Лекции по "Машиностроению"

 В российском машиностроении  принята Единая система условных  обозначений станков, разработанная  в ЭНИМСе, в соответствии с  которой каждому станку присваивается  определенный шифр. Первые две  цифры шифра определяют группу  и тип станка. Буква на втором  или третьем месте позволяет  различить станки одного типоразмера, но с разными техническими  характеристиками. Третья или четвертая  цифра показывает условный типоразмер  станка. Последняя буква указывает  на различные модификации станков  одной базовой модели.

 Все металлорежущие  станки разбиты на 10 групп, а каждая  группа — на 10 типов. В представленной  ниже классификации номер и  название группы указаны курсивом, номер (от 0 до 9-го) и название типа  указаны в скобках.

Группа 0 — резервная. Группа 1 — токарные станки (0 — специализированные автоматы и полуавтоматы; 1 — одношпиндельные автоматы и полуавтоматы; 2 — многошпиндельные автоматы и полуавтоматы; 3 — револьверные; 4 — сверлильно-отрезные; 5 — карусельные; 6 — токарные и лобовые; 7 — многорезцовые; 8 — специализированные; 9 — разные токарные). Группа 2 — сверлильные и расточные станки (0 — резервный; 1 — вертикально-сверлильные; 2 — одношпиндельные полуавтоматы; 3 — многошпиндельные полуавтоматы; 4 — координатно-расточные; 5 — радиально-сверлильные; 6 — горизонтально-расточные; 7 — алмазно-расточные; 8 — горизонтально-сверлильные; 9 — разные сверлильные). Группа 3— шлифовальные и доводочные станки (0 — резервный; 1 — круглошлифовальные; 2 — внутришлифовальные; 3 — обдирочные шлифовальные; 4 — специализированные шлифовальные; 5 — резервный; 6 — заточные; 7 — плоскошлифовальные; 8 — притирочные и полировочные; 9 — разные, работающие абразивом). Группа 4 — комбинированные станки. Группа 5 — зубо- и резьбообрабатывающие станки (0 — резьбонарезные; 1 — зубо-строгальные для цилиндрических колес; 2 — зуборезные для конических колес; 3 — зубофрезерные; 4 — для нарезания червячных пар; 5 — для обработки торцев зубьев; 6 — резьбофрезерные; 7 — зубоотделочные и поверочные; 8 — зубо- и резьбошлифовальные; 9 — разные зубо- и резьбообрабатывающие станки). Группа 6 — фрезерные станки (0 — резервный; 1 — вертикальные консольные; 2 — непрерывного действия; 3 — резервный; 4 — копировальные и гравировальные; 5 — вертикальные бесконсольные; 6 — продольные; 7 — консольные широкоуниверсальные; 8 — горизонтальные консольные; 9 — разные фрезерные).Группа 7— строгальные, долбежные, протяжные (0 — резервный; 1 — продольно-строгальные одностоечные; 2 — продольно-строгальные двух-стоечные; 3 — поперечно-строгальные; 4 — долбежные; 5 — протяжные горизонтальные; 6 — резервный; 7 — протяжные вертикальные; 8 — резервный; 9 — разные строгальные).Группа 8 — разрезные станки (0 — резервный; 1 — разрезные, работающие резцом; 2 — разрезные, работающие абразивным кругом; 3 — разрезные, работающие гладким диском; 4 — правильно-отрезные; 5 — пилы ленточные; 6 — пилы дисковые; 7 — пилы ножовочные). Группа 9 — разные станки (1 — опиловочные; 2 — пилонасека-тельные; 3 — правильно- и бесцентрово-обдирочные; 4 — балансировочные; 5 — для испытания сверл и шлифовальных кругов; 6 — делительные машины).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4.Классификация движений исполнительных органов станка. Характеристика основных движений станка.

Для получения реальной поверхности при обработке на станках необходимы относительные движения инструмента и заготовки, называемые исполнительными; функции этих движений различны.

1.Движение формообразования  необходимо для получения поверхности  заданной формы и обозначается  буквой Ф. Оно может быть простым, например, при точении резцом  Фv (В1) - вращательное движение заготовки  и Фs(П2) - поступательное движение  резца вдоль оси заготовки (рис.10а), или сложным, состоящим из двух  или более элементарных движений, например, при зубодолбленииФs (В2 В3) это вращательное движение заготовки  В2 и связанное с ним вращательное  движение инструмента В3.

