3.4.3.2 Приводы подач, осуществляемых при включении ходового вала
Конечными звеньями кинематических цепей подач, представляющих собой внутренние кинематические связи, являются шпиндель с заготовкой и суппорт (точнее – резцедержатель суппорта) с инструментом. Перемещение инструмента в продольном (S) или поперечном (Sп) направлениях увязывается с одним оборотом шпинделя с заготовкой и подача, таким образом, измеряется в мм/об – миллиметрах перемещения инструмента (суппорта) за 1 оборот заготовки (шпинделя).
Расчётные перемещения конечных звеньев цепей: 1об.шп.S – для продольной подачи и 1об.шп.Sп – для поперечной.
Уравнения кинематического баланса приводов:
- продольной подачи:
- поперечной подачи:
Как видно по кинематической схеме и уравнениям кинематического баланса, в приводы подач входит ряд передач и механизмов, расположенных между шпинделем и коробкой подач, в коробке подач и в фартуке суппорта. вращение от шпинделя передаётся через шестерни 60:60 (передаточное отношение равно 1), если блок 60-45 находится в крайнем левом положении. Если блок 60-45 находится в крайнем правом положении, то вращение передается через звено увеличения шага и подач (ЗУШ), которое составляют передача 54:27, две последние группы передач (pг и pв) коробки скоростей и передача 45:45 (iзуш=2;8;32). Далее движение через группу с передачами 28:56 и 42:42 (i1=1/2;1), являющуюся частью реверсивного механизма (в цепях продольных и поперечных подач используются только эти передачи) и гитару сменных шестерён с колёсами 42, 95, 50 передается на приёмный вал коробки подач.
В коробке подач включаются муфты М2 и М3, передвижные колёса 35 выводятся из зацепления с колесами 37 и 28. Вращение с валов, соединяемых муфтой М2, на валы, соединяемые муфтой М3, передаётся посредством механизма Нортона, обеспечивающего семь различных передаточных отношений. Далее через две группы передач (назовём их множительными), совместно обеспечивающими 4 передаточных отношения (iмн=1/8;1/4;1/2;1), передачу 28:56 и муфту обгона МО передаётся вращение ходовому валу.
От ходового вала вращение через шестерни 27-20-28, предохранительную муфту Мп, червячную передачу 4:20 сообщается валу реверсивных механизмов, который посредством одной шестерни 40 связан с зубчатыми венцами 37 кулачковых муфт М7 и М9, а другой шестерни 40 через паразитное колесо 45 – с зубчатыми венцами 37 кулачковых муфт М6 и М8.
Продольная подача суппорта в том или ином направлении включается муфтами М6 или М7, при этом вращение с вала муфт через передачу 14:66 сообщается валу с шестерней, имеющей 10 зубьев модуля 3 мм и находящейся в зацеплении с зубчатой рейкой, которая закреплена на станине под направляющими. Шестерня, перекатываясь по зубчатой рейке, перемещает суппорт.
Подача поперечных салазок суппорта в ту или иную сторону включается муфтами М8 и М9. При этой вращение через шестерни 40-61-20 передается ходовому винту поперечной подачи шага 5 мм, перемещающему вдоль своей оси гайку вместе с салазками, в которых она закреплена.
Для переключения подач в порядке их последовательного возрастания (или уменьшения) сначала в коробке подач переключают механизм Нортона, а уже затем – передачи множительных групп и снова механизм Нортона. Это обеспечивает получение основного ряда подач. Удлинение ряда обеспечивается при изменении iзуш и i1.
Если ЗУШ отключено (для упрощения записей будем отмечать это как iзуш=1), что имеет место при включении частот вращения шпинделя 630-2000 об/мин и i1=1, основной ряд продольных подач будет следующим (мм/об):
iзуш=1 |
i1=1 |
iмн=1/8 |
0,14 |
0,15 |
0,17 |
0,195 |
0,22 |
0,24 |
0,26 |
iзуш=1 |
i1=1 |
iмн=1/4 |
0,28 |
0,3 |
0,35 |
0,39 |
0,43 |
0,48 |
0,52 |
iзуш=1 |
i1=1 |
iмн=1/2 |
0,56 |
0,61 |
0,69 |
0,78 |
0,87 |
0,955 |
1,04 |
iзуш=1 |
i1=1 |
iмн=1 |
1,13 |
1,22 |
1,39 |
1,56 |
1,74 |
1,91 |
2,08 |
При i1=1/2 и iмн=1/8 добавляются ещё 7 значений в начало ряда:
iзуш=1 |
i1=1/2 |
iмн=1/8 |
0,07 |
0,075 |
0,085 |
0,1 |
0,11 |
0,12 |
0,13 |
При трёх других значениях iмн повторяются значения подач 0,14-1,04.
При переключениях в коробке подач в случае других комбинациях включений iзуш (а значит, при других nшп) и i1 добавляются новые подачи, а часть подач повторяется.
Так, при iзуш=2 и диапазоне частот вращения шпинделя 200-630 об/мин обеспечиваются подачи 0,14-4,16, в том числе 7 новых:
iзуш=2 |
i1=1 |
iмн=1 |
2,26 |
2,44 |
2,78 |
3,12 |
3,48 |
3,82 |
4,16 |
При iзуш=8 и диапазоне частот вращения шпинделя 50-160 об/мин обеспечиваются подачи 0,56-4,16 (формально – до 8,32, но такие большие подачи не применяются).
При iзуш=32 и диапазоне частот вращения шпинделя 12,5-40 об/мин обеспечиваются подачи 2,26-4,16 (формально – гораздо выше, что не применяется).
При одной и той же настройке привода подач поперечные подачи имеют вдвое меньшую величину, чем продольные.