Введение. Классификация металлорежущих станков. Исполнитель

Введение. Классификация металлорежущих станков.

План

1. Основные понятия о приводе.
2. Кинематические связи в станках
3. Классификация движений.
4. Основы кинематической настройки станков.
5. Классификация металлорежущих станков.

{spoiler=Подробнее} 

Основные понятия о приводе

         Совокупность устройств, приводящих в действие рабочие органы металлорежущих станков, называют приводом. Он состоит из двигателя и механизмов, передающих движение рабочим органам. Для приводов металлорежущих станков применяют обычно односкоростные асинхронные электродвигатели переменного тока с короткозамкнутым ротором, с синхронной частотой вращения 3000, 1500, 1000 и 750 об/мин. Обладая жесткой характеристикой, эти двигатели обеспечивают постоянство мощности по всем диапазоне скоростей и незначительное изменение частоты вращения вала под нагрузкой. Используют, также многоскоростные двигатели пере­менного тока и, в частности, двухскоростные: 1500/3000, 750/1500 об/мин, трехскоростные: 1000/1500/3000 об/мин и др.

         Экономичная работа внутришлифовальных станков с диаметром обработки от 3 до 200 мм требует привода главного движения шлифовального круга с частотой вращения 5000 об/мин и выше. Здесь наиболее целесо­образно применение высокоскоростных электродвигателей, питаемых от источников тока высокой частоты, порядка 600 — 2400 Гц. 

         При электрическом регулировании частоты вращения находят примене­ние, двигатели постоянного тока с тиристорным управлением, которые по­зволяют, регулировать частоту вращения валов в диапазоне порядка 10 :1. Включение переборов с электромагнитными муфтами дает возможность еще более расширить этот диапазон. В станках с числовым программным управлением применяют шаговые двигатели, быстродействие которых до­стигает 8 кГц и выше. При осуществлении вспомогательных движений не­редко используют электромагниты (соленоиды). Широкое распространение в металлорежущих станках получил гидравлический привод.

         Как правило, вал электродвигателя и ведущий вал привода связаны соединительной муфтой либо одной из передач - ременной или зубчатой.        Движение инструмента и заготовок совершается рабочими или исполнительными органами станка. Движение передается при помощи кинема­тических цепей, состоящих из отдельных пар ­- ременных, зубчатых, червячных, кулачковых, винтовых и т. д. Изображение кинематических пар, соединенных в определенной последовательности в кинематические цепи, называется кинематической схемой. В табл. 1 приведены условные изображения деталей и узлов металлорежущих станков (по ГОСТ 2.770 - 68; 2.780-68; 2.781-68 и 2.782-68).

Таблица 1

Кинематические связи в станках

         В металлорежущих станках связь движущихся элементов передач и механизмов бывает довольно сложной, поэтому ее рассмотрение имеет существенное значение. Термином «кинематическая связь» определяется связь движущихся элементов станка между собой. Поскольку такие элементы входят в состав привода для осуществления рабочих движений, то кинематическая связь станка означает структуру его привода. Каждая связь со­стоит из одной или нескольких механических, электрических, гидравлических и других кинематических цепей, через которые осуществляются требуемые исполнительные движения. Чтобы обеспечить в станке, напри­мер, движение режущего инструмента относительно заготовки, необхо­димы связь между исполнительными звеньями станка и связь этих звеньев с источником движения. 

         Кинематические связи исполнительных звеньев между собой будем называть внутренними кинематическими связями. Если исполнительное дви­жение является простым (рис. 1, а), например вращательным, то внутренняя связь осуществляется одной вращательной парой между исполнительным звеном, участвующим в данном движении ( в нашем примере шпинделем    1), и исполнительным звеном, не участвующим в рассматриваемом относительном движении (бабкой 2). Внутренняя кинематическая связь опреде­ляет характер исполнительного движения. Скорость последнего такой связью не определяется.

