122. Компоновка станков. Структурный анализ базовых компоновок.

Компоновка станка — это система расположе­ния узлов и направляющих станка, характери­зующаяся структурой, пропорциями и свойст­вами.

Технологическая схема построения станка, в которой в соответствии с технологической зада­чей определяют состав рабочих и установочных движений, число необходимых шпинделей, схему обработки, число различных по назначению позиций и размеры, называется технологи­ческой компоновкой.

Компоновку, раскрывающую состав и порядок сочетания координатных движений в станке, называют координатной.

Компоновка, определяющая тип станка по разновидностям базовых узлов и другим приз­накам, называется базовой.

Компоновка, уточняющая конструктивное исполнение и некоторые другие особенности станка, называется конструкционной.

Обработка заготовок на металлорежущих станках основана на относительном перемеще­нии заготовки и режущего инструмента. Лю­бая траектория движения может быть состав­лена из шести элементарных движений — трех поступательных вдоль ортогональных осей коор­динат и трех вращательных относительно тех же осей.

Схемы сочетаний элементарных движений при резании классифицируют по следующим груп­пам: одно прямолинейное движение (протягивание); два прямолинейных движения (разрезание ленточными силами); одно враща­тельное движение (протягивание круговых сегментов); одно вращательное и одно прямо­линейное движение (точение, сверление, фрезе­рование); два вращательных движения (фрезерование тел вращения); два прямолинейных и одно вращательное движение (затылование червячных фрез); два вращательных и одно пря­молинейное движение (зубофрезерование чер­вячными фрезами); три вращательных движе­ния (нарезание конических зубчатых колес с дуговыми зубьями резцовыми головками).

Бывают сочетания и более чем трех элемен­тарных движений.

В каждой из перечисленных групп схемы движений различают по взаимному направле­нию движений, распределению движений между инструментом и заготовкой, а также соотноше­нию скоростей. Поступательное движение может быть параллельным, перпендикулярным или направленным под углом к оси вращательного движения, причем линия движения вершины инструмента может пересекаться или не пересекаться с этой осью.

Характер движения формообразования допус­кает различные варианты распределения эле­ментарных составляющих движения между за­готовкой и инструментом: вращательное движе­ние выполняет заготовка, а поступательное — инструмент (токарный станок); вращательное движение выполняет инструмент, а поступатель­ное - заготовка (алмазно-расточной станок); оба движения выполняет заготовка (токарные автоматы продольного точения); оба движения выполняет инструмент (расточный станок с выдвижным шпинделем).

Компоновка металлорежущего станка обеспе­чивает выполнение всех элементарных движений формообразования и предусматривает возмож­ность осуществления ряда дополнительных дви­жений: врезания, установочных, дублирующих, деления, вспомогательных и др.

Компоновка металлорежущего станка имеет блочную структуру и состоит из одного ста­ционарного и нескольких подвижных блоков, разделенных линейными или круговыми направ­ляющими. Каждый подвижный блок выпол­няет определенное координатное движение. Чис­ло направляющих равно числу элементарных движений, предусмотренных кинематической структурой станка, или меньше его.

Станок, будучи составной частью замкнутой технологической системы, является системой ра­зомкнутой. Блоки, несущие заготовку и инстру­мент, в компоновке станка всегда являются крайними. Эти блоки осуществляют относи­тельное движение заготовки и инструмента, со­ответствующее принятому способу формообра­зования.

Структурная формула компоновки — это оп­ределенная последовательность символов, обоз­начающих блоки компоновки, раскрывающая координатную принадлежность и способ сопря­жения блоков. В структурных формулах используют систему обозначения осей координат и координатных движений, предназначенную для металлорежущих станков с программным управлением.

Координаты X и Y независимо от распо­ложения оси шпинделя обозначают наиболее распространенную плоскостную обработку заго­товки. За положительное направление оси Z принимают направление от заготовки к инстру­менту. Ось X — всегда горизонтальная. Если ось Z вертикальная, то положительное направ­ление оси будет вправо, если смотреть с лицевой стороны станка в сторону тыльной. Если ось Z горизонтальная, то положитель­ное направление оси X будет вправо, если смотреть в направлении от шпинделя к заго­товке. Положение оси Y определяется по распо­ложению двух других осей. Поступательные дви­жения инструмента вдоль осей координат обозначают так же, как и соответствующие оси. На рис. 11.1 показано направление осей для двух компоновок. Дополнительные движе­ния, параллельные осям X, Y, Z, обозна­чают соответственно и, v, w. Вращательные движения вокруг осей обозначают соответст­венно буквами а, в, с. Вращение шпинделя обозначают буквой С. Для вертикального ис­полнения шпинделя Cv, для горизонтального С*. Стационарный блок обозначают О.

На рис. 11.2 показаны широко распростра­ненные компоновки металлорежущих станков. Компоновке вертикального консольно-фрезерного станка (рис. 11.2, а) отвечает структурная формула XYZOCV в которую входят обозна­чения последовательно-сопряженных блоков: стола X, салазок У, консоли Z, станины О и вертикального шпинделя Cv. В формуле COZXbwd компоновки токарного стачка (рис. 11.2,6) строчными буквами обозначены устано­вочные блоки: поворотные салазки суппорта и поворотная резцедержавка.

Рис. 11.2. Компоновка станков.