82 Общая методика анализа кинематики станков.

Примерный план анализа кинематики станка основан на следующих трех положениях:

а) Кинематическую схему анализируют по частям, а не целиком, и прежде всего рассматривают кинематические группы, создающие движения формообразования, деления и врезания, а затем и другие группы-управления и вспомогательных движений.

б) Анализ кинематической структуры каждой группы начинают не с источников движения (двигателей), а с кинематических цепей или кинематических пар, обеспечивающих внутреннюю кинематическую связь в кинематической группе; только после этого определяют цепи привода от двигателя.

в) При структурном анализе рассматривают структурные цепи, а при кинематической настройке станка — расчетные кинематические цепи Структурные и расчетные цепи — это не одно и то же: структурные кинематические цепи — это реальные цепи, которые обеспечивают кинемати­ческие связи, необходимые для получения заданных параметров создаваемого исполнительного движения, а расчетные кинематические цепи состав­ляются искусственно с целью определения неизвестных параметров органов настройки. Поэтому расчетные цепи могут отличаться от структурных цепей как по своему составу, так и по количеству.

В общем случае анализ кинематической структуры и кинематическая настройка станка слагаются из четырех этапов:

1. Исходя из формы образуемой поверхности и режущего инструмента, а также из способа технологического формирования материала определяют количество и характер кинематических групп для движения формообразо­вания, деления и врезания, после чего кинематическую схему станка раз­деляют на столько же частей.

2. Зная характер исполнительных движений, разбирают структуру каждой кинематической группы в отдельности. В группе находят внутрен­нюю и внешнюю кинематические связи и органы настройки для регулиро­вания параметров исполнительного движения.

3. Рассматривают остальную, оставшуюся неразобранной часть кине­матической схемы, состоящую обычно из механизма управления и кинема­тических групп для вспомогательных движений.

4. Настраивают кинематику станка, устанавливая формулы настройки гитар и некоторых других органов настройки.

Для определения формулы настройки какой-либо гитары по кинемати­ческой схеме намечают расчетную кинематическую цепь, по которой составляют уравнение, названное Г. М. Головиным «Уравнением кинемати­ческого баланса». Таким способом определяют передаточное отношение для каждой из имеющихся в станке гитар. Так как для одной и той же гитары иногда можно наметить несколько различных расчетных кинема­тических цепей, то эти цепи являются условными кинематическими цепями, не всегда определяющими сущность кинематического устройства станка. Поэтому расчетные кинематические цепи служат только для определения передаточных отношений гитар. Однотипные станки с одинаковой кинема­тической структурой, могут иметь различное количество гитар и расчетных кинематических цепей, если параметры создаваемого исполнительного движения будут настраиваться на одном станке посредством гитар, а на другом — органами настройки другого типа, для определения характе­ристики которых не требуется составлять уравнения кинематического баланса.

Для того чтобы составить уравнение кинематического баланса рас­четной цепи, нужно знать расчетные перемещения ее конечных звеньев. Эти перемещения определяются в зависимости от того, где располагается определяемый орган настройки — во внутренней или во внешней кинема­тической связи.

Если орган настройки лежит во внутренней связи, то конечными звень­ями будут подвижные исполнительные звенья. Абсолютные перемещения этих звеньев неизвестны, но известны их относительные перемещения, соответствующие относительным перемещениям в какой-либо механиче­ской передаче, которые по форме копируют заданное изделие и режущий инструмент.

Для этого одному из элементов передачи (заготовке или режущему инструменту) дают вполне определенное движение: один оборот — при вращении и перемещение L мм — при прямолинейном движении; зная передаточные отношения между заготовкой и режущим инструментом (оно будет таким же, как и в передаче, которую по форме копируют изде­лие и режущий инструмент), определяют перемещение второго элемента (режущего инструмента или заготовки).

Например, расчетные перемещения конечных звеньев цепи деления при фрезеровании цилиндрического колеса червячной фрезой учитывая, что заготовка и режущий инструмент копируют движения в червячной передаче, запишутся следующим образом:

1 об. фрезы→ оборотов заготовки,

здесь k — число заходов червячной фрезы; z — число зубьев нарезаемого колеса.

Расчетные и структурные цепи внешних связей обычно по своему со­ставу отличаются друг от друга. Состав расчетных цепей для определения передаточного отношения гитар скорости резания очень прост. Уравнением кинематического баланса связываются числа оборотов в минуту двигателя с числом оборотов в минуту одного из исполнительных звеньев, участвую­щих в создании движения резания. В частности, для зубофрезерного станка расчетные перемещения в цепи скорости резания будут:

n_Э об/мин двигателя → п_ф об/мин фрезы.

Состав расчетных цепей подач зависит от единицы, которой измеряется подача и которая, в свою очередь, зависит от принятой технологии: обо­ротной (мм/об), минутной (мм/мин) или цикловой (сек/цикл) подач.

Так, расчетные перемещения в цепях подач будут

1. При минутной подаче

линейная подача для движения типа Ф_s (П₁) или Ф_s (П₂ В3):

п_э об/мин электродвигателя → s_M мм/мин поступательного перемещения исполнительного звена группы подачи;

круговая подача для движения типа Ф_s (В₁) или Ф_s (В₂В₃):

п_э об/мин электродвигателя → п_м об/мин подвижного исполнительного звена группы подачи.

2. При оборотной подаче

линейная подача для движения типа Ф_s (П₁) и Ф_s (П₂ В₃):

Кинематическая структура станка зависит не только от выбранного способа соединения, но и от ряда других факторов, в том числе факторов и не кинематического порядка. Проследить в общем виде влияние всех дополнительных факторов на кинематическую структуру станка трудно, так как это влияние в каждом конкретном случает имеет специфический характер. Все же некоторые, наиболее часто встречаемые вопросы изме­нения структуры нужно рассмотреть в общем виде; сюда относятся диффе­ренциальные и бездифференциальные структуры и влияние формы режу­щего инструмента, скрытых передач и некоторых других факторов на кине­матическую структуру станка.