Рис. 1. Кинематические связи при простых исполнительных движениях

         Внешняя кинематическая связь (рис. 1, б) - это связь между подвижным исполнительным, звеном (шпинделем 1) и источником движения (электро­двигателем 3). Связь осуществляется несколькими звеньями, и при помощи органа настройки i_v, производится кинематическая настройка на заданную скорость исполнительного движения при неизменной скорости электродви­гателя. Органами настройки могут быть сменные зубчатые колеса (меха­низм гитары), сменные шкивы, коробки скоростей и подач. В структурных кинематических схемах станков промежуточные звенья кинематических связей будем условно изображать штриховой линией, а органы настрой­ки - ромбом, как это сделано на рис. 1, в.

         На рис. 2, а показана внутренняя связь, а на рис. 2, б - структурная схема токарного станка с резьбонарезной цепью. В этом станке сложное исполнительное движение по винтовой линии, состоящее из двух простых движений - вращательного (шпинделя) v и прямолинейного (суппорта) s, осуществляется двумя кинематическими связями, которые настраиваются органом настройки i_s.

         На рис. 2, в показана кинематическая связь для обеспечения более сложных исполнительных формообразующих движений, состоящих из трех  простых движений. Резьба на конусе нарезается одним сложным движением, составленным из одного вращатель­ного (шпинделя) V и двух прямолинейных (суппорта) - s и s_n. Внутренняя кинемати­ческая связь состоит из двух внутренних кинематических цепей. Например, для полу­чения резьбы заданного шага t служит цепь, связывающая простые движения - вращательное (шпинделя) V и поступательное (суппорта в продольном направлении) S, настраиваемая органом настрой­ка i_s. Для получения заданной конусности кинематическая цепь связывает продольное и поперечное перемещения суппорта и настраивается органом настройки i_п. Внутренняя связь соединена с источником движения одной внешней кинематической связью, настраиваемой органом настройки i_v. Обе кинематические связи составляют одну кинематическую группу.

Рис. 2. Кинематические связи при сложных исполнительных движениях

Рис. 3. Структурная схема деления

         Количество кинематических групп, из которых слагается кинематическая структура станка, соответствует количеству относительных движений между заготовкой и режущим инструментом, осуществляющих при обра­ботке процессы врезания, формообразования и деления. Для делительного движения в кинематическую группу вводят отсчетное устройство (звено), которое и соединяют кинематической связью с конечным звеном делитель­ной группы. На рис. 3 показана структурная схема группы деления, где в качестве отсчетного устройства применен делительный диск 1 с фиксато­ром 2. Кинематическая группа врезания структурно не отличается от группы формообразования. Для осуществления рабочих движений металлорежущий станок должен иметь исполнительные звенья (шпиндель, стол, суппорт и т. п.) и кинематические связи их как между собой, так и с источ­ником движения (электродвигателем).

         В схемах, рассмотренных ранее, исполнительные связи осуществлялись механическими средствами, с помощью различных передач. В практике станкостроения используют и другие средства - гидравлические, электрические, пневматические и т. д.

         Гидравлические приводы широко применяют в современных станках. Обеспечивая бесступенчатое регулирование скоростей, автоматическую защиту от перегрузки станка и надежную смазку, они позволяют получить значительные усилия при сравнительно небольших размерах привода. Гидравлический привод включает в себя насос, контрольно-регулирующую аппаратуру, гидродвигатели. Последние делятся на две группы: враща­тельные, называемые гидромоторами, и осуществляющие прямолинейное движение - гидроцилиндры. В качестве рабочей жидкости применяют очищенное минеральное масло (индустриальное 12 и 20, турбинное 22).

         Для направления потоков масла в различные участки гидравлической системы служат золотники, имеющие по несколько позиций. Рис. 4, а поясняет устройство золотника 6. Число позиций устанавливается числом квадратов (в данном случае тремя). Стрелки в квадратах показывают направление движения масла. При среднем положении золотника (как на рисунке) никакого движения не будет. Если переместить золотник вправо, то масло от насоса 3 по трубопроводу 8 поступит в левую полость цилиндра 10, а из правой полости по трубопрово­ду 9 - на слив в бак 1. На рис. 4, б, в средняя часть золотника отсекает трубо­проводы 8 и 9. Перемещение золотников в крайние положения осуществляется толкающими соленоидами 7, а в среднее положение - пружинами (рис. 4, а, б). На рис. 4, в показано ручное управление золотником.

