книги / Металлорежущие станки Краткий курс

Глава XV

СИСТЕМЫ СМАЗКИ И ОХЛАЖДЕНИЯ

§ 1. СИСТЕМЫ СМАЗКИ

Системы смазки предназначены для уменьшения потерь на трение, повышения износостойкости и обеспечения нормально допустимой рабочей температуры трущихся поверхностей. Пра­ вильно спроектированная система смазки способствует нормаль­ ной эксплуатации станка и длительному сохранению его точности.

Существуют индивидуальный и централизованный способы смазки. Первый осуществляется независимыми устройствами для каждой трущейся пары; второй — несколькими устройствами, управляемыми с одного места.

По времени действия смазка делится на периодическую и не­ прерывную. По способу подачи масла к трущимся поверхностям различают смазку без принудительного давления и под давле­ нием. В первом случае масло подается силой тяжести масла или с помощью фитильных и других устройств. При смазке под дав­ лением подача масла обеспечивается насосным устройством (руч­ ным или с двигателем).

Существуют следующие системы циркуляции смазки: проточ­ ная, циркуляционная, смешанная. В проточной системе отрабо­ танное масло не возвращается в систему; в циркуляционной же системе оно многократно циркулирует. Смешанная система соче­ тает в себе одновременно проточную и циркуляционную систему.

В систему смазки входят устройства для подвода необходимого количества смазочного материала и распределения его по всей рабочей поверхности в трущихся парах, уплотняющие средства, устройства для очистки смазки, контрольные и сигнальные устройства.

В качестве основных смазочных материалов в станкостроении нашли применение жидкие минеральные масла и в некоторых случаях густые (консистентные) смазки. При назначении сорта смазки руководствуются справочной литературой.

В циркуляционной системе смазки, когда отведенное от тру­ щейся пары масло снова подается к объекту, необходима надежная очистка масла; это достигается включением в систему фильтров. Наибольшее распространение получили пластинчатые, войлоч­ ные и сетчатые фильтры. В наиболее ответственных случаях ставят магнитные фильтры, способные улавливать продукты

еечастей. Обычно контролируют уровень масла, давление, расход. Общее количество подводимой смазки может быть определено

с^ 1700 — удельная теплоемкость в джЫг - град;

Дt — температура нагрева масла при протекании через трущиеся поверхости в град. По опытным данным: для зубчатых колес At = 5 -г- 8°, для подшипников сколь­ жения At = 30 -г- 40°.

Приравнивая выражения (78) и (79) и решая полученное уравнение относительно Q, получим

температуры масла.

Размеры отстойников в системе смазки должны обеспечить заполнение ее маслом при пуске и гарантировать достаточную очистку и охлаждение смазочной жидкости. Обычно принимают объем резервуара-отстойника при циркуляционной системе смазки равным 5—6 мин производительности насоса.

§ 2. СИСТЕМЫ ОХЛАЖДЕНИЯ

Подача смазочно-охлаждающей жидкости к режущим кромкам инструмента в процессе резания увеличивает стойкость инстру­ мента, улучшает обрабатываемость и в конечном счете способствует повышению производительности. Помимо благоприятного влия­ ния на процессы резания, охлаждающая жидкость часто отводит мелкую стружку и охлаждает обрабатываемую деталь.

охлаждающей жидкости выполняется в виде отдельного бака. Если резервуар выполняет роль отстойника для очистки масла, то раз­ меры его должны обеспечивать выпадение в осадок всех загряз­ няющих частиц. Обычно его объем принимают равным произво­ дительности системы охлаждения за 10—12 мин.

В системах охлаждения используют приемные фильтры в виде сеток или пластин с отверстиями. Значительно реже ставят фильтр для дополнительной очистки.

За последние годы в практике машиностроения делается попытка внедрения новых прогрессивных методов охлаждения. Большой эффект получен при использовании охлаждения высоко­ напорной струей жидкости. Этот способ отличается от рассмот­ ренного тем, что жидкость в виде струи малого сечения (порядка 1 мм2) под высоким давлением (15 -ь 30) «Ю5 н/м2 подается непо­ средственно к режущей кромке инструмента.

