходной трапецеидальной резьбой; за один оборот червяка червячное колесо повернется на число зубьев, равное числу заходов червяка.

Передаточное отношение червячной пары

Зубчатая реечная передача (рис. 3, д) состоит из зубчатого колеса (реечного) и рейки и предназначена для преобразования вращательного движения в прямолинейное и наоборот.

Величина минутного пути рейки

Винтовая передача (рис. 3, е) состоит из винта и гайки с трапецеидальной или прямоугольной резьбой и применяется для преобразования вращательного движения в поступательное. Винтовую передачу используют в цепях движения подачи и для различных установочных перемещений. Обычно ведущим является винт, и при его вращении поступательно перемещается гайка вместе с каким-то узлом станка (подача суппортов * с режущими инструментами в станках токарной группы и др.). Возможны конструкции, у которых гайка неподвижна, а винт, вращаясь, перемещается прямолинейно внутри гайки вместе со столом станка (фрезерные станки). Величина минутного (прямолинейного) пути винта или гайки

* ( Суппортом называется узел станка, на котором установлены и закреплены режущие инструменты.)

Храповая передача (рис. 4) состоит из храпового колеса и храповой собачки, связанной с кривошипно-шатунным механизмом. За один оборот кривошипного диска храповая собачка 2 делает два качательных движения на угол а, чем осуществляется поворот храпового колеса 1 на угол а в одном направлении.

Качательное движение храповой собачки в обратном направлении является холостым. Храповая передача применяется для осуществления прерывистого вращательного или поступательного движения (строгальные и долбежные станки).

Для создания периодической (прерывистой) подачи винтовая передача соединяется в одну цепь с храповым механизмом (строгальные и долбежные станки); в этом случае величина подачи за один двойной ход стола с обрабатываемой заготовкой или ползуна с режущим инструментом

* ( , если число получается дробным, то оно округляется до ближайшего меньшего целого числа.)

** ( Если храповое колесо непосредственно насажено на ходовой винт, то i = 1)

Рассмотренные передачи в станках компонуют в кинематические цепи. Общее передаточное отношение цепи, состоящей из k последовательно включенных передач, равно произведению всех частных передаточных отношений:

Число оборотов последнего звена цепи (ведомого)

Пример. Определить величину перемещения рейки (рис. 5) в минуту, если

модуль реечного колеса m = 2 мм.

Рис. 5. Схема для решения кинематической цепи

Решение. Первым ведущим валом является вал приводного электродвигателя I; последним ведомым валом будет вал VII, на котором закреплено реечное колесо. Определив число оборотов вала VII и умножив его на длину делительной окружности реечного колеса (πmz_{ч. к}), получим величину минутного пути рейки

При фрезеровании изменяется число оборотов режущего инструмента и величина подачи заготовки.

В металлорежущих станках применяют ступенчатое и бесступенчатое регулирование скоростей резания и подачи.

У станка со ступенчатым регулированием имеется только определенный ряд чисел оборотов и подач в пределах регулирования а это означает, что между величинами чисел оборотов или подач имеются разрывы «ступени».

У станка с бесступенчатым регулированием чисел оборотов изменение их производится плавно, т. е. в пределах регулирования можно установить любое число оборотов.

Скоростью резания при вращательном движении будет линейная скорость точек, расположенных на поверхности вращающейся заготовки или режущего инструмента:

Для получения заданной наиболее выгодной скорости резания, допускаемой режущим инструментом и условиями обработки, необходимо установить соответствующее число оборотов заготовки

На металлорежущих станках с бесступенчатым регулированием можно установить требуемое число оборотов, если оно находится в пределах регулирования. При ступенчатом регулировании придется установить на станке ближайшее большее или меньшее к расчетному число оборотов, если последнее не совпало с числом оборотов, имеющемся в ряде станка. Например, у станка имеется ряд чисел оборотов шпинделя: 100, 141, 200, 282, 400; расчетное число оборотов n_р = 350 об/мин, следовательно, мы можем установить на станке 282 (нижняя ступень) или 400 об/мин (верхняя ступень). Установив 400 об/мин, мы завышаем скорость резания на 12%, что приведет к быстрому затуплению инструмента. Установив 282 об/мин, мы занижем скорость резания на 20%. Таким образом, ступенчатое регулирование чисел оборотов шпинделя почти всегда вызывает некоторую потерю скорости резания и снижение производительности обработки.