         Схема двухпозиционного золотника с гидравлическим управлением приведе­на на рис. 4, г. Золотник 6 перемеща­ется под давлением масла. Для предот­вращения удара золотника о крышку корпуса с обеих сторон последнего устанавливают дроссели 4 (1) и 4 (2) - уст­ройства, изменяющие величину проходного сечения трубопровода. Парал­лельно дросселям подключены обратные клапаны 5 (1) и 5 (2), пропуска­ющие масло только в одном направлении.

              а)                        б)                        в)                                      г)

Рис. 4. Гидравлические схемы при­вода с дроссельным регулированием

         Например, масло, поступающее в золотник 6 со стороны левого торца, проходит в основном через обратный клапан 5 (/), так как дроссель 4 (1) имеет значительное сопро­тивление. В результате поршень золотника переместится вправо (как на рисунке). Масло, вытесняемое из-под правого торца, проходит через дрос­сель 4 (2), так как обратный клапан 5 (2) в этом направлении масло не пропускает. Поскольку сечение канала резко уменьшается дросселем 4 (2), 20 золотник будет перемещаться медленно и плавно. Циркуляция масла в гидравлической системе в основном, открытая; совершив работу, масло поступает на слив. В практике станкостроения в основном применяют две системы циркуляции: с дроссельным регулированием и с объемным регули­рованием, используя насосы соответственно постоянной и регулируемой подачи. Наибольшее распространение в практике получили приводы пря­молинейного движения.

         На рис. 4, а показана упрощенная структурная схема гидравлического привода с дроссельным управлением. Она включает насос 3 постоянной подачи, дроссель 4, золотник 6, гидроцилиндр 10, двусторонний шток которого связан со столом 11. Масло, подаваемое насосом, поступает в золотник 6. При перемещении его вправо масло по трубопроводу 8 посту­пает в левую полость цилиндра, и поршень начинает двигаться вправо. Масло, вытесняемое из правой полости цилиндра, по трубопроводу 9, че­рез дроссель 4 поступает на слив в бак 1. Дроссель пропускает масла на слив меньше, чем его нагнетается в гидросистему насосом; он регулирует­ся на расход масла в зависимости от заданной скорости перемещения поршня (стола).

         При левом крайнем положении золотника поток масла за дросселем меняет направление, и поршень движется в обратную сторону. Поскольку площади поршня по обе стороны одинаковы, скорости его движения в том     и другом направлениях будут равны.

         Разница в количестве масла, подаваемого насосом и пропускаемого через дроссель, может достигать большой величины, поэтому в систему включается переливной (он же предохранительный) клапан 2, через который сливаются в бак излишки масла. Клапан отрегулирован на определенное рабочее давление. Если золотник находится в среднем положении (как на схеме), то поршень цилиндра будет неподвижен, так как площади его обеих сторон одинаковы. Все масло, подаваемое насосом, через переливной клапан 2 будет сливаться.

         Обратный клапан 5, установленный перед золотником в напорной трассе пропускает масло только в одном направлении, показанном на рисунке стрелкой. Когда насос выключен, этот клапан предохраняет систему от опорожнения и попадания в нее воздуха. Нередко обходятся и без клапана.

         Частота вращения насосов в основном 16 - 20 об/с, современные конструкции насосов имеют 30 - 40 об/с. Подача насоса, составляет 0,3 - 400 л/мин. Рабочее давление в гидросистеме - до 6,5 МПа (65 кгс/см²); имеет место тенденция увеличения до 13 МПа (130 кгс/см²). 

         В рассмотренной схеме дроссель установлен на отводящем трубопроводе, поэтому система называется системой с дроссельным регулированием на выходе. Часто дроссель 4 ставят на нагнетательной части трубопровода, а система носит название системы с дроссельным регулированием на входе (рис. 4, б). При этом дроссель расположен между насосом 3 и золотком 6. Обычно такую схему применяют в случаях, когда не требуется высокой точности и равномерность подачи, при скорости рабочего органа более 0,016 м/с. Если требования к равномерности подачи стола повышены, то на отводящем трубопроводе устанавливают подпорный клапан 12, который пропускает масло только при небольшом давлении, порядка 0,1-0,2 МПа.

         Рассмотренная схема имеет цилиндр, шток поршня которого выходит только в одну сторону. Вследствие неравенства площадей сторон поршня золотник, показанный на рис. 4, а, в среднем положении использовать, нельзя, так как он не обеспечит «равновесия» поршня при остановке. В данном случае можно применить стандартный золотник, показанный на рис. 4, б. В среднем положении, такого золотника его трубопроводы 8 и 9 соеди­няются, вследствие чего поршень можно перемещать вручную.

         На рис. 4, в, показана схема, характерная для протяжных станков, у которых рабочий ход поршня цилиндра медленный, а обратный - быстрый. Рабочий ход осуществляется подачей масла в левую полость цилиндра. Масло, вытесняемое из правой полости, проходит дроссель 4 и далее, че­рез золотник 6, поступает на слив. При обратном ходе поршня масло подается в правую полость цилиндра. Обратный клапан 12 пропускает ос­новной объем масла, благодаря чему скорость поршня значительно увеличивается.

Принципиальная схема, использования гидравлических золотников изображена на рис. 4, г. Золотник 6 управляет работой цилиндра, а золот­ник 13 - работой золотника 6. При включенном электромагните масло от насоса 3 по трубопроводу 15, пройдя золотник 13 и обратный клапан 4(1), поступает в левую полость золотника 6 и перемещает его вправо (как на рисунке). Вытесняемое из цилиндра масло, пройдя дроссель 4(2), трубопро­вод 14 и золотник 13, поступает на слив. При показанном положении зо­лотника 6 масло подается в левую полость цилиндра, а из правой полости, через дроссель 4(3),— на слив. Если выключить электромагнит, пружина поставит золотник 13 в другое крайнее положение, в результате чего зо­лотник 6 переместится влево и масло начнет поступать в левую полость цилиндра 9.

Методы образования поверхностей деталей при обработке на металлорежущих станках

         Тела деталей машин ограничены геометрическими поверхностями, образованными при обработке. Это в основном плоскости, круговые и не­круговые цилиндры и конусы, линейчатые и сферические поверхности. Все они имеют определенные протяженность и относительное положение. Реальные поверхности детали, полученные в результате обработки на станках, отличаются от идеальных геометрических поверхностей. Воздействие режущей кромки инструмента, трение между его задней гранью и обра­батываемой поверхностью, пластические явления при отрыве отдельных слоев металла заготовки, упругие деформации поверхностных слоев, ви­брации, и другие явления, возникающие в процессе резания, приводят к образованию на обработанной поверхности микронеровностей и волни­стости. Их допустимая величина устанавливается в зависимости от назна­чения детали и обеспечивается различными методами обработки.

         Поверхности обрабатываемых деталей можно рассматривать как непрерывное множество последовательных положений (следов) движущейся производящей линии, называемой образующей, по другой производя­щей линии, называемой направляющей. Например, для получения плоскости необходимо образующую прямую 1 перемещать по направляю­щей прямой 2 (рис. 5, а). Цилиндрическая поверхность может быть получе­на при перемещении образующей прямой 1 по направляющей - окружно­сти 3 (рис. 5, б) или при движении образующей окружности 3 вдоль направляющей прямой 1 (рис. 5, в). Рабочую поверхность зуба цилиндриче­ского колеса можно получить, если образующую - эвольвенту 4 передви­гать вдоль направляющей 1 (рис. 5,г) или, наоборот, образующую прямую 1 передвигать по направляющей - эвольвенте 4 (рис. 5, д).

         Рассмотренные поверхности называют обратимыми; их форма не изменяется при перемене мест образующей и направляющей линий. Этого не может произойти при образовании необратимых поверхностей. Например, если левый конец образующей прямой 1 перемещать по направляющей окружности 3, то получится круговая коническая поверхность (рис. 5, ё). Но если окружность сделать образующей и перемещать вдоль направляющей прямой, то конуса не получится. Необходимо, чтобы по мере перемещения окружности к точке 0 ее диаметр уменьшался и становился в вершине равным нулю. Такие поверхности называют также поверхностями с изменяющимися производящими линиями, в противоположность поверхностям с постоянными производящими линиями (рис. 5, а- д).

