1.4.2.Разработка обобщенной структурной модели конструкции

Из большого количества рассмотренных работ, посвященных созданию классификации конструкций, можно сделать заключение о том, что данный вопрос однозначно не решен до настощего времени.

Из опыта разработки обобщенной структуры процесса видим, что полученная структура (рис.4 и 5) отражает строение процесса любого уровня, т.е. любого объема (с точки зрения пространства, времени и движения). Ни одна из найденных в литературе структур конструкций не обладает этим свойством. Осуществим разработку подобной структуры и для конструкций.

Если рассмотреть положения К.Маркса, представленные им в “Капитале”: “Всякое развитое машинное устройство состоит из трех различных частей: машины – двигателя, передаточного механизма, наконец машины – орудия или рабочей машины”, то можно увидеть, что он выделяет три составные части конструкции.

Под машиной мы обязательно понимаем некоторую конструкцию. Но детали, из которых эти машины состоят, как мы знаем, также являются конструкциями. Полагая у конструкций внутриобъектную аналогию построения различных уровней, принимаем, что у детали также как и у машины должны быть в наличии эти три части. Действительно, согласно своему целевому назначению, любая конструкция предназначена для преобразования некоторой первичной, приложенной к ней энергии в другой вид энергии, либо для изменения направления ее (энергии) действия и т.д. Поэтому любая деталь имеет такие части, как основание, которое ближе расположено к машине – двигателю и рабочую чачсть, которая ближе расположена к области протекания процесса, который данная конструкция (например, машина обеспечивает. Имеется у детали также промежуточная часть,которая связывает две предыдущие, какбы согласовывая их действия. Т.е. любая конструкция (машина, деталь и т.д.)состоит из трех частей, наименования которых в конструкциях различных уровней отличаются друг от друга, но сточки зрения взаимосвязей конструкций между собой они имеют одинаковые назначения. Одна из них (основание) связана с предшествующей конструкцией, другая (рабочая часть) с последующей, третья (промежуточная часть) находится между этими двумя и связана как с основанием, так и с рабочей частью.

Полученным положениям соответствуют структуры, изображенные на рис.8.

Если теперь рассмотретъ строение конструкции на примере торцовых фрез, то можно увидть, что все вышеперечисленные части конструкции могут быть представлены как одним, так и несколькими элементами. Например, рабочая часть фрезы может состоять из одного рабочего элемента, т.е. зуба (фреза-летучка), и нескольких рабочих элементов-зубьев, имеющих одинаковое назначение. Следовательно, после расмотренного выше подуровня находится количественный подуровень, а рассмотренный выше- качественный. Тогда структуру конструкции можно представить схемой показанной на рис.9. Однако из полученной структуры неясно каким образом взаимосвязаны между собой

Механизм крепления ножей

Крепящий элемент

Промежуточный элемент

Перемещающий элемент

Клиновое крепление

Клин

Эксцентрик

Винт

Упругая стенка корпуса фрезы

Накладка

Прокладка

Клин

Эксцентрик

Винт

Плоский

Цилиндри-ческий

Коничес-кий

Обычный

Специ-альный

Болт с

наружной головкой

Винт с

потайной головкой

Специ-альный

Одно-сторон-ний

Двухсто-ронний

Рис.17.Схема классификации деталей крепления ножей

Конструкция

Часть-основание

Промежуточная часть

Рабочая часть

k-ый элемент

основания

m-ый элемент

промежуточной части

n-ый элемент

рабочей части

Рис.18.Структурная иерархическая схема конструкции

Отдельные части конструкции. Часть этих связей уже была показана С.С.Тамбовцевым – М.И.Юликовым. Но на этой схеме показаны лишь внутренние связи между элементами конструкции. А из целого ряда работ мы, например, знаем о влиянии внешней среды (окружающего пространства) на качество протекания процесса резания и следовательно на эффективность использования инструмента. Поэтому внешние связи также должны найти отражение в структуре конструкции. Здесь же следует отметить, что из общих принципов конструирования следует то, что наличие или отсутствие окружающего пространства около некоторого элемента конструкции, влияет на разбираемость и собираемость конструкции, а следовательно и на ее ремонтируемость. Т.е. требования к окружающему пространству на разных этапах существования конструкции могут быть различными.

Исходя из всех вышеперечисленных положений получаем схему взаимосвязей основных элементов конструкции инструмента, изображенную на рис.10.

Связи основных элементов конструкции, обозначенные на схеме тройными линиями, также имеют свою – особую структуру. Назовем эти связи вспомогательными элементами конструкции. Особенность конструкции вспомогательных элементов по отношению к основным заключается в отличие их функций. Основные элементы конструкции предназначены и конструируются для того процесса, который должна обеспечить данная конструкция. Т.е. основание (крепежно-присоединительная часть), промежуточная (корпусная) часть и рабочая часть фрезы предназначены для обеспечения процесса фрезерования,

вспомогательные же элементы обеспечивают эффективное взаимодействие

Пространство, окружающее основание

Пространство,

окружающее

промежуточную часть

Пространство,

окружающее

рабочую часть

Часть -

основание

Промежуточная

часть

Рабочая часть

Рис.19.Схема взаимосвязей основных частей конструкции

основных элементов конструкции. Т.е. вспомогательные элементы обеспечивают процесс соединения и крепления основных элементоов конструкции. Если теперь рассмотреть перечень элементов конструкции, даваемый М.И.Юликовым [12], то увидим, что здесь имеются как основные, так и вспомогательные элементы конструкции. К основным здесь относятся: рабочая часть, корпусная часть и крепежно-присоединительная часть. К вспомогательным элементам конструкции относятся: центрирующе-направляющая часть конструкции, т.е. та ее часть, которая предназначена для предварительного (грубого) ориентирования одного основного элемента относительно другого; механизм регулирования - часть вспомогательной части конструкции, которая предназначена для придания смежным основным элементам строго определенного положения, т.е. это не что иное как базовые поверхности, в данном случае у М.И. Юликова имеются в виду регулируемые базовые поверхности; механизм крепления – часть вспомогательной части конструкции, которая предназначена для закрепления смежных основных элементов конструкции в положении, которое им придано с помощью предварительного ориентирования и базирования.

Как мы видим все эти три элемента вспомогательной части конструкции инструмента относятся не только к рабочей части (ее креплению), как это указано у М.И. Юликова, а ко всем основным элементам конструкции.

Анализируя строение вспомогательных частей конструкции мы установили, что в пространстве и времени они ведут себя противоположно основным частям конструкции. Элементы вспомогательной части имеют определенную последовательность функционирования во времени. Вначале, при сборке, работают элементы грубой (предварительной) ориентации, затем базирующие элементы, а потом закрепляющие. Следует отметить, что у большинства конструкций инструментов элементы грубой (предварительной) ориентации работают лишь при их сборке и разборке, в остальное время их роль в конструкции может быть сведена к нулю. Т.е. для функционирования собранной конструкции необходимы лишь базирующие и закрепляющие элементы.

У основных частей конструкции имеется строгая определенность их расположения в пространстве, в работе же они участвуют одновременно и последовательность их функционирования во времени поэтому отсутствует. Для функционирования конструкции необходимы все три ее основных части.

С точки зрения многообразия вариантов конструкций их основные части определяются: формой, объемом и содержанием. Вспомогательные части, связывающие между собой основные, имеют более сложное строение и определяются параметрами процессов: предварительного (грубого) ориентирования основных элементов относительно друг друга, базирования и закрепления.