1.2 Основы кинематической настройки станков
КИНЕМАТИЧЕСКАЯ СТРУКТУРА СТАНКОВ
Каждое исполнительное движение осуществляется кинематической группой, содержащей источник движения, передаточный механизм, исполнительный механизм и органы настройки, обеспечивающие заданные параметры движения. Название кинематических групп, обычно созвучно с названием осуществляемого движения, например, главное движение и т.д.
Кинематическая структура станка, представляет собой совокупность кинематических групп, связанных между собой (механическими, гидравлическими, электрическими связями).
Количество кинематических групп, из которых складывается кинематическая структура станка, соответствует количество относительных движений между заготовкой и режущим инструментом в процессе формообразования, деления и врезания. Под исполнительными органами понимают подвижные конечные звенья кинематической группы, непосредственно участвующие в образовании исполнительных движений .
Исполнительные органы, осуществляющие относительные движения заготовки или режущего инструмента в процессе формообразования называются рабочими (например, шпиндель и суппорт). В зависимости от числа исполнительных органов, кинематические группы подразделяются на:
а) простые - имеют один исполнительный орган;
б) сложные - два и более исполнительных органов.
Любая кинематическая группа включает два вида связей: внутреннюю и внешнюю.
Под кинематическими связями понимают наложение ограничений на взаимосвязь между звеньями или исполнительными органами, которое накладывается из заданного закона перемещений конечных звеньев в пространстве и во времени. Для цепи формообразования за один оборот шпинделя осуществляется перемещение суппорта на один шаг.
Внутренняя кинематическая связь - это связь исполнительных органов между собой и обеспечивает она качественную характеристику движения (это связь между шпинделем и суппортом).
Внешняя связь кинематической группы - это связь между источником движения и исполнительным органом. Она обеспечивает количественную характеристику движения (например, цепь главного движения: источник движения – электродвигатель, а исполнительный орган-шпиндель).
АНАЛИЗ КИНЕМАТИЧЕСКОЙ СТРУКТУРЫ СТАНКА.
При составлении и анализе кинематической структуры необходимо представлять, при каком относительном движении производящих линий (образующей и направляющей) может быть образована данная поверхность. Анализ форм производящих линий и режущей кромки инструмента и учёт специфики обработки (шлифование, точение и т.п.) позволяют установить метод образования поверхности, количество, характер и состав движений формообразования, необходимых для осуществления данного метода. Устанавливают необходимость в установочных движениях и движениях деления. Движения формообразования, установочные и деления определяют, в основном, кинематику станка. После анализа структуры станка в целом приступают к анализу структур кинематических групп станка в следующей последовательности:
1. Устанавливают число исполнительных органов; оно обычно соответствует числу простых движений, образующих исполнительное движение.
Определяют внутреннюю кинематическую связь группы; для простых групп - это связь между звеньями кинематической исполнительной пары, для сложной группы - функциональные цепи между исполнительными органами.
Определяют источник движения и внешнюю кинематическую связь группы.
Устанавливают число и расположение органов настройки параметров движения.
КИНЕМАТИЧЕСКАЯ НАСТРОЙКА СТАНКОВ
Под кинематической настройкой станков подразумевают - настройку цепей, обеспечивающую требуемые скорости и траекторию перемещения исполнительных органов станка, а также условие согласования перемещений исполнительных органов между собой. Цель таких согласований, получение детали с заданной точностью и формами обработанных поверхностей.
В большинстве станков с ручным управлением настройка кинематических цепей осуществляется за счет зубчатых передач и ременных передач, одно- и многоскоростных электродвигателей, либо с помощью электропривода.
Условное обозначение совокупности кинематических цепей станка в плоскости чертежа, называется кинематической схемой станка, Назначение ее - дать полное представление о конструкции цепей станка с указанием необходимых параметров для наладки станков (например, для зубчатых колес указывается число зубьев, модуль и т.д.). Условное обозначение передаточных пар приведено в Колеве Н.С. стр.11-16. Для расчета кинематических цепей используют уравнение кинематического баланса, которое связывает движения ведущего и ведомого конечных звеньев цепи. Уравнение кинематического баланса цепи главного движения в общем случае имеет вид:
где Nоб. эд – частота вращения вала электродвигателя; i1, i2, i3 -передаточные отношения кинематических пар, входящих в кинематическую цепь; I u – передаточные отношения зубчатых колес звена настройки кинематической цепи; Nшп – частота вращения шпинделя станка.
Формула настройки кинематической цепи имеет вид:
Подробнее см. [Прон т1 стр. 292…293]