Рис. 5. Схемы образования поверхностей деталей

I

         Большинство поверхностей деталей машин может быть образовано при использовании в качестве производящих линий прямой, окружности, эвольвенты, винтовой и ряда других линий. В реальных условиях обработ­ку производящие линии воспроизводятся комбинацией согласованных ме­жду собой вращательных и прямолинейных перемещений инструмента и заготовки. Движения, необходимые для этого, называют рабочими формообразующими движениями. Они могут быть простыми, состоящими из одного движения, к сложными, состоящими из нескольких простых движений. Существуют четыре метода образования производящих линий: копи­рования, огибания, следа и касания.

         Метод копирования основан на том, что режущая кромка инструмента по форме совпадает с производящей линией. Например, при получении цилиндрической поверхности (рис. 5, а) образующая линия 1 воспроизводится копированием прямолинейной кромки инструмента, а направляющая линия 2 - вращением заготовки. Здесь необходимо одно формообразующее движение - вращение заготовки. Для снятия припуска и получения детали заданных размеров необходимо поперечное перемещение резца, но это движение (установочное) не является формообразующим.

Рис. 6. Методы воспроизводства образующих линий

         На рис. 6, б показан пример обработки зубьев цилиндрического колеса. Контур режущей кромки фрезы совпадает с профилем впадин и воспроизводит образующую линию. Направляющая линия получается при прямолинейном движении заготовки вдоль своей оси. Здесь необходимы два формообразующих движения: вращение фрезы и прямолинейное перемещение заготовки. Кроме того, для обработки последующих впадин заго­товка должна периодически поворачиваться на угол, соответствующий ша­гу зацепления. Такое движение называют делительным.

         Метод огибания (обката) основан на том, что образующая линия возни­кает в форме огибающей ряда положений режущей кромки инструмента в результате его движений относительно заготовки. Режущая кромка отли­чается по форме от образующей линии и при различных положениях ин­струмента является касательной к ней. На рис. 2,в показана схема обработ­ки зубьев цилиндрического колеса по методу огибания. Режущая кромка инструмента имеет форму зуба зубчатой рейки. Если заготовке сообщить вращение и согласованное с ним прямолинейное перемещение рейки вдоль ее оси, то режущий контур инструмента в своем движении относительно заготовки будет иметь множество положений. Их огибающей явится образующая зуба колеса. Направляющая линия по предыдущему образуется в результате прямолинейного перемещения инструмента или заготовки вдоль оси колеса. Для рассматриваемого случая требуются три формообразующих движения: вращение заготовки, перемещение инструмента вокруг своей оси, перемещение инструмента или заготовки вдоль оси зубча­того колеса.

         Метод следа состоит в том, что образующая линия получается как след движения точки - вершины режущего инструмента. Например, при точе­нии образующая I (рис. 6, г) возникает как след точки А - вершины резца, а при сверлении (рис. 6, д) - как след сверла. Инструмент и заготовка перемещаются относительно друг друга таким образом, что вершина А режущего инструмента все время касается образующей линии I. В первом слу­чае (рис. 6, г) направляющая линия получается в результате вращения заготовки, во втором случае (рис. 6,д) - при вращении сверла или заготовки. В обоих случаях требуются два формообразующих движения.

         Метод касания основан на том, что образующая линия I является касательной к ряду геометрических вспомогательных линий 3, образованных реальной точкой движущейся режущей кромки инструмента (рис. 6,е).      Итак, образование различных поверхностей сводится к установлению таких формообразующих движений заготовки и инструмента, которые воспроизводят образующие и направляющие линии.

Классификация движении

         Звенья, несущие заготовку и инструмент, называют рабочими или вспомогательными. В процессе обработки они совершают согласованные движения, называемые также рабочими или исполнительными. По назначению исполнительные движения - разделяют на формообразующие, установочные делительные. Установочные движения необходимы для того, чтобы привести инструмент и заготовку в положение, обеспечивающее снятие припу­ска и получение заданного размера. Установочное движение, при котором происходит резание, называют движением врезания (см., например, рис. 6, а), а движение, при котором резания не происходит, называют наладочным движением. Примером наладочного движения может служить перемещение стола координатно-сверлильного станка с заготовкой после обработки одного отверстия в новое положение (на новую координату) для сверления последующих отверстий в этой заготовке.