Однако ступенчатое регулирование скоростей в металлорежущих станках более распространено, чем бесступенчатое, из-за

большей надежности и простоты конструкции.

В металлорежущих станках принят ряд чисел оборотов шпинделей, построенный по геометрической прогрессии. Каждое последующее число (большее) такого ряда равно предыдущему, умноженному на знаменатель прогрессии φ.

Если обозначить минимальное число оборотов n_min = n₁, то геометрический ряд чисел оборотов будет иметь следующий вид:

Преимущество геометрического ряда чисел оборотов заключается в том, что относительная потеря скорости резания (из-за необходимости работать на меньшем числе оборотов шпинделя по сравнению с наивыгоднейшим расчетным пр) остается постоянной на всех ступенях ряда и зависит только от величины знаменателя ряда φ. Значения знаменателей φ геометрических рядов стандартизованы: 1,06; 1,12; 1,26; 1,41; 1,58; 1,78; 2.

Ряды подач и чисел двойных ходов (у станков с возвратно-поступательным движением резания) строят также по геометрической прогрессии.

Отношение максимального числа оборотов шпинделя станка к минимальному называется диапазоном регулирования чисел оборотов:

Аналогично диапазон регулирования подач

Диапазон регулирования скоростей резания и подач в некоторой мере дает представление о степени универсальности станка.

Для универсальных станков для специализированных станков например, у токарно-винторезного станка мод. 1К62

* ( Большая величина R_n объясняется тем, что станок модернизирован путем повышения верхнего предела чисел оборотов при сохранении нижнего предела.)

а у многорезцового полуавтомата мод. 1730

Диапазон регулирования чисел оборотов связан со знаменателем ряда φ:

Бесступенчатое регулирование скоростей может производиться механическими, гидравлическими и электрическими устройствами.

Привод металлорежущих станков. Приводом называется совокупность устройств (механизмов), передающих движение рабочим органам станка от источника движения. Привод может быть групповым (трансмиссионным), когда источником движения для группы, станков является один мощный электродвигатель, или индивидуальным, когда каждый станок имеет один или несколько приводных электродвигателей. В последнем случае различают приводы: главного движения, подач, быстрых холостых перемещений и т. д. В настоящее время из-за ряда своих недостатков групповой привод в приборостроении почти не применяется.

В систему электрического привода входят: электродвигатель (или несколько двигателей), аппаратура управления двигателем, механические передачи, связывающие электродвигатель с рабочими органами станка.

По способу управления движением электроприводы делятся на неавтоматизированные, полуавтоматизированные и автоматизированные. В первом случае управление электроприводом осуществляется вручную. Во втором случае управление электроприводом частично осуществляется рабочим (в настоящее время такой вид электропривода имеет наибольшее распространение). В автоматизированном электроприводе полностью автоматизировано управление всеми движениями, начиная с загрузки заготовок на станок и кончая выдачей готовых изделий.

Основным направлением развития электропривода в современном станкостроении является возможно большая автоматизация управления и приближение приводного электродвигателя к рабочим органам станка, что сокращает и упрощает механические передачи в станке.

В станочных приводах применяют главным образом трехфазные асинхронные двигатели переменного тока с короткозамкнутым ротором и двигатели постоянного тока с параллельным возбуждением («шунтовые» двигатели).

Наибольшее распространение в станкостроении имеют трехфазные асинхронные короткозамкнутые двигатели. По сравнению с другими электродвигателями они проще, дешевле, надежнее в эксплуатации, проще в управлении и не требуют специальных преобразовательных устройств, так как рассчитаны на использование стандартного промышленного тока. Особенно удобны такие двигатели для встраивания в станки.

Двигатели постоянного тока с параллельным возбуждением сложнее и дороже асинхронных короткозамкнутых двигателей. При одинаковой мощности первые имеют большие габариты. Коэффициент полезного действия (к. п. д) у них ниже, более сложна эксплуатация и они требуют специальных устройств для получения постоянного тока. Основным достоинством двигателей постоянного тока является возможность бесступенчатого регулирования чисел оборотов с диапазоном регулирования R_n = 3÷4.