 Движение формообразования  является основным движением  и реализуется в станке как  главное, в направлении которого  расходуется наибольшая мощность  и которое осуществляется с  наибольшей скоростью и движением  подачи.

2.Движение деления предназначается  для переноса движения формообразования  в другую зону заготовки при  обработке детали с повторяющимися  по форме поверхностями и обозначается  буквой Д .

 Например, последовательное  затылование зубьев червячной  фрезы, будет движением деления  Д (B3).

3.Движение врезания предназначено  для получения поверхности заданных  размеров и происходит одновременно  с движением формообразования, например, радиальное перемещение резца  при фасонном точении и обозначается  буквами Вр .

4.Установочное движение  необходимо для получения поверхности  заданных размеров, но осуществляется  перед включением движения формообразования  и обозначается буквой Уст.

 Для элементарных движений, создающих исполнительные движения, характерны следующие признаки:

• они всегда единовременны;
• их параметры всегда взаимосвязаны.

 Каждое исполнительное  движение в станках характеризуется  следующими параметрами:

• направление (Н);
• путь (П);
• скорость(V);
• траектория (Т);
• исходное положение (ИП).

 Таким образом, движения  в станках настраиваются по  пяти параметрам в зависимости  от вида траектории и сложности  исполнительного движения.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5Принципы нормализации. Нормальные ряды чисел в станкостроении. Знаменатель ряда (геометрической прогрессии).

Таблица 1.3 - Нормальные ряды чисел в станкостроении

 

Значение знаменателя pяда							Значение знаменателя pяда							Значение знаменателя pяда
1,06	1,12	1,26	1,41	1,58	1,78	2,00	1,06	1,12	1,26	1,41	1,58	1,78	2,00	1,06	1,12	1,26	1,41	1,58	1,78	2,00
1,0	1,0	1,0	1,0	1,0	1,0	1,0	10	10	10		10	10		100	100	100		100	100
1,06							10,6							106
1,12	1,12						11,2	11,2		11,2				112	112
1,18							11,8							118
1,25	1,25	1,25					12,5	12,5	12,5					125	125	125	125			125
1,32							13,2							132
1.4	1.4		1.4				14	14						140	140
1,5							15							150
1,6	1,6	1,6		1,6			16	16	16	16	16		16	160	160	160		160
1,7							17							170
1,8	1,8				1,8		18	18				18		180	180		180		180
1,9							19							190
2,0	2,0	2,0	2,0			2,0	20	20	20					200	200	200
2,12							21,2							212
2,24	2,24						22,4	22,4		22,4				224	224
2,36							23,6							236
2,5	2,5	2,5		2,5			25	25	25		25			250	250	250	250	250		250
2,65							26,5							265
2,8	2,8		2,8				28	28						280	280
3,0							30							300
3,15	3,15	3,15			315		31,5	31,5	31,5	31,5		31,5	31,5	315	315	315			315
3,35							33,5							335
3,55	3,55						35,5	35,5						355	355		355
3,75							37,5							375
4,0	4,0	4,0	4,0	4,0		4,0	40	40	40		40			400	400	400		400
4,25							42,5							425
4,5	4,5						45	45		45				450	450
4,75							47,5							475
5,0	5,0	5,0					50	50	50					500	500	500	500			500
5,3							53							530
5,6	5,6		5,6		5,6		56	56				56		560	560				560
6,0							60							600
6,3	6,3	6,3		6,3			63	63	63	63	63		63	630	630	630		630
6,7							67							670
7,1	7,1						71	71						710	710		710
7,5							75							750
8,0	8,0	8,0	8,0			8,0	80	80	80					800	800	800
8,5							85							850
9,0	9,0						90	90		90				900	900
9,5							95							950
														1000	1000	1000	1000	1000	1000	1000

 

По найденным передаточным отношениям определяют числа зубьев зубчатых колес.

В станкостроении межосевые расстояния, суммы чисел зубьев сопряженных колес, числа зубьев червячных колес и модулинормализованы.

При постоянном расстоянии между осями ведущего и ведомого валов, при одинаковом модуле группы передач сумма чисел зубьев каждой пары зубчатых колес является постоянной величиной, т. е.  .

