Материал: Металлорежущие станки.

Рис. 1. Производящие линии

Для образования поверхностей необходимы производящие линии, которые создаются с помощью вспомогательных элементов. Этими элементами являются режущие лезвия инструментов, реализуемые в виде линий (резьбовые резцы, фрезы, зуборезные инструменты) или материальных точек.

Движения вспомогательных элементов, в результате которых образуются производящие линии, называются движениями формообразования (Ф).

Методы образования производящих линий и необходимое число движений формообразования зависят от вида вспомогательных элементов. Важно научиться определять вид вспомогательного элемента, так как одно и то же лезвие в одном случае выступает в виде точки, а в другом – в виде линии.

Если вспомогательным элементом является линия, то возможны два метода формообразования (рис. 2):

–метод копирования, когда вспомогательный элемент 1 по форме и расположению совпадает с образуемой линией 2. Последняя получается как копия вспомогательного элемента. При этом не требуется движения формообразования (Ф = 0) и необходимо лишь движение врезания;

–метод обката, когда форма или расположение вспомогательного элемента 1 не совпадает с образуемой линией 2, которая получается как огибающая ряда его последовательных положений. При этом необходимо одно движение формообразования, Ф = 1.

19

Рис. 2. Метод копирования (а) и метод обката (б)

Если вспомогательным элементом является материальная точка, то также возможны два метода формообразования

(рис. 3):

–метод следа. При движении материальная точка 1 оставляет след, являющийся образуемой линией 2. Необходимо одно движение формообразования, Ф = 1;

–метод касания. Образуемая линия 2 является касательной к ряду дополнительных линий 3, создаваемых материальной точкой 1. Метод требует двух и более движений формообразования, Ф ≥ 2. Одно движение служит для образования дополнительных линий, другое – для их перемещения в пространстве.

аб

Рис. 3. Метод следа (а) и метод касания (б)

Число движений формообразования, необходимых для получения заданной поверхности, равно сумме движений, тре-

20

буемых для образования каждой из двух производящих линий. Чем больше необходимых движений Ф, тем сложнее кинематическая структура станка.

Классификация и обозначение движений

Всякое движение в станке, предназначенное для выполнения производственных функций, называется исполнительным. Траектория исполнительных движений может быть простой (прямая линия, окружность) или сложной. Соответственно различают простые и сложные движения. Траектории сложных движений получают сочетанием взаимосвязанных простых движений. В этом случае простые движения называют элементарными. Движения формообразования обозначают прописными буквами с индексами, характеризующими их технологическое назначение. В скобках указывают состав движений. Например, ФV(В1) – простое вращательное движение, выполняющее функцию главного; ФS(П1) – простое прямолинейное движение, выполняющее функцию подачи. Сложное движение, составленное из взаимосвязанных вращательного и поступательного движений, обозначается как ФV(В1П2). Здесь цифры указывают порядковые номера элементарных движений (рис. 4).

Пример 1. Точение цилиндра.

Рис. 4. Точение цилиндра

21

Образующая производящая линия – окружность, вспомогательный элемент – материальная точка, так как форма лезвия значения не имеет. Образующая получается методом следа, требующим одного движения формообразования ФV(B1).

Направляющая – прямая линия, вспомогательный элемент – материальная точка. Направляющая тоже получается методом следа, необходимо движение ФS(П2). Всего при точении цилиндра необходимы два простых движения формообразования.

Пример 2. Нарезание резьбы резцом (рис. 5).

Рис. 5. Нарезание резьбы

Образующая линия – профиль резьбы. Вспомогательный элемент – линия, так как профиль зависит от формы резца. Профиль получается методом копирования, не требующим движения формообразования.

Направляющая – винтовая линия, вспомогательный элемент – материальная точка, так как каждая точка лезвия формирует узкий участок профиля. Направляющая получается методом следа, требующим одного сложного движения формообразования ФV(В1П2).

22

Параметры исполнительных движений

Любое движение можно характеризовать параметрами пространства и времени. К настраиваемым в станках параметрам пространства относятся:

–траектория (форма пути);

–путь (длина пути);

–скорость;

–направление;

–исходное положение.

Относительное и абсолютное положение траектории не настраиваются, так как они обеспечиваются компоновкой станка и планировкой цеха.

Параметры времени определяют момент начала движения и характеризуют его с точки зрения непрерывности или периодичности. Их настройка в станках не предусмотрена.

Число настраиваемых в станках параметров движений зависит от их сложности и замкнутости.

Для простых движений не настраивают траекторию, так как она определяется внутренней связью (табл. 2). Для замкнутых движений не настраивают путь и исходное положение.

Кинематические группы и структура станка

Совокупность механизмов, создающих каждое исполнительное движение с заданными параметрами, называют кине-

матической группой.

В станке столько кинематических групп, сколько он имеет исполнительных движений. Любая кинематическая группа состоит из трех элементов: внутренняя связь, источник движения и внешняя связь.

Главной является внутренняя связь. Ее задача – согласовать параметры движения так, чтобы обеспечивалась заданная траектория рабочего органа. Иначе говоря, внутренней называют кинематическую связь, обеспечивающую траекторию исполнительного движения.

Группы, имеющие внутреннюю связь в виде одной кинематической пары, называют простыми (рис. 6, 7).

Пример 3. Кинематическая группа, создающая движение ФV(B1).

Рис. 6. Простая кинематическая группа

Здесь внутренняя связь обеспечивается одной кинематической парой: шпиндель – опоры корпуса (подшипники). Точность вращения зависит от регулировки подшипников. Источ-

24

ник движения – двигатель Д, внешняя кинематическая связь – участок 1–2.

Пример 4. Кинематическая группа, создающая движение ФS(П2).

Рис. 7. Внутренняя связь простой группы

Здесь внутренняя связь – одна кинематическая пара: суппорт – направляющие. Траектория движения суппорта зависит от формы направляющих, которые должны быть прямолинейны. Источник движения и внешняя связь здесь не показаны.

Для сложных исполнительных движений необходимы сложные кинематические группы. В таких группах внутренняя связь состоит из кинематической цепи, соединяющей подвижные кинематические звенья, например группа, создающая винтовое движение ФV(В1П2) (рис. 8).

Движение ФV(В1П2) сложное и незамкнутое, поэтому настраивается по пяти параметрам: траектория (шаг резьбы) – гитарой ix, скорость коробкой скоростей – iv, направление – реверсом Р2, путь и исходное положение – упорами. В универсальных станках органа настройки нет.

25