Гидравлический привод металлорежущего станка представляет собой совокупность гидравлических устройств, приводящих в движение исполнительные органы станка. В качестве рабочей жидкости, передающей давление и скорость силовому органу, в системах гидропривода применяют минеральные масла различных марок (индустриальное 12, индустриальное 20, турбинное, турбинное 22). Масло должно быть однородно по химическому составу, иметь достаточно высокую температуру вспышки и низкую температуру застывания, а также определенную вязкость. Для получения равномерности хода механизмов станка в масле ограничивается содержание воздуха и пенообразующих веществ. Гидропривод широко применяют в металлорежущих станках (строгальных, протяжных, фрезерных, шлифовальных и др.) в силу ряда достоинств, из которых основными являются следующие:

В гидравлическую систему металлорежущих станков входят: насосы, устройства, передающие движение рабочим органам станка (силовые гидроцилиндры для возвратно-поступательного перемещения, гидродвигатели для вращательного движения); аппаратура управления (золотники, краны и др.); контрольно-регулирующая аппаратура (клапаны, дроссели и другие регуляторы скорости).

* ( Производительностью насоса Q называется количество масла, нагнетаемое им в литрах в одну минуту.)

При закрывании дросселя перед ним в трубопроводе повышается давление, шарик А предохранительного клапана 8 отжимает пружину, рассчитанную на определенное давление в системе, излишки масла сливаются в резервуар через открывшееся отверстие клапана. Таким образом предохранительный клапан 8 автоматически поддерживает постоянное давление в системе и в случае каких-либо непредвиденных остановок стола (из-за перегрузок) предохраняет от аварий, сбрасывая в резервуар 10 всю жидкость, подаваемую насосом. Кран 9 называется управляющим. Поворачивая его вокруг оси, можно соединить насос со сливной трубой Б, чем полностью прекратится подача жидкости в рабочий цилиндр и тем самым остановится стол станка (что необходимо при установке и съеме обрабатываемых деталей и при других вспомогательных приемах работы).

Насосы, применяющиеся в гидроприводах металлорежущих станков, бывают трех типов: шестеренные, поршневые и лопастные, и обеспечивают равномерный, непрерывный поток нагнетаемой жидкости.

Поршневой насос с радиально расположенными поршнями работает по схеме, показанной на рис. 7, б. Ротор 1 с поршнями 3 вращается вокруг оси 4, которая имеет полость всасывания 7 и полость нагнетания 5, изолированные друг от друга перегородкой 6. Ротор 1 вращается вокруг оси, смещенной относительно оси статорного кольца 2 на величину е. При вращении ротора поршни прижимаются к статорному кольцу центробежной силой или дополнительно специальными пружинами. За один оборот ротора каждый поршень делает один двойной ход в радиальном направлении (длина хода 2е), засасывает порцию масла из полости 7 и, двигаясь к оси вращения ротора, нагнетает масло в полость 5. Если для этого насоса можно изменять величину эксцентрицитета е, то его производительность будет переменной.

С увеличением величины е производительность насоса увеличивается. Производительность поршневого насоса зависит от площади и числа поршней, величины эксцентрицитета и числа оборотов ротора насоса.

Поршневые насосы изготовляют производительностью Q = 50÷200 л/мин при давлении р = 75÷200 кГ /_{см 2} .

Гидродвигатели представляют собой устройства, передающие движение непосредственно исполнительным органам станка. Гидродвигателями для осуществления возвратно-поступательного движения являются гидроцилиндры. Они делятся в основном на поршневые простые (двухштоковые, рис. 8, а) и дифференциальные (одноштоковые, рис. 6 и 8, б).

* ( Чем больше Q и меньше F, тем больше будет скорость поршня v)

представляют собой замкнутый сосуд с одинаковым давлением в обеих полостях. Сила, действующая со стороны поршня,

будет больше силы, действующей со стороны штока,

Следовательно, под действием силы поршень с исполнительным органом станка будет двигаться слева направо, выжимая масло из правой полости цилиндра в левую, которая будет быстро заполняться маслом.

Дифференциальные цилиндры с тонким штоком * широко применяют в протяжных станках, в результате чего время холостого хода составляет всего 10-15% времени рабочего хода.

* ( Чем меньше площадь штока, тем больше будет скорость холостого хода.)

