Материал: Металлорежущие станки Краткий курс
Глава II
ТЕХНИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА МЕТАЛЛОРЕЖУЩИХ СТАНКОВ
Представление о станке как о рабочей машине, предназначен ной для выполнения определенных технологических целей, дают размерные, скоростные и силовые характеристики.
Первые определяются основными размерами, позволяющими судить о возможности обработки деталей наибольших габаритов. Например, для токарных станков — высота центров и расстояние между ними; для карусельных станков — диаметр планшайбы; для револьверных — диаметр отверстия в шпинделе. Характер ными размерами строгальных и фрезерных станков являются га бариты стола и др.
Скоростная характеристика позволяет судить о пределах ре гулирования скоростей вращения шпинделя, перемещения сто лов, суппортов. От нее в значительной степени зависит возможность осуществления на станке экономических режимов резания.
Силовая характеристика дает представление о силах резания и подачах, допускаемых мощностью привода или его слабыми звеньями.
§ 1. РЯДЫ ЧИСЕЛ ОБОРОТОВ И ПОДАЧ
Для станков с вращательным главным движением окружная скорость резания зависит от числа оборотов шпинделя и диаметра обработки:
и= ndn,
где и — скорость резания в м/мин; |
в м\ |
d — диаметр обрабатываемой поверхности |
|
п — число оборотов заготовки (шпинделя) |
в минуту. |
При работе в различных условиях, особенно на универсальных и специализированных станках, возникает необходимость изме нять скорость вращения шпинделя для получения оптимальных режимов обработки. Существует бесступенчатое и ступенчатое
регулирование числа оборотов. В первом случае в определенном интервале можно получить любое заданное значение п. При сту пенчатом н^е регулировании скорости вращения шпинделя уста навливают а виде определенного ряда чисел оборотов. Механизмы, осуществляющие ступенчатое регулирование, проще по конструк ции и надевшее в эксплуатации, вследствие чего они получили наибольшее распространение.
Ряды чисел оборотов шпинделей чаще всего строят по закону геометрической прогрессии. Этот ряд * удобен для осуществления экономических режимов резания. Достоинство его и в том, что он позволяет создавать сложные приводы из элементарных двух валовых механизмов, построенных тоже на основе геометрического ряда.
Допустим, что пъ щ, п3, ..., nz — ряд чисел оборотов шпинде ля. Если члены ряда расположить по возрастающей степени, то
т = |
ttinim a nz = |
ramax; пг и пг называют пределами регулирова |
||||||
ния: |
пх—нижним, |
пг — верхним, |
где ъ — число |
ступеней ско |
||||
рости вращения. |
|
|
|
прогрессии (ряда), то |
||||
Если |
ср — знаменатель геометрической |
|||||||
|
|
|
|
« 2=^-1<р=«1ф2 |
|
|
||
Решая |
это |
уравнение |
относительно ср, |
получим |
||||
|
|
|
|
|
2 — 1 у |
z — 1 — |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
^ |
г |
щ |
= |
D . |
|
|
|
|
min |
|
|
|||
Величину |
D = ------- |
называют |
диапазоном |
регулирования. |
||||
|
|
|
|
wmin |
|
|
|
|
Изменение скорости резания при переходе от одного числа оборотов шпинделя на другое — соседнее по ряду — при неизмен ном диаметре обработки называют перепадом скорости. Его отно сительная величина для геометрического ряда
vx ~~ vx-i |
пх ~~пх_г _ |
пх — пх ф-1 = |
у — 1 __ CQnst> |
vx |
пх |
пх |
ф |
Значения применяемых в практике станкостроения знамена телей ряда и чисел оборотов шпинделей регламентированы нор малью Н11-1 «Нормальные ряды чисел в станкостроении». В осно ву нормализации положены, в частности, следующие принципы:
а) возможность получения рядов с различными знаменате лями из основного ряда, имеющего наименьший знаменатель, путем отбрасывания отдельных членов ряда и сохранения членов основного ряда через один, три, пять и т. д.;
б) десятичное повторение через а членов:
nv я2, * 3, |
10 щ , 10/г2, Ю/г3, |
100*!, 100/г2, 100/г3 |
* Обоснован А. В. Гадолиным в 1877 г.