Передаточное отношение пар зубчатых колес, находящихся в зацеплении,  ,  ,   и т. д.; из уравнений   и    следует, что   и  .

По этим формулам находят числа зубьев колес группы   по за данной  .  
Передаточное отношение  ,   и т. д. определяют по графику частоты вращения.

 

Ряды частот вращения шпинделей, двойных ходов и ряды подач в станках

Для станков с вращательным главным движением окружная скорость резания зависит от частоты вращения шпинделя и диаметра обрабатываемой заготовки:

,

где   – скорость резания в м/мин;   – диаметр обрабатываемой заготовки в м;   – частота вращения заготовки в минуту.

При работе в различных условиях, особенно на специализированных и универсальных станках, возникает необходимость изменять частоту вращения шпинделя.

Для получения оптимальных режимов обработки существует бесступенчатое регулирование частоты оборотов, когда в определенном интервале можно получить любое заданное значение.

При ступенчатом регулировании частоту вращения шпинделя устанавливают в виде определенного ряда значений.

Механизмы, осуществляющие ступенчатое регулирование, проще по конструкции и надежны в эксплуатации, вследствие чего имеют наибольшее распространение.

Ряды чисел оборотов шпинделей чаще всего строят по закону геометрической прогрессии. Достоинство его и в том, что он позволяет создавать сложные приводы из элементарных двухваловых механизмов, построенных тоже на основе геометрического ряда.

Допустим, что  ,  ,  …   – ряд чисел частот вращения шпинделя.

Если члены ряда расположить по возрастающей степени, то  , а  ,   и    называют пределами регулирования:   – нижним,   – верхним, где z – число ступеней частот вращения.

Если   – знаменатель геометрической ряда прогрессии, то  .

Решая это уравнение относительно  , получим

 

где   - диапазон регулирования.

Изменение скорости резания при переходе от одной часты вращения шпинделя на другое, соседнее по ряду, при неизменном диаметре обработки называют перепадом скорости.

Его относительная величина для геометрического ряда  .

Значения применяемых в практике станкостроения знаменателей ряда и частот вращения шпинделей регламентированы ОСТ.

В основу нормализации положены, в частности, следующие принципы:

а) возможность получения рядов с различными знаменателями из основного ряда, имеющего наименьший знаменатель, путем отбрасывания отдельных членов ряда и сохранения основного ряда через 1,3, 5 и т. д.;

б) десятичное повторение через «а» членов:  ,  ,  ,...,  ,  ,  , …,  ,  ,   ... для этого необходимо, чтобы   и    . Использование данного принципа позволяет иметь дело с меньшим количеством цифровых значений и строить таблицы частот вращения в пределах одного десятка;

в) удвоение через « » членов:  ,  ,  , …,  ,  , …,  ,  ,  , ..., и т. д.;   и  . Удвоение позволяет использовать в качестве привода двухскоростные двигатели переменного тока.

Для того чтобы ряды одновременно соответствовали принципам б и в, необходимо, чтобы:  .

Логарифмируя, получим   и, следовательно,  .

Для основного ряда принято значение  .

Нормальные ряды чисел, используемых в станкостроении приведены в табл. 1.3.

Их значения принимают в качестве частот вращения шпинделей, подач, мощностей и т. д.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6Множительные механизмы (структуры). Типовые механизмы для ступенчатого регулирования частоты вращения валов.

Механизмы для ступенчатого регулирования и скоростей и подач.

 Для этой цели применяют  коробки скоростей и подач (универсальные  станки), гитары сменных шестерён (специализированные станки). Не  смотря на большое количество  различных конструкций, все они  составлены из ограниченного  числа типовых механизмов –  это:

 

1. Механизм шестерен с кулачковыми муфтами.

 

2. Механизм шестерен с фрикционными муфтами.

 

3. Механизм с передвижными блоками колес.

 

4. Конус Нортона с откидным колесом (механизм портала).

 

5. Механизм шестерен с вытяжной шпонкой.

 

6. Механизм шестерен со ступенями возврата.

 

7. Механизм корригированных колес.

 

 

1)Механизм шестерен с  кулачковыми муфтами.

Достоинства механизма:

• Малые осевые габариты.
• Малые усилия и перемещения при переключении муфты.
• Может передавать большой крутящий момент.