Классификация металлорежущих станков

Большое разнообразие обрабатываемых деталей и применяемых методов обработки предопределило наличие множества типов и моделей станков.

Для обозначения типов и моделей станков в нашей стране принята система, по которой все станки разбиваются на 9 групп по 9 типов в каждой группе. Классификация по группам проводится в зависимости от характера главного движения и движения подач, распределения функции главного движения и движения подач между инструментом и заготовкой и от вида применяемых инструментов. Обозначение модели станка состоит из двух, трех или четырех цифр, наряду с цифрами в обозначение могут входить также и буквы. Группы станков имеют следующую нумерацию: 1 - токарные, 1 - сверлильные и расточные, 3 -шлифовальные, заточные, доводочные, 4 - комбинированные, 5 - зубо- и резьбообрабатывающие, 6 - фрезерные, 7 - строгальные, долбежные, протяжные, 8 -разрезные, 9 -разные ( напр. опиловачные); группа 0 -является резервной для новых типов станков.

Внутри каждой группы станки подразделяются на подгруппы и типы в соответствии с конструктивными особенностями; степени универсальности, точности, автоматизации; с учетом количества шпинделей, размеров, и другим признакам.

По степени универсальности станки делят на:

1) универсальные для обработки разных форм и размеров поверхностей деталей многих наименований (токарно-винторезные, фрезерные, сверлильные и т. д.);

2) широкого назначения для выполнения определенных операций на деталях многих наименований (токарно-отрезные, многорезцовые, центровочные и т. д.);

3) специализированные для обработки деталей одного наименования или сходных конфигураций, но разных размеров (станки для обработки коленчатых валов, труб, слитков, фланцев и т. д.);

4) специальные для обработки одной определенной детали или выполнения одной определенной технологической операции (станки для обточки шеек коленчатых валов, для фасонной обточки профиля реборд вагонных колес и т. д.).

По степени точности различают станки нормальной точности, станки повышенной точности и станки высокоточные точности (прецизионные).

По степени автоматизации станки подразделяют: с ручным управлением рабочим циклом, полуавтоматы, автоматы и станки с программным управлением.

В зависимости от количества рабочих органов станки могут быть одношпиндеольные, многошпиндельные, односуппортные, многосуппортные, одностоечные, двухстоечные и т. д.

По массе различают станки нормальной массы (до 10 т), тяжелые (10 … 100 т) и особо тяжелые (свыше 100 т).

Первые две цифры в маркировке станка обозначают группу и тип станка, третья и четвертая характеризуют один из основных параметров станка - высоту центров для токарных станков, диаметр сверления для сверлильных и т. п. Например, шифр 2150 обозначает вертикально-сверлильный станок с максимальным диаметром сверления 50 мм.

В обозначениях моделей станков между цифрами или в конце их ставят буквы (А, К, М, Н и др.). Буква после первой цифры указывает па то, что станок является модернизированным. Например, модель станка 1К62 означает: станок относится к группе токарных станков (1), винторезный (6), высота центров 200 мм (2), модернизированный (К). Буква в конце цифр означает видоизменение (модификацию) основной модели станка.Так, на базе вертикаль­но-фрезерного станка 6Н12 выпускают его модификацию 6Н12К - копировально-фрезерный.

Специальные станки обозначаются двумя буквами, присвоенными каждому из станкостроительных заводов, и последующими цифрами, характеризующими порядковый номер модели станка. Например, шифром МП-77 обозначен специальный вертикально-протяжной станок.

Названия основных типов станков дано на схеме, приведенной на рис. 6.14.

Рис. 6.14. Названия основных типов станков

Кинематическая схема станка

Современный металлорежущий станок имеет систему разнообразных кинематических звеньев. Звеном называется деталь механизма, входящая в соприкосновение с другой деталью (зубчатое колесо, винт, гайка, червяк, червячное колесо и т. п.). Совокупность двух звеньев, ограничивающая их относительное движение, называется кинематической парой. Схематическое условное изображение совокупности кинематических пар от двигательного к исполнительному механизму станка называется кинематической цепью. Схематическое ус­ловное изображение кинематических цепей называется кинематической схемой. Кинематическая схема дает наглядное представление об устройстве механизмов станка и позволяет анализировать движение различных его органов.