Гидродвигателями для осуществления вращательного движения принципиально могут быть насосы всех типов, применяемые в гидроприводе, если в их рабочие органы подавать жидкость с определенными давлением и скоростью ее продвижения.

В последние годы начала применяться оригинальная отечественная конструкция гидродвигателя для вращательного движения- винтовой гидродвигатель (рис. 9).

Принцип работы такого двигателя заключается в следующем. Шпиндель станка 1 соединен с ведущим винтом 5 гидродвигателя, который находится в беззазорном зацеплении с двумя ведомыми винтами 6. Резьба на винтах двухзаходная, циклоидального профиля, причем направления винтовой линии резьбы у ведущего и ведомых винтов противоположны.

Соотношение размеров винтов выбраны такими, что ведомые винты разгружены от силового воздействия ведущего винта, и вращательное движение они получают не от него, а от воздействия нагнетаемой рабочей жидкости. Ведомые винты играют только роль герметически уплотняющих прокладок, препятствующих протеканию жидкости из напорной полости в сливную. Радиальной опорой вращающихся винтов является внутренняя поверхность бронзовой обоймы 4, которая охватывает их с зазором, соответствующим посадке

Масло под давлением через трубопровод 7 подводится к правому торцу обоймы, проходит вдоль винтов, заставляя их вращаться, и отводится от левого торца через сливной трубопровод 8 в бак.

* ( Ходовой, винт и соединяемая с ним маточная гайка представляют собой кинематическую пару, предназначаемую для сообщения прямолинейного движения различным узлам металлорежущих станков (суппортам, кареткам, столам и т. п.))

Осевая сила, возникающая от давления масла на ведущий винт, воспринимается упорными подшипниками * шпинделя. Вращение винтов с небольшим трением (каждый винт фактически вращается благодаря потоку жидкости) исключает их интенсивный износ, чем обеспечивается длительная и качественная работа гидродвигателя.

* ( Подшипником называется опора вала или вращающейся оси. Различают подшипники скольжения и подшипники качения.)

Шпиндель 1 вращается в подшипниках скольжения 10, в которых подачей смазки из основной трассы гидродвигателя обеспечивается жидкостное трение. Подшипники скольжения выгодно отличаются от подшипников качения, так как они, работая в режиме жидкостного трения, обеспечивают стабильность положения оси шпинделя как при малых рабочих нагрузках (чистовые работы), так и при больших нагрузках (предварительная обработка). Кроме того, подшипники скольжения обеспечивают высокую степень эластичности и бесшумности работы шпинделя на высоких скоростях.

На переднем конце шпинделя имеется резьба для навертывания трубчатого режущего инструмента, к которому подается охлаждающая жидкость через центральные отверстия в ведущем винте и шпинделе.

Описанный гидродвигатель, имея небольшие габариты и обладая бесступенчатым регулированием скорости в пределах 1000-25 000 об/мин, является исключительно перспективным для использования высокой режущей способности металлокерамических, керамических и алмазных инструментов как при обработке металлов, так и при обработке неметаллических материалов.

Аппаратура управления гидроприводом служит для переключения потоков рабочей жидкости в гидросистеме вручную или автоматически. В основном к аппаратуре управления относятся реверсивные золотники и краны управления. На рис. 6 показан реверсивный золотник 6, который изменяет направление потоков масла в гидроцилиндре 13 осевым смещением своих поршней, в результате чего реверсируется движение стола. Кран 9, переключая поток жидкости, подаваемый насосем 11 (в гидросистему или в бак 10), включает или выключает движение стола.

К контрольно-регулирующей аппаратуре относится: аппаратура для изменения скорости движения рабочих органов станка, аппаратура для поддержания постоянства давления в гидросистеме и для изменения направления потоков жидкости при изменении давления в какой-либо части гидросистемы.

Регуляторы скорости-дроссели (см. стр. 27) бывают разных конструкций (игольчатые, щелевые и др.), но в любой из них регулирование скорости производится изменением величины проходного сечения дросселя. В гидросистемах дроссели применяют вместе с переливными клапанами (для слива избыточной жидкости при дросселировании) и насосами с постоянной производительностью. Клапаны определенной конструкции также служат для включения или выключения какого-либо ответвления гидросистемы при достижении определенного давления.

Источник