Zdecydowana większość obrabiarek ma dwa ruchy napędowe, ruch główny – roboczy i ruch posuwowy. Zdarzają się od tego schematu odstępstwa, np. przy zastosowaniu narzędzia kształtowego występuje tylko ruch główny, a z kolei w przypadku narzędzia wieloostrzowego obrotowego, gdy ruch główny jest ruchem biernym, wtedy istnieje konieczność zastosowania dwóch ruchów posuwowych. O pewnych aspektach związanych z projektowaniem układów kinematycznych obrabiarek piszemy w tym artykule.
W obrabiarkach konieczne jest dobieranie szybkości skrawania i wielkości posuwu w zależności od rodzaju obróbki. Może się to odbywać bezstopniowo lub skokowo. Zmiana prędkości w sposób bezstopniowy umożliwia optymalny dobór warunków skrawania. Jednak wykorzystanie tej niewątpliwej zalety i jej zastosowanie jest ograniczone, ze względu na znacznie większy koszt takiego rozwiązania, na trudności w przenoszeniu większych mocy i na małą rozpiętość przełożeń itp. Mimo tych ograniczeń napędy te są stosowane w niektórych obrabiarkach. Jednak w zdecydowanej większości obecnie użytkowanych obrabiarek zmiana prędkości odbywa się skokowo. Właściwy dobór warunków skrawania uzależniony jest wtedy od liczby stopni prędkości oraz od sposobu ich uszeregowania. Umożliwiają to skrzynki przekładniowe, które są tym elementem napędu pomiędzy silnikiem, a wrzecionem lub zespołem posuwowym obrabiarki, gdzie poprzez przesterowanie ręczne za pomocą dźwigni lub sprzęgieł, albo sterowanie zmechanizowane lub skomputeryzowane, dobiera się najbardziej optymalne parametry obróbki.
Projektowanie skrzynek przekładniowych obrabiarek jest zagadnieniem bardzo obszernym, obejmującym wiele aspektów, takich jak koła zębate, przekładnie pasowe, silniki elektryczne, sprzęgła, wałki, wielowypusty, sterowanie i inne, oraz cały obszar wiedzy doświadczalnej w tworzeniu pewnych konfiguracji zespołów do budowy takich skrzynek, wypracowanej przez wiele lat stosowania obrabiarek. Duża część tej wiedzy zawarta jest w różnych poradnikach, podręcznikach i innych tekstach. Tu ze względu na ramy artykułu omówimy ogólną metodykę projektowania głównie przekładni zębatych, wraz z niektórymi zaleceniami praktycznymi.
Ogólne wymagania projektowe dotyczące skrzynek przekładniowych:
- możliwie małe wymiary skrzynki – co uzyskuje się poprzez ograniczenie wielkości przełożeń cząstkowych, małe szerokości kół zębatych oraz zwartą budowę przekładni;
- duża sztywność wałów na zginanie i skręcanie;
- małe opory ruchu uzyskiwane przez łożyskowanie wałów przeważnie toczne;
- spokojna i cichobieżna praca, co uzyskuje się przez zastosowanie kół z zębami utwardzanymi i szlifowanymi, wykonanych z wysokogatunkowych stali stopowych i dokładne wykonanie położenia otworów pod łożyska w korpusach, najlepiej niedzielonych.
Cały artykuł dostępny jest w wydaniu płatnym 11/12 (194/195) Listopad/Grudzień 2023