Условное обозначение отдельных звеньев и элементарных механизмов металлорежущих станков в кинематических цепях и схемах предусмотрено ГОСТ 2770-74. Для составления и чтения кинематических схем необходимо пользоваться только этими стандартными условными обозначениями.

Приводы и передачи станков

В современных металлорежущих станках применяют индивидуальные источники движения, т. е. каждый станок приводится в движение от одного электродвигателя либо от нескольких. Приводом называют совокупность механизмов, передающих движение от источника движения (электродвигателя) к рабочим органам станка (шпинделю, суппорту, столу и т. д.). В станках различают приводы: главного движения, подачи, вспомогательных движений.

Электродвигатель устанавливают около станка, в станине или на станине. Для передачи движения от электродвигателя к первичному валу рабочего узла обычно используют ременную или цепную передачи. Часто используют фланцевые электродвигатели, которые крепят непосред­ственно к станине станка или корпусу узла станка к заранее пре­дусмотренному конструкцией месту. Движение от двигателя передается в этом случае через зубчатую или чаще червячную передачу. Иногда в станках применяют встроенные электродвигатели. В этом случае ротор двигателя одновременно может является и шпинделем станка.

Приводы станков бывают со ступенчатым (дискретным) и бесступенчатым регулированием частоты вращения шпинделя или рабочего вала механизма подач. Приводы со ступенчатым регулированием используют значительно чаще. Их выполняют в виде зубчатых коробок передач, которые в зависимости от назначения называются коробками скоростей или коробками подач.

Системы бесступенчатого регулирования позволяют получать любую частоту вращения шпинделя и величины подач в определенных пределах, что обеспечивает возможность работы на расчетном режиме резания. Для бесступенчатого регулирования движений применяют электрическое, гидравлическое или механическое регулирование.

Передачей называют механизм, передающий движение от одного элемента к другому (с вала на вал) или преобразующий одно движение в другое (вращательное в поступательное). В передаче элемент, передающий движение, называют ведущим, а элемент, получающий движение, - ведомым. Каждая передача характеризуется передаточным отношением.

Передаточным отношением передачи называется число, показывающее, во сколько раз частота вращения ведомого элемента (вала) меньше или больше частоты вращения ведущего элемента (вала)

,

где i — передаточное отношение передачи; n_вм ,(n₂) — частота вращения ведомого вала, об/мин; n_{вщ ,}(n₁) — частота вращения ведущего вала, о б/мин.

Ременная передача (рис. 6.15, а) осуществляется плоскими, клиновыми или круглыми ремнями через шкивы, закрепленные на ведомом и ведущем валах. Передаточное отношение ременной передачи

,

где d_l и d₂ - диаметры шкивов ведущего и ведомого валов, мм; η_р- коэффициент, учитывающий проскальзывание ремня отно­сительно поверхностей шкивов (η_р= 0,96 - 0,99).

Цепная передача (рис. 6.15, б) осуществляется роликовой или бесшумной цепью соединяющей звездочки закрепленные на ведомом и ведущем валах. Передаточное отношение цепной передачи

,

где z₁ и z₂- число зубьев ведущей и ведомой звездочек.

Зубчатая передача (рис. 6.15, в) состоит из цилиндрических (прямозубых, косозубых или шевронных) или конических зубчатых колес (с прямыми или криволинейными зубьями). Передаточное отношение зубчатой передачи

,

где z₁ и z₂- число зубьев ведущего и ведомого зубчатых колес.

Червячная передача (рис. 6.15, г) состоит из червяка (винта) и червячного зубчатого колеса и предназначена для резкого снижения частоты вращения ведомого вала (ведущим, как правило, является червяк). Если резьба червяка имеет k заходов, а число зубьев червячного колеса равно z, то передаточное отношение передачи

.

Реечная передача (рис. 15, д) служит для преобразования вращательного движения реечного зубчатого колеса или червяка в поступательное движение зубчатой рейки. Если реечное зубчатое колесо имеет z зубьев, а модуль реечного колеса и рейки равен m (мм), то за n оборотов реечного колеса рейка переместится на величину S (мм),

S = nπmz.

Винтовая передача (рис. 15, е) состоит из винта и гайки и служит для преобразования вращательного движения винта в поступательное движение гайки. Если шаг резьбы винта равен t (мм), число заходов резьбы равно k, то за n оборотов ходового винта гайка переместится в осевом направлении на величину S (мм),

S = ntk.