Материал: Металлорежущие станки.

Рис. 8. Группа, создающая винтовое движение: Д – источник движения; участок 1–2 – внешняя связь; участок 2–3 –

внутренняя связь; – органы настройки; – реверсы

На рис. 9 показана сложная кинематическая группа для точения винтовой линии на конусе.

Рис. 9. Точение конической резьбы

Группа создает сложное движение ФV(В1П2П3). Внешняя связь – участок 1–2. Внутренняя связь представлена в виде двух кинематических цепей – участки 2–3 и 4–5. Орган настройки ix для настройки шага винтовой линии, iy – для настройки на угол конуса.

26

Типовая кинематическая структура станка

Кинематическая структура станка может состоять из одной кинематической группы, создающей движение формообразования. Примером такого станка является протяжной станок, в котором одним движением ФV(П1) осуществляется формообразование, врезание, а иногда и деление.

Обычно в станке несколько движений (формообразование, деление, врезание и др.), поэтому его структура состоит из нескольких кинематических групп. Станок необязательно должен иметь кинематические группы разного назначения. Единственными группами, без которых не может существовать станок, являются группы формообразования.

Если на станке одним инструментом обрабатывают разные поверхности или, наоборот, одну и ту же поверхность обрабатывают разными инструментами, то для каждого из этих случаев в станке используется своя частная структура.

Общая структура большинства станков состоит из ряда частных структур, которые образуются путем составления разных комбинаций из имеющихся кинематических групп. В общей структуре станка наиболее ответственными являются кинематические группы, осуществляющие процесс формообразования.

Классификация кинематических структур

В основу классификации положен принцип определения количества формообразующих движений, с помощью которых получается заданная поверхность. Иначе говоря, поскольку в станке главными являются группы формообразования, структуру станка определяют только по этим группам, не принимая во внимание кинематические группы деления, врезания и др.

Формообразующая часть структуры может быть отнесена к одному из трех классов, так как она может состоять только из простых, только из сложных групп формообразования или их комбинации. Соответственно различают структуры элементарные (Э), сложные (С) и комбинированные (К) (табл. 3). Рядом с буквой, обозначающей класс, указывают цифры, характеризую-

27

щие структуру. Первая цифра указывает количество кинематических групп формообразования, вторая – число элементарных движений, участвующих в создании движений Ф.

Например, протяжной станок принадлежит классу Э11, сверлильный и токарно-револьверный – классу Э22. Токарновинторезный станок имеет структуру С12 и позволяет реализовать частную структуру Э22 при точении проходными и подрезными резцами. При точении резьбы на конусе используется структура С13.

Комбинированная структура класса К24 реализуется при фрезеровании резьбы на конусе (рис. 10). Она составлена из двух формообразующих движений: ФV(B1) и ФS(В1П2П3).

Рис. 10. Фрезерование резьбы на конусе

28

ПРИМЕРЫ АНАЛИЗА КИНЕМАТИЧЕСКИХ СТРУКТУР

Зубодолбежный станок

Образующая – прямая или винтовая линия (при обработке косозубых колес). Вспомогательный элемент – материальная точка.

Реализуется метод следа, требующий движение формообразования ФV(П1). Движение простое и незамкнутое, настраивается по четырем параметрам:

–скорость – гитарой скоростей;

–направление – установкой пальца кривошипа по разные стороны криволинейных дисков;

–путь – изменением эксцентриситета на криволинейном

диске;

–исходное положение – изменением длины раздвижного шатуна.

Направляющая производящая линия – эвольвента, вспомогательный элемент – линия. Реализуется метод обката. Необ-

ходимо одно движение формообразования ФS(В2В3). Движение сложное: В2 – вращение долбяка, В3 – вращение заготовки. Движение реализуется сложной кинематической группой, внутренняя связь которой представлена кинематической цепью деления,

согласующей вращение В2 и В3. Источник движения – электродвигатель. Внешняя связь – кинематическая цепь, соединяющая двигатель с внутренней связью. Движение сложное и замкнутое, поэтому имеет три параметра настройки:

–траектория – гитарой деления;

–скорость – гитарой круговой подачи;

–направление – реверсом в цепи деления.

