Кинематические группы и кинематические связи

Любое исполнительное движение в станке создается и реализуется с помощью кинематической группы включающей в себя источник движения, один или несколько исполнительных органов и пространственно-кинематических связей между ними, обеспечивающие требуемые параметры создаваемого группой движения при не регулируемом источнике движения кинематическая группа может содержать орган настройки. Название кинематической группы соответствует названию создаваемого ею движения, например: формообразующая группа, группа деления и т.д.

Под исполнительными органами в МРС понимают подвижные конечные звенья кинематической группы, которые непосредственно участвуют в создании траектории исполнительного движения.

Орган, осуществляющий абсолютное или относительное движение заготовки и инструмента непосредственно в процессе формообразования поверхности называется рабочим.

Например: шпиндель, стол, салазки, суппорт, консоль, планшайба и т.д. В большинстве случаев исполнительные органы, в том числе и рабочие, совершают вращательное и поступательное движение, т.е. они являются подвижными звеньями вращательной или поступательной парой называемой исполнительной.

Пространственно-кинематическая связь – под ней понимается такая связь между любыми станками, в том числе и между исполнительными органами, которая не позволяет им относительно друг друга занимать произвольные положения и иметь произвольные скорости. Подобной связью между исполнительными органами, а так же между источниками движения и исполнительными органами осуществляется через кинематические цепи и каналы, связи, реализующиеся с помощью механических и немеханических средств, поэтому пространственно-кинематические связи подразделяются на механические и немеханические.

Механические связи и цепи реализуется с помощью механических звеньев, передач, устройств и т.д. Немеханические – с помощью электрических, гидравлических, пневматических и т.д. устройств.

Структурно пространственно-кинематические связи (ПКС) подразделяются на внешние и внутренние.

Под внешней ПКС понимают совокупность всех звеньев кинематических пар, устройств, и источников движения, т.е. такие его параметры как скорость и направление, а в некоторых случаях путь и исходная точка.

Под внутренней ПКС понимается совокупность всех аналогичных звеньев, обеспечивающих качественную характеристику требуемого движения, т.е. условие получения движения с требуемой траекторией и необходимой точности её формы.

Пример: винторезная цепь в токарном станке.

Упрощенные кинематические связи в МРС изображаются в виде схем, называемых структурными. Условные обозначения в структурных схемах:

Каждая связь или цепь в структурных схемах характеризуется тремя параметрами:

1. Расчет на перемещение (РП)

2. Уравнение кинематического баланса (УКБ)

3. Уравнение настройки (УН)

Расчёт на перемещение.

Это соотношение, показывающее связь между количеством движения начального и конечного звена цепи.

Уравнение кинетического баланса – это уравнение, показывающее связь между количествами движения начального и конечного звена цепи с учётом передаточных отношений всех промежуточных передач.

Уравнение настройки выводиться из уравнения кинетического баланса и позволяет определить передаточное отношение органа настройки. Для структурных схем УКБ и УН записывается в общем виде.

Пример 1:

Структурная схема вертикально фрезерного станка.

Цепь главного движения, электродвигатель М₁ – начальное звено, шпиндель – конечное звено.

1. Главное движение В₁

Расчётное перемещение:

УКБ: первым сомножителем левой части УКБ является левая часть РП, правая часть УКБ соответствует правой части РП:

где - общее передаточное отношение всех постоянных передач цепи, расположенных как до и после множительной части.

- передаточное отношение органа настройки

УН:

режимов резки

2. Цепи (движения) подач мм/мин

РП:

УКБ:

УН:

Пример 2:

Структурная схема токарного станка

1. Главное движение

РП:

УКБ:

УН:

2. Продольная подача П₂

РП: 1 об/шпин

УКБ:

Где модуль число зубьев реечного колеса.

УН:

3. Поперечная передача

РП:

УКБ

УН:

Пример 3

Цепь обката зубодолбёжного станка

РП:

Z – число зубьев

об заготовки

УКБ:

УН:

В станках с ЧПУ каждый исполнительный орган, в том числе и рабочие органы, имеет отдельный источник движения, причем в большинстве случаев эти источники движения регулируемые, т.е. они сами являются органами настройки.

В станках с ЧПУ механические связи стараются свести к минимуму и заменить их на немеханические: электрические и электронные. Различают наипростейшую, простейшую и простую механическую связь в станках с ЧПУ.

1. При наипростейшей связи источник движения связывается с помощью муфты непосредственно с рабочим органом.

– главное движение

РП:

УКБ:

УН:

– движение подач

РП:

УКБ:

УН:

2. Простейшая связь – используются постоянные передачи, ременная в приводе главного движения и зубчатые в виде редуктора в приводе подач.

– главное движение

РП:

УКБ:

УН:

– движение подач

РП:

УКБ:

УН:

3. Простая связь – используется в приводе главного движения за счет использования кроме постоянных передач еще и АКС (АКПП).

– главное движение

РП:

УКБ:

УН: