Коробки швидкостей металорізальних верстатів

Сучасні металорізальні верстати влаштовані таким чином, що обертальний рух їх електродвигунів потрібно передавати шпинделя, причому робити це таким чином, щоб була можливість змінювати передачу, яка транслюється потужність, крутний момент і число оборотів в певних межах. Для цього використовується механізм, званий коробкою швидкостей.

Ці конструкції досить складні, обходяться дуже недешево в виробництві, проте в металорізальних верстатах використовуються практично повсюдно. Основними їх елементами є зубчасті колеса і вали. Слід зауважити, що коробки швидкостей сучасного верстатного обладнання досить компактні, прості в управлінні і експлуатації.

Обертальний момент на їх вході надходить зі шківа постійної швидкості, що приводиться в рух електродвигуном, пов'язаним з ним зубчастої, ланцюгової, пасової або клиноремінною передачею.

Для того щоб змінювати кількість обертів шпинделя, в конструкції коробок швидкостей верстатів передбачено кілька рукояток (в деяких моделях обладнання вона всього одна). Розвантаження шпинделів цього обладнання в разі наявності коробки швидкостей є суттєвою перевагою. На відміну від ремінних, зубчасті передачі забезпечують дійсно жорсткий кінематичний ланцюг руху, яка виключає прослизання. Ця обставина дуже важливо при проведенні на верстатах багатьох операцій (наприклад, нарізування різьби різцями).

Конструкції коробок швидкостей і коробок подач сучасного верстатного обладнання вельми різноманітні, проте в загальному і цілому вони представляють собою ні що інше, як поєднання цілого ряду досить типових і нескладних деталей, механізмів і вузлів. Вони скомпоновані і взаємодіють між собою таким чином, щоб забезпечувати зміна кількості оборотів ведених валів (шпинделів, ходових валів і гвинтів).

У всіх сучасних металорізальних верстатах коробка швидкостей являє собою одну з найважливіших їх частин. З її допомогою змінюється кількість обертів шпинделя.

Всі деталі та вузли, з яких складається коробка швидкостей. розташовуються в спеціально розробленому і виготовленому корпусі. Він відливається з чавуну, а перед складанням коробки проходить відповідну обробку.

Основними функціональними деталями коробок швидкостей є блоки шестерень, зубчасті колеса, рейки, вали, зубчасті муфти, рукоятки та ін.

Сама процедура перемикання швидкостей полягає в тому, що за допомогою рукояток проводиться зміна кінематичних умов, в яких знаходяться зубчасті колеса. В результаті цього здійснюється зміна передавального числа і, відповідно, частоти обертання шпинделя.

Для забезпечення можливості перемикання швидкостей обертання шпинделів верстатного обладнання, рукоятки розміщуються безпосередньо на зовнішній стороні коробки, що забезпечує до них легкий і зручний доступ. Ці елементи управління за допомогою важелів і інших конструктивних елементів пов'язані з зубчастими муфтами і блоками шестерень, які і змінюють безпосередньо конфігурацію передач.

Однією з найважливіших частин коробок швидкостей є шпиндель. Саме на ньому закріплюється різний інструмент або спеціальне оснащення (наприклад, патрони, в які затискаються оброблювані заготовки або деталі). Шпиндель являє собою кінцевий елемент конструкції коробки швидкостей.

З точки зору структурної схеми верстатного обладнання, коробки швидкостей - це елементи приводів, які забезпечують поетапне регулювання головного руху. До них пред'являється цілий ряд вимог, серед яких основними є забезпечення сталості швидкостей, передача зусиль, зручність управління, швидкодія і габаритні розміри.