         Делительное движение осуществляется для поворота установленной на станке заготовки на заданный угол. Предназначенные для этого меха­низмы представляют собой либо отдельную делительную головку, либо часть конструкции станка или приспособления. Деление может быть прерывным и непрерывным. В первом случае (рис. 6, б) оно совершается, перио­дически. Заготовка поворачивается вокруг своей оси после окончания обра­ботки очередной впадины. Во втором случае делительное движение продол­жается в течение времени, которое необходимо для перемещения инстру­мента по заготовке (рис. 6, в). Данный метод применяют при обработке зубчатых колес, шлицевых валов и т. п. деталей. Метод обеспечивает высокую точность, а непрерывность процесса - высокую производительность. Рабочие движения инструмента и заготовки в процессе резания принято делить на главное движение и движение подачи. Главным называют дви­жение, которое обеспечивает отделение стружки от заготовки с определен­ной скоростью резания. Движением подачи называют такое движение, ко­торое позволяет подвести под кромку инструмента новые участки заготовки и тем обеспечить снятие стружки со всей обрабатываемой по­верхности. Указанные рабочие движения могут быть вращательными и прямолинейными; их могут совершать как заготовка, так и инструмент. Например, в токарных станках главное движение (вращательное) совер­шает заготовка, движение подачи (прямолинейное) - инструмент (резец). Во фрезерных станках, наоборот, главное (вращательное) движение полу­чает инструмент (фреза), а движение подачи (прямолинейное) - заготовка

         Рабочие движения являются формообразующими движениями. Если для формообразования требуется одно движение, то оно будет главным (например, вращение заготовки, рис. 6, а). При необходимости двух формообразующих движений одно будет главным, а другое – движением подачи (рис. 6, б,г,д,е). Если формообразующих движений больше двух, то одно из них будет главным, а остальные - движениями подачи.

         Кроме рабочих движений для обработки деталей на станках необходимы вспомогательные движения, которые в процессе резания не участвуют. К их числу относятся движения, связанные с установкой и закреплением заготовки, подводом и отводом инструмента, включением и выключением приводов, а также движения, осуществляющие автоматическую установку и снятие инструмента, реверсирование и др.

Основы кинематической настройки станков

         Чтобы обеспечить необходимые перемещения конечных звеньев кинематической цепи для получения заданных формы и размеров детали, про­изводят кинематическую настройку станка, которая в основном сводится к определению параметров органа настройки. Расчетные перемещения звеньев определяют исходя из формы поверхности, которая должна быть образована на заготовке, и вида режущего инструмента. Затем по кинематической цепи составляют уравнение кинематического баланса, связываю­щее начальное и конечное перемещения, и находят зависимость параметра органа настройки от расчетных перемещений и постоянных цепи.

         Кинематическая цепь составляется из движущихся сопряженных между собой и передающих друг другу движения деталей. Если началом кинема­тической цепи является электродвигатель (рис. 2, б), то можно найти связь между начальным и конечным звеньями:

                 (1)

где п_шп - частота вращения начального и конечного звеньев;

      h_р, i_v- КПД и передаточное отношение ременной передачи.

         Для удобства вычислений рекомендуется в уравнении кинематического баланса (1) выделить постоянные величины структурной формулы и подсчитать их как коэффициент данной кинематической цепи, например:

                      (2)

         Это выражение справедливо и для станков, в цепи главного движения которых в качестве органа настройки используется коробка скоростей. Тогда в выражении (2) i_v  будет передаточным отношением коробки скоростей.

         Уравнение кинематического баланса для цепи главного вращательного движения имеет вид (об/с)

n_c×i=n_k                    (3)

где

n_с и n_к-частота вращения соответственно начального и конечного зве­на, об/с; i - передаточное отношение кинематической цени.

         Уравнение кинематического баланса для цепи, у которой начальное зве­но имеет вращательное движение, а конечное - прямолинейное, будет (мм/с)

n_c×i× H=s_c                    (3)

где

H - ход кинематической пары, преобразующей вращательное движе­ние в прямолинейное, мм/об;

s_с -линейное перемещение конечного звена, мм/с.