00
|
Значения знаменателя ряда ф |
||||||
1,06 |
М2 |
|
1,26 |
(1,41) |
1,58 |
|
(1,78) |
1 |
i |
|
1 1 |
‘ |
i |
|
‘ 1 |
1,06 |
|
|
|
|
|
|
|
1,12 |
1,12 |
|
|
|
|
|
1 |
1,18 |
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1,25 |
1,25 |
|
U’5 |
| |
|
! |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
1,32 |
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
1,4 |
1,4 |
|
|
1 1,4 |
| |
|
|
1,5 |
| |
|
|
I |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1,6 |
1,6 |
j |
1,6 |
|
| i,6 |
|
|
1,7 |
|
i |
|
|
1 |
|
i |
|
|
|
|
|
|||
1,8 |
1,8 |
|
|
|
|
|
1,8 |
|
i |
|
|
i |
|
i |
|
2 , 0 |
2 |
|
2 |
| 2 |
|
|
|
2,12 |
|
|
|
I |
|
|
i |
|
|
|
|
|
|
||
2,24 |
j 2,24 |
| |
|
| |
| |
| |
| |
2-36 |
| |
| |
|
| |
| |
| |
| |
2,5 |
| 2,5 |
| 2,5 |
| |
| 2,5 |
| |
| |
|
2,65 |
| |
| |
|
| |
| |
| |
| |
2,8 |
| 2,8 |
| |
|
| 2,8 |
| |
| |
| |
з.о |
| |
1 |
|
| |
| |
| |
| |
|
‘ |
I |
I |
I |
. |
|
, |
Таблица 3
Нормальные ряды чисел в станкостроении
|
|
Значения знаменателя ряда ф |
|
||||||
( 2 ) |
1,06 |
t o |
|
|
(1,41) |
1,58 |
|
(1,78) |
( 2 ) |
1 |
10 |
10 |
10 |
|
1 |
1 |
0 |
10 |
|
|
10,6 |
| |
|
|
! |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
11,2 |
11,2 |
|
|
11,2 |
|
|
|
|
|
11,8 |
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
12,5 |
| 12,5 |
12,5 |
| |
|
|
|
|
|
|
13,2 |
|
| |
| |
|
| |
|
| |
|
|
14 |
14 |
|
1 |
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
15 |
| |
|
|
i |
|
|
|
1 |
|
1 |
|
|
|
|
|
|
||
|
16 |
16 |
16 |
|
16 |
16 |
|
|
16 |
|
17 |
|
1 |
|
|
|
I |
|
| |
|
18 |
| 18 |
|
|
|
|
I |
18 |
| |
|
1 9 |
1 |
|
| |
|
|
i |
|
l |
2 |
20 |
20 |
20 |
j |
|
|
|
|
|
|
21,2 |
|
|
i |
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
22,4 |
| 22Л | |
| 22,4 | |
|
| |
|
| |
||
|
23,6 |
| |
| |
| |
| |
|
| |
|
| |
|
25 |
| 25 |
| 25 |
| |
| |
25 |
| |
|
| |
|
26,5 |
| |
| |
| |
| |
|
| |
|
| |
|
28 |
| 28 |
| |
| |
| |
|
| |
|
| |
|
зо |
1 |
1 |
I |
1 |
|
1 |
|
I |
|
|
' |
1 |
! |
1 |
|
|
|
1 |
|
Значения знаменателя ряда ф |
|
|
|||||
1,06 |
1,12 |
| 1,26 |
(1,41) |
1,58 |
(1,78) |
( 2 |
) |
|
100 |
100 |
100 |
|
I |
100 |
100 |
|
|
106 |
|
|
|
|
|
|
|
|
112 |
| 112 |
j |
|
| |
|
| |
1 |
|
118 I |
j |
|
| |
|
| | |
|
| |
|
125 |
125 |
125 |
125 |
| |
|
|
125 |
|
132 |
|
1 |
|
! |
|
1 |
|
i |
|
|
|
|
|
||||
140 |
140 |
| |
| |
j |
|
|
| |
| |
150 |
|
1 |
|
|
|
1 1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
160 |
160 |
160 |
|
|
160 |
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
170 |
| |
| |
|
1 |
|
i |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
180 |
180 |
|
180 |
| |
|
180 |
| |
|
190 |
|
i |
|
1 |
|
1 |
|
1 |
|
|
|
|
|
||||
200 |
200 |
200 |
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
212 |
|
i |
|
1 |
|
i |
|
1 |
|
|
|
|
|
||||
224 |
| 224 |
| |
| |
| |
| |
| |
|
|
233 |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
|
|
250 | 250 | 250 | 250 | 250 | |
| 250 |
|
||||||
а» |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
|
|
280 |
| 280 |
| |
| |
| |
| |
| |
|
|
300 |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
|
|
|
1 |
1 |
1 |
1 |
i |
1 |
|
|
Для этого необходимо, чтобы /га+1 = /гхфа = 10/гд и ф = |/"10.
Использование данного принципа позволяет иметь дело с мень шим количеством цифровых значений и строить таблицы чисел
оборотов в пределах одного десятка; |
|
|
|||||
в) |
удвоение |
через b |
членов: |
4 |
22j, |
4^3, |
т. е. |
Я'1» 7^2» |
ГС3, •••) 2 |
Т1\, 2/2>2» |
2/^з, |
||||
|
|
nb+i = n1yb = 2n1 |
и |
ф = j/2 . |
|
||
Удвоение позволяет использовать в качестве привода двух скоростные электродвигатели переменного тока.
Для того чтобы ряды одновременно соответствовали принципам б) и в), необходимо чтобы
= У 10 = ^ 2 .
Логарифмируя, получим
lg « P = 4 l 8 1 0 = | lg 2
и, следовательно, Ъ^ 0,3 а.
Для основного ряда принято значение
Фтш = 1,06 = 7 5 0 = ^27
Нормальные ряды чисел в станкостроении приведены в табл. 3. Их значения принимают в качестве чисел оборотов шпинделей, подач, мощностей, основных размеров и т. д. Стандартные зна чения ф, полученные на основе указанных принципов, пред ставлены в табл. 4.
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 4 |
|
ф * |
1,06 |
1,12 |
1,26 |
1,41 |
1,58 |
1,78 |
20 |
|
а |
40 |
20 |
10 |
20 |
5 |
4 |
20 |
|
3 |
6 |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
||
|
Ъ |
12 |
6 |
3 |
2 |
1,5 |
1.2 |
1 |
А |
= У ~ 1 -100% |
5 |
10 |
20 |
30 |
40 |
45 |
50 |
* Знаменатели ф = |
1,41 и 2 не удовлетворяют принципу десятичного повторения, |
|||||||
а ф = |
1,58 и 1,78 — принципу удвоения. Согласно ГОСТу 8032—56 допускается округ |
|||||||
ление знаменателей ф до значений 1,25; 1,4; |
1,6. |
|
|
|
|
|||
Числа оборотов шпинделей могут отклоняться от табличных значений не более чем на it 10 (ф — 1)%.