Значительно повышается эффект охлаждения в отдельных случаях при подаче жидкости в зону резания в тонкораспылен­ ном виде (масляный или эмульсионный туман). Жидкость распы­ ляют механическими или пневматическими способами. Отдельные частицы жидкости достигают 2 мкм в диаметре. Преимущество этого способа охлаждения заключается в том, что воздух уносит тепло, возникающее в процессе резания, при малом расходе охлаждающей жидкости.

При обработке труднообрабатываемых сталей используется также жидкая углекислота, которая, испаряясь в зоне резания, создает газообразную среду, способствующую интенсивному охлаж­ дению.

Раздел III

КОНСТРУКЦИЯ, КИНЕМАТИКА И НАСТРОЙКА МЕТАЛЛОРЕЖУЩИХ СТАНКОВ

Глава XVI

ТОКАРНЫЕ СТАНКИ

Токарные станки делятся на универсальные и специализи­ рованные. Первые предназначены для выполнения самых разно­ образных операций: обработки резцами наружных и внутренних цилиндрических, конических и фасонных поверхностей, торцовых плоскостей, нарезания наружных и внутренних резьб, отрезки, сверления, зенкерования и развертывания отверстий. Специали­ зированные станки используются для обработки определенных деталей, например, гладких и ступенчатых валов, прокатных валков, осей колесных пар железнодорожного транспорта, раз­ личного рода труб, муфт и т. п. Из универсальных станков наи­ большее распространение получили токарно-винторезные и то­ карные станки. Последние предназначены для выполнения всех токарных операций, за исключением нарезания резьбы резцами. Из специализированных — многорезцовые и гидрокопировальные станки, предназначенные для обработки гладких и ступенчатых валов, разного рода втулок, фланцев и других деталей.

§ 1. ТОКАРНО-ВИНТОРЕЗНЫЕ СТАНКИ

На токарно-винторезных станках кроме выполнения обычных работ, можно нарезать резцами наружную и внутреннюю резьбу. Производство таких станков развивается по пути совершенство­ вания управления, повышения точности, надежности, увеличения диапазона скоростей и подач. Некоторые токарно-винторезные станки оснащаются копировальными устройствами, которые по­ зволяют обрабатывать сложные контуры без спецпальных фасон­ ных резцов и комбинированного инструмента, а также значи­ тельно упрощают наладку и подналадку станков.

Станок мод. 1К62

Назначение станка — выполнение токарных и резьбонарезных работ: наружное и внутреннее точение, нарезание правой и левой

Продольная и поперечная подачи суппорта осуществляются с помощью ходового вала 9, через механизмы фартука 8, а на­ резание резьбы — ходовым винтом 10. Величину подачи суппорта устанавливают настройкой коробки подач 1 1 .

В нижней части станины имеется корыто, куда собирается стружка и стекает охлаждающая жидкость.

вращение шпинделя, которое он получает от электродвигателя 104

многодисковая фрикционная муфта М. Для получения прямого вращения шпинделя муфту М смещают влево, и привод вращения осуществляется по следующей цепи зубчатых колес: 3 —12 или 4—11; 9—14, 10—13 или 8—15\ 18—27 или через перебор, состоя­ щий из группы передач с двухвенцовыми блоками 19—20, 21—22 и зубчатой пары 25—26. Последняя входит в зацепление при перемещении блока 26—27 вправо. Переключая блоки колес, можно получить шесть вариантов зацепления зубчатых колес при передаче вращения непосредственно на шпиндель и 24 варианта при передаче движения через перебор. В действительности коли­ чество скоростей шпинделя меньше (23), так как передаточные отношения некоторых вариантов численно совпадают.

Реверсирование шпинделя достигается перемещением муфты М вправо. Тогда вращение валу передается через зубчатые колеса 5—6, 7—8 и далее по предыдущей цепи. Количество ва­ риантов зацепления — 15, фактических скоростей — 12, так как передаточное отношение некоторых вариантов тоже численно совпадает.

Движение подач. Механизм подачи включает в себя четыре кинематические цепи: винторезную, продольной и поперечной подачи, цепь ускоренных перемещений суппорта. Вращение валу X передается от шпинделя VII через зубчатые колеса 28—30, а при

вал VIII.

