3.2.5. Кинематическая структура станков

Кинематическая структура станка представляет собой совокупность кинематических групп. Группы могут быть соединены между собой разными способами; их соединение зависит от многих факторов. Наибольшее влияние на соединение кинематических групп оказывают общность их исполнительных органов и источника движения, а также необходимость координации во времени создаваемых группами движений. Всякое соединение двух кинематических групп осуществляется специальными дополнительными устройствами, такими, как суммирующие механизмы, реверсы, муфты и др. Некоторые из них изображены на рис.11.

Рис.11. Механизмы металлорежущих станков:

а – паросменные колеса; б – блок подвижных колес; в – механизм перебора;

г, д – реверсивный механизм

Главной и определяющей частью кинематической структуры любого станка является его формообразующая часть, составляющая общее число и характер групп формообразования, а также их кинематическое соединение. По этому признаку все многообразие кинематических структур металлорежущих станков можно разделить на три класса:

1. Класс элементарных структур Э, к которому относятся станки с кинематической структурой, содержащей только простые группы формообразования – группы, создающие движения Ф(В) и Ф(П).

2. Класс сложных структур С, к которому относятся станки с кинематической структурой, содержащей только сложные группы формообразования – группы, создающие движения Ф(В₁В₂) или Ф(В₁В₂П_З) (рис.10).

3. Класс комбинированных структур К, к которому относятся станки с кинематической структурой, содержащей одновременно и простые и сложные группы формообразования.

Каждый класс содержит определенное число типовых кинематических структур станков, которое можно условно записать буквой с последующими двумя цифрами. Буква указывает на класс, первая цифра – на число формообразующих групп, вторая цифра – на суммарное число простых вращательных и прямолинейных движений, составляющих все формообразующие движения станка. Например, запись К24 означает, что станок имеет комбинированную структуру, две группы формообразования с четырьмя простыми движениями.

Если учесть, что максимально возможное число групп формообразования в структуре станка равно трем, то можно составить таблицу типовых кинематических структур всех станков (табл.5).

Таблица 5

Кинематические структуры станков

При составлении и анализе кинематической структуры станков следует представлять себе изделие в целом (пространственно) и те его поверхности, которые должны быть обработаны резанием. Это означает, что обработанную поверхность необходимо охарактеризовать как в поперечном, так и в продольном сечениях, установить соответствующие производящие линии, при относительном движении которых может быть образована данная поверхность.

Необходимо также представлять себе конструкцию режущего инструмента и форму его режущих кромок, а также относительное взаимное положение обрабатываемой заготовки и инструмента в процессе формообразования требуемой поверхности.

Устанавливая методы образования производящих линий, необходимо иметь в виду следующее:

• если для обработки используют фасонный режущий инструмент (резец, фрезу, шлифовальный круг и т.д.), то первая образующая производящая линия получается методом копирования, вторая производящая линия (направляющая) – методом следа или касания;

• если поверхность фрезеруют или шлифуют при относительном перемещении заготовки или инструмента, то хотя бы одна из производящих линий образуется методом касания.

В результате анализа схемы резания, расположения обрабатываемых поверхностей и конструкций инструмента устанавливают потребность в движениях деления и врезания, и если они необходимы, то определяют их характер. После того, как определены все движения формообразования, деления и врезания, которые определяют кинематику станка в основном, можно приступать к составлению и анализу структур кинематических групп, обеспечивающих эти движения.

Составление и анализ структур кинематических групп станка проводят последовательно от одной к другой в следующем порядке:

1. Устанавливают число исполнительных органов. Как правило, оно соответствует числу простых движений, образующих исполнительное движение.

2. Определяют внутреннюю кинематическую связь группы. Для простых групп это связь между звеньями кинематической исполнительной пары, а для сложной группы – функциональные цепи (цепь) между исполнительными органами.

3. Определяют источник движения и внешнюю кинематическую связь группы.

4. Устанавливают число и расположение органов настройки параметров движения.

Иногда исполнительные органы могут одновременно принадлежать двум или более кинематическим группам, и нередко один и тот же источник движения принадлежитнескольким или сразувсем кинематическим цепям (рис.10).