         Величина хода равна перемещению прямолинейно движущегося звена за один оборот вращающегося звена. Для винтовой пары (винт - гайка)

H=k×t_в               (4)

где

t_в - шаг ходового винта, мм; k — число заходов.

         Для реечной передачи

H = p×m×z

где

т - модуль зацепления, мм; z - число зубьев реечного колеса.

         На этом основании уравнение кинематического баланса для секундной подачи (мм/с):

         для цепи с винтовой парой

n_c×i×k×t_в =s_c                     (5)

для реечной передачи

n_c×i× p×m×z =s_c                  (6)

Уравнение кинематического баланса для оборотной подачи (мм/об)

1_об×i×Н =s                   (7)

где

s - линейное перемещение конечного звена, мм/об.

         Из уравнений (5)-(7) определяют передаточное отношение органа настройки. Например, из уравнения (2) находят

i_в=n_шп./ С_шп.        (8)

         Это выражение является формулой настройки сменных колес гитары скоростей цепи (см. рис. 2, б).

         Анализ структурных схем металлорежущих станков позволяет сделать следующие выводы. Кинематическая структура станков зависит от геометрической формы, размеров обрабатываемой поверхности и метода обработки. Чем меньше необходимое число исполнительных формообразующих движений, тем меньше кинематических цепей в структуре станка, тем проще его кинематика и конструкция. Существенное значение имеют и другие факторы, например точность и шероховатость поверхности, дина­мика резания, условия обслуживания станка, - а также экономические факторы.

Классификация металлорежущих станков

         В зависимости от характера выполняемых работ станки делят на группы и типы (табл. 2). Станок, являющийся представителем размерного ряда и имеющий конкретные параметры, характеризует собой типоразмер, который, в свою очередь, может иметь различное конструктивное исполнение. Конструкция станка данного типоразмера, спроектированная для за­данных условий обработки, носит название модели.

         Такая классификация позволяет присваивать каждому станку серийного производства шифр (индекс) условное обозначение типа и модели, со­стоящее из трех-четырех цифр. Первая цифра указывает группу, вторая -тип, третья и четвертая характеризуют один из важнейших размеров стан­ка или обрабатываемой детали. При модернизации станка в его индекс вводят букву между первой и второй цифрами. Например, шифр 2150 обо­значает вертикально-сверлильный станок с наибольшим диаметром свер­ления 50 мм деталей из стали. После модернизации станку присвоен ин­декс 2А150, который отличает его новую модель от предыдущей. Модификацию базовой модели обозначают какой-либо буквой в конце шифра. Например, 6Н12 - индекс вертикально-фрезерного, станка, 6Н12К - копировально-фрезерного, 6Н12Ф - станка с программным упра­влением, созданного на базе станка предыдущее модели. Шифр спе­циальных и специализированных станков образуется добавлением к шифру завода порядкового номера модели. Например, ЕЗ-9 - шифр специального станка для нарезания зубчатых реек, выпускаемого Егорьевским станко­строительным заводом РФ.

         По степени универсальности различают станки универсальные, специализированные и специальные. Первые предназначены для обработки деталей, сходных по конфигурации, но имеющих различные размеры, например зубообрабатывающие или резьбонарезные станки, На специальных станках обрабатывают детали, одного типоразмера.

         По своему устройству станки делятся на автоматы и полуавтоматы. Автоматом, или автоматическим станком, называют станок, в котором все рабочие и вспомогательные движения, необходимые для выполнения технологического цикла обработки заготовки, механизированы. Полуавтоматом  называют автоматический станок, в котором часть движения не меха­низирована. В большинстве случаев это движения, связанные с загрузкой и снятием заготовок.

         По степени точности различают станки пяти классов: нормальной Н, повышенной П, высокой В, особо высокой А точности и особо точные С (мастер – станки). Соотношение между величинами допусков при переходе от класса к классу выражается знаменателем ряда 1,6.

         Крупногабаритные станки, имеющие большую массу (более 10 т), отно­сят к группе тяжелых станков. В отдельных случаях в основу классификации кладут такие признаки, как число одновременно работающих инструментов, расположение оси-шпинделя в пространстве и т. д.

 {/spoilers}