7 7 Частоту вращения шпинделя в станках с главным вращательным движением рассчитывают по формуле n=1000V/πd, (2.1) где V – скорость [м/мин]; частоту двойных ходов в станках с прямолинейным рабочим движением — по формуле n
2x
=1000V/(2L), (2.2) где L – длина хода стола (инструмента. В коробках подач частота вращения ходового винта или вала с выходом на шестерню реечной передачи равна n
s
= s/Pi, (где s — подача Р шаг винта или реечной передачи, мм i— число заходов винта. Отношение максимальных и минимальных частот называют диапазоном регулирования) Диапазон регулирования частот вращения
R=(v max d
ma x
)/(v min d
min
)=R
v
R
d
, (2.5) где R
v
= v max
/v min
— диапазон скоростей резания
R
d
=d max
/d min
— диапазон обрабатываемых диаметров. Диапазон регулирования частот возвратно-поступательного движения
R = R
v
R
L
, (2.6) где R
v
= v max
/v mln
≈ v max
/v min
– диапазон скоростей ходов
R
L
== L
niax
/L
mln
— диапазон длин ходов v
c
— средняя скорость двойного хода. Диапазон регулирования подач
R
s
=s max
/s min
. (2.7)
2.2 РЯДЫ ЧАСТОТ ПРИ СТУПЕНЧАТОМ РЕГУЛИРОВАНИИ ДВИЖЕНИЙ При ступенчатом регулировании оптимальное число переключений соответствует условию, при котором изменение скорости на новой частоте не превышает допустимого отклонения от номинальной величины. Вопрос о навы- годнейшем распределении ступеней частот впервые был решен в 1876 г. русским акад. А. В. Гадолиным, который разработал диаграмму скоростей резания в зависимости от размеров заготовки (инструмента) для различных частот рабочих движений риса Зависимость скорости от диаметра заготовки (хода инструмента) для заданной частоты изображается прямой линией (лучом. Область рекомендуемых скоростей резания определяют от оптимальной v
опт до допустимой доп исходя из периода стойкости инструмента. Границы этой области и абсолютные значения скоростей зависят от обрабатываемого материала, вида инструмента и обработки. Переключение частоты производят при выходе действительной скорости за пределы области v
опт
— доп вследствие изменения диаметра заготовки или инструмента.
V
доп
V
опт
V
0
n z
n z-1
n
1
n'
2
n'
1
n'
3
n'
4
n
3
n
4
R' v
R доп d
z d
z-1
d
3
d
2
d
1
d, мм а z
d z-1
d
2
d, мм n
z n
z-1
n
1
n
2
V
б
Рис. 2.2. Лучевая диаграмма геометрического – аи арифметического – б ряда скоростей Например, с уменьшением диаметра заготовки менее d
2
следует переключить частоту вращения сна, а менее d
3
— сна итак до максимальной величины n г
в рассматриваемом диапазоне частот. В точках d
1
, d
2
, d s
, ..., d которым соответствуют два значения скорости резания v
опт и доп, переключение производят на частоту оптимальной скорости. Отношение переключаемых частот постоянно равно отношению граничных значений скоростей и является знаменателем геометрического ряда φ = n
2
/n
1
= n
3
/n
2
= n
4
/n
3
= ... =n z
/n z-1
=
=v
опт
/v
доп
,откуда
(2.8) При геометрическом ряде частот максимальная относительная потеря скорости А
mах
= (v
опт
— v
доп
)/v
опт
= (–1)/ φ, а диапазон регулирования
R=n z
/n
1
= Число ступеней частот z = 1 — lg R/lgφ. (2.9) Знаменатель геометрического ряда должен быть кратным двум и десяти ГОСТ 6636—69 Предпочтительные числа и ряды предпочтительных чисел)
φ = Х = У. Это условие соблюдается при хи у = 40, соответствующими наименьшему значению φ = 1,06. На базе наименьшего значения построен ряд
φ: 1,06; 1,12; 1,26; 1,41; 1,58; 1,78; 2. Максимальная относительная потеря скорости при φ = 1,06 равна А
mах
= 5 %; при φ = 2 ах =50 %. На диаграмме показано число переключений при φ = 1,12 (n
1
'
— и при φ = 1,41 (n г — n
4
). Геометрический ряд обеспечивает постоянный перепад скоростей и построение развернутых коробок скоростей и подач из двухваловых передач. В коробках винторезных станков подачи определяются арифметическим рядом шагов резьб Р = 1; 1,25; 1,5; 1,75; 2; 2,5; 3; 3,5; ... мм. Разность между шагами равна разности арифметического ряда а = 0,25 мм. Согласно арифметическому ряду частота вращения ходового винта (рис. 2.2, б)
(2.10)
3. КОНСТРУКЦИИ ПРИВОДОВ ГЛАВНОГО ДВИЖЕНИЯ В большинстве станков в качестве привода главного движения и подач применяют коробки передач со ступенчатым регулированием частот вращения, соединенные с асинхронным электродвигателем. Коробки скоростей и подач