Зубофрезерный станок

Образующая – эвольвента, направляющая – винтовая линия. Для образования эвольвенты вспомогательным является линия, так как все точки лезвия фрезы последовательно участ-

29

вуют в срезании стружки. Получается эвольвента по методу обката (боковые поверхности зубьев фрезы прямолинейны по форме и не совпадают с образуемой линией). Необходимо движение формообразования ФV(В1В2). Движение сложное создается кинематической группой, внутренняя связь которой представлена цепью деления, согласующей вращение фрезы В1 с вращением заготовки В2. Внешняя связь идет от электродвигателя до шестерни z = 46 внутренней связи. Движение сложное и замкнутое, поэтому имеет три параметра настройки:

–траектория – гитарой деления;

–скорость и направление – гитарой скоростей. Направляющая – винтовая линия, вспомогательный эле-

мент – материальная точка, так как каждая точка лезвия формирует узкий участок винтовой поверхности.

Винтовая линия получается по методу касания, которое требует два движения формообразования: вращение фрезы и ее винтовое перемещение, но вращение фрезы В1 является составной частью сложного движения ФV(В1В2). Остается одно сложное движение: ФS(П3В4), П3 – вертикальное перемещение фрезерного суппорта; В4 – дополнительное вращение заготовки.

Это движение сложное, создается кинематической группой, внутренняя связь которой представлена цепью дифференциала, соединяющей ходовой винт вертикальной подачи фрезерного суппорта со столом с заготовкой.

Движение сложное и незамкнутое, поэтому настраивается по пяти параметрам:

–траектория и направление – гитарой дифференциала;

–скорость – гитарой подачи;

–путь и исходное положение – упорами.

На станке реализуется движение – С24.

При фрезеровании прямозубых колес производящие линии образуются теми же методами, но вместо ФS(П3В4) осуществляется простое движение ФS(П3). Для этого используется

30

простая кинематическая группа, внутренняя вязь которой кинематическая пара скольжения: фрезерный суппорт – направляющие подвижной стойки.

Движение простое и незамкнутое, настраивается по четырем параметрам:

–скорость и направление – гитарой подачи;

–путь не настраивается;

–исходное положение – упорами.

Суппорт всегда движется сверху вниз. Можно поставить паразитное колесо, и тогда он будет фрезеровать снизу вверх. При этом кинематическая структура изменяется и становится К23.

31

Лекция 4. КИНЕМАТИКА МЕТАЛЛОРЕЖУЩИХ СТАНКОВ

Привод станков

Узлы, в которых закрепляются заготовка и инструменты, называются исполнительными органами станка. Для приведения в движение исполнительных органов служат приводы.

Совокупность источника движения, передаточных механизмов и исполнительного органа станка называется приводом

(рис. 11).

Рис. 11. Блок-схема привода

По назначению различают приводы главного движения, приводы подачи, приводы вспомогательных движений.

По числу источников движения различают независимые приводы, когда каждый исполнительный орган имеет свой двигатель, и зависимые. При зависимом приводе несколько исполнительных органов получают движение от одного двигателя.

По способу регулирования скорости движения различают ступенчатые и бесступенчатые приводы.

Любой привод должен выполнять следующие функции: 1. Передача движения со всеми его характеристиками

(скоростью, крутящим моментом, мощностью).

32

2.Изменение движения – регулирование скорости.

3.Изменение направления движения (реверсирование).

4.Иногда преобразование движения – непрерывного в периодическое, вращательного в поступательное или наоборот.

5.Предохранение от перегрузок.

6.Пуск и остановка движения.

Кинематическая схема

Кинематическая схема является составной частью руководства по эксплуатации станка. Она дает полное и исчерпывающее представление о станке, позволяет определить и настроить скорость и направление движений исполнительных органов станка. Схема позволяет также выполнить предварительные расчеты на прочность механизмов.

Передача движения приводами осуществляется при помощи разнообразных кинематических звеньев и пар.

Совокупность последовательно расположенных кинематических пар, связывающих исполнительные органы с источником движения и между собой, называется кинематической це-

пью.

Кинематической схемой называется условное изображение в одной плоскости всех кинематических цепей станка в их совокупной связи, в целом.

Схемы составляют в соответствии с требованиями ГОСТ 2.703–68 «ЕСКД. Правила выполнения кинематических схем»:

1.Схему вычерчивают в контурах станка в одной плоскости, пользуясь условными обозначениями по ГОСТ 2.770–68* с изменениями 2011 г.

2.Расположение узлов станка на схеме должно соответствовать их действительному или рабочему положению.

3.Разрешается не соблюдать правила проекции и масштаба, но следует соблюдать соотношение размеров звеньев.

4.На схеме указывают мощность и частоту вращения двигателей, диаметры шкивов, шаги винтов, числа зубьев и модули

33