2.1.3. Классификация движений в станках

В се движения в станках, в том числе формообразующие, называются исполнительными. По целевому признаку их можно разделить на движения: формообразования Ф, врезания Вр, деления Д, позиционирования Пз, управления Упр, вспомогательные Вс. Определение формообразующих движений приведено выше (см. 2.1).

Врезание Вр – движение инструмента или заготовки, устанавливающие их в процессе резания в исходное для процесса формообразования положение. Примером движения врезания является движение П₂ при точении сферической поверхности (см. рис. 2.3, о).

Деление Д – движение, перемещающее траекторию движения формообразования на определенную, в большинстве случаев постоянную, величину для образования нескольких одинаковых по форме поверхностей. Например, при обработке цилиндрического зубчатого колеса модульной фрезой (рис.2.4) после фрезерования очередной впадины движениями В₁ и П₂ фрезы обрабатываемую заготовку поворачивают на угловой шаг зубьев движением деления В₃.

Движения деления могут быть периодическими или непрерывными, что зависит в основном от конструкции режущего инструмента. В приведенном примере это движение периодическое. Непрерывные движения деления по своей структуре совпадают с одним из формообразующих движений, которое выполняет одновременно процессы формообразования.

Позиционирование Пз – движение, обеспечивающее перемещение траектории движений формообразования и врезания в новое геометрическое положение.

К движениям управления относят те, которые совершают органы управления, регулирования и координации всех других исполнительных движений станка. К таким органам относятся муфты, реверсивные механизмы, кулачки, ограничители хода и др.

К вспомогательным движениям относятся движения, обеспечивающие установку, зажим, освобождение, транспортирование, быстрое перемещение заготовки и режущего инструмента в зону резания, охлаждение, смазывание, удаление стружки, правку инструмента и т.п.

Определяющую роль в формировании кинематической структуры станка играют движения формообразования, врезания и деления.

Любое исполнительное движение в станке характеризуется пятью параметрами пространства и времени: траекторией, скоростью, направлением, путем и исходной точкой. Наиболее важными параметрами любого движения являются траектория и скорость.

В зависимости от характера исполнительного движения, формы его траектории, схемы резания, вида и конструкции инструмента теоретически движение можно настраивать по двум, трем, четырем или пяти параметрам. Наибольшее число параметров настройки может потребоваться лишь сложному движению с незамкнутой траекторией. По четырем параметрам (за исключением настройки на траекторию) осуществляется настройка простого движения с незамкнутой траекторией, по трем параметрам ( на траекторию, скорость и направление) – сложное движение с замкнутой траекторией.

Движения формообразования и врезания являются движениями резания. Формообразующее движение, происходящее с наибольшей скоростью, называется главным движением резания или просто главным движением. Остальные движения принято называть движениями подачи.

Главное движение может быть вращательным и поступательным. На это движение затрачивается большая часть мощности привода станка. При вращательном движении оно характеризуется частотой вращения. Например, у станков токарной группы главным движением является вращение заготовки (рис. 2.5, а-в), частота вращения которой, мин^-1

n = 1000v/(πd),

где v - скорость резания, м/мин; d - диаметр заготовки, мм.

У сверлильных, фрезерных и шлифовальных станков главное движение совершает инструмент (рис.2.5, г-е), частота вращения которого определяется по приведенной формуле для токарных станков. У долбежных, протяжных и

Рис. 2.5. Виды главного движения и подач

cтрогальных станков главным движением является поступательно-возвратное (рис. 2.5, ж), частота двойных ходов которого

n_2х = 1000v/(2L),

где L = l + l₁ + l ₂ - длина хода, мм; l - длина заготовки, мм; l₁ и l₂ - вход и выход инструмента, мм.

Иногда главное движение на станках получают в результате сложения движений. Например, при сверлении отверстий малого диаметра на токарных автоматах главное движение является результатом сложения разнонаправленных вращений детали и сверла (рис. 2.5, з). Это объясняется тем, что для получения заданной скорости резания необходимо вращать сверло с большой частотой. В данном случае скорость резания определяется суммой частот вращения сверла n и детали n, т.е. v = πd_св(n_св + n_д)/1000. При нарезании резьб на токарных автоматах методом обгона плашка вращается в том же направлении, что и деталь, при этом n_п>>n_д (рис. 2.5, и). Тогда относительная частота вращения, которая определяет скорость нарезания резьбы, n = n_пл – n_д. Главное движение может быть получено и при двух разнородных движения. Например, при вращении детали со скоростью резания v и поступательном движении резца со скоростью резания v_р (рис.2.5, к). В этом случае одновременно происходит точение и строгание, т.е. токарное строгание.

Движение подачи – это относительное движение инструмента вдоль обрабатываемой поверхности со скоростью, меньшей скорости резания, обеспечивающее совместно с главным движением формообразование детали. Подачу определяют как величину перемещения инструмента относительно детали при обработке за один оборот (двойной ход) детали или инструмента (относительные подачи на токарных, сверлильных и строгальных станках) или в еденицу времени (абсолютные подачи на фрезерных и шлифовальных станках). В последнем случае подача может быть выполнена от индивидуального привода.

В зависимости от направления движения инструмента по отношению к детали подачи делят на продольную s (рис. 2.5, а), поперечную s_п (рис.2.5,б), касательную s_r (рис.2.5, в), радиальную s_р (рис. 2.5, г), круговую s_к (рис. 2.4,д). Кроме того, подачи могут быть осевыми (рис. 2.5, з) в сверлильных станках, вертикальными s_в (рис.2.5, е) в зубофрезерных станках.