С вала VIII движение передается по цепи 32—36 или 33—37, или через реверсивный механизм с колесами 31—34—35, сменные

колеса $8—41 или 39—42 и промежуточное колесо 40 на вал X. Отсюда движение можно передать по двум вариантам зацепления

зубчаты* колес.

2-й вариант. Вращение передается через зубчатые колеса 43_4 4 ^ 4 5 на вал XI, затем через колеса 46—47 и накидное колесо 48 зубчатому конусу механизма Нортона (колеса 50—56) и далее по Цепи зубчатых передач 57—70, 69—72, 73—68 или 74—-67 ЯалУ XIV и, наконец, через колеса 66—60 или 67—59 валу XV- Затем вращение может быть передено либо ходовому винту 9$* либо ходовому валику XVI. В первом случае через муфту

во втором — движение валику XVI передается через пару

62—63 & муфту обгона 106.

2-й вариант. С вала X через муфту М±, т. е. при сцеплении зубчаты* колес наружного и внутреннего зацепления 43—49,

1-го варианта- Винторезная цепь. При нарезании резьбы подача суппорта

осуществляется от ходового винта 93 через маточную гайку 94, закрепленную в фартуке. Для нарезания метрической и модуль­ ной резьб винторезную цепь устанавливают по 1-му варианту, а для дюймовых и питчевых — по 2-му. Изменения величины шага резьбы достигают переключением зубчатых колес звена увеличе­ ния шага, механизма Нортона, блоков 73—74 и 59—60, и уста­ новкой сменных колес на гитаре. При точении и нарезании мет­ рически* и дюймовых резьб в зацеплении находятся зубчатые колеса 38—40—41, а при нарезании модульных и питчевых — колеса 39—40—42.

В особых случаях, при нарезании резьбы высокой точности, для устранения влияния погрешностей кинематической цепи последнюю укорачивают включением муфт Мг, М2 и МА, в ре­

Настройка винторезной цепи для нарезания резьб с различ­ ным шагом производится в данном случае только подбором смен­ ных колес на гитаре.

Цепь продольной и поперечной подач суппорта. Для передачи вращения механизму фартука служит ходовой валик XVI. По нему, вдоль шпоночного паза, скользит зубчатое колесо 75, передающее вращение от вала XVI через пару зубчатых колес 76—77 и червячную пару 78—79 валу XVII.

Для получения продольной подачи суппорта и реверсирова­ ния его включают одну из кулачковых муфт Мъ или Мв. Тогда вращение от вала передается зубчатыми колесами 80— 91—82 или 81—84 и далее парой 83—85 реечному колесу 86, так как рейка 87 неподвижно связана со станиной станка.

порту.

Цепь ускоренного перемещения суппорта. Для осуществления ускоренного (установочного) перемещения суппорта ходовому валику XVI сообщается быстрое вращение от электродвигателя 105 через клиноременную передачу 102—103. Механизм подачи суппорта через коробку подач при этом можно не выключать, так как в цепи привода ходового валика установлена муфта обгона 106.

С помощью винтовых пар 98—99 и 101—100 можно вручную перемещать резцовые салазки и пиноль задней бабки.

§ 2. РАСЧЕТ КИНЕМАТИЧЕСКОЙ НАСТРОЙКИ СТАНКОВ

Настройка кинематических цепей при выполнении разнооб­ разных работ на универсальных токарно-винторезных станках, включая нарезание резьбы, сводится к подбору передаточных отношений передач коробок скоростей, подач и других механиз­ мов, что осуществляется переключением соответствующих рыча­ гов. Поэтому для определения параметров настройки нет необходи­ мости проводить специальные расчеты. Такие расчеты необходимы лишь при нарезании особо точных резьб или резьб с ненормали­ зованным шагом. В этих случаях кинематическую цепь укора­ чивают (см. выше); органом же настройки ее являются только ги­ тара и переключаемые колеса 32—36 или 33—37.

Конечным звеном резьбонарезной цепи является винтовая пара 93—94; поэтому, согласно равенству (8), можем написать

где tn — шаг нарезаемой резьбы; te — шаг ходового винта;

i — передаточное отношение кинематической цепи от шпин­

где in и iCM— передаточное отношение соответственно достоян­ ных передач и сменных колес гитары.