3. Кинематическая структура станка

Кинематическая структура станка может состоять из одной кинематической группы, создающей одно исполнительное движение формообразования – движение резанья. В этом случае кинематическая структура станка – это структура кинематической группы. В качестве примера можно указать на протяжные станки, в которых одним исполнительным движением осуществляется несколько процессов обработки: процессы формообразования, врезания и в нескольких случаях деления.

Чаще в станке создается несколько равных исполнительных движений. В этих случаях кинематическая структура станка составляется из нескольких кинематических групп и зависит, прежде всего, от числа этих групп, их характера и назначения.

В станке необязательно наличие кинематических групп всех указанных выше назначений. Так, например, станки часто не имеют групп деления, поскольку или процесс деления не нужен для работы станка, или этот процесс осуществляется попутно каким-либо другим движением, например движением формообразования. Может отсутствовать также установочное движение. Единственными кинематическими группами, без которых не может существовать станок, является группы формообразования, которые определяют кинематическую структуру станка.

Обычно на станке предусматривается выполнение различных работ и применение различных методов обработки, поэтому для каждого из этих случаев в станке будет использоваться своя частная структура.

Общая структура большинства универсальных станков состоит из ряда частотных кинематических структур, которые образуются путем составления разных комбинаций, имеющихся кинематических групп.

Кинематические группы, осуществляющие процессы формообразования, деления и установочного движения, вместе составляют основную часть частной структурыстанка. Основная часть и группы управления и вспомогательных движений составляют полную частную структуру станка.

На структуру станка большое влияние оказывает способ кинематического соединения групп между собой, который, прежде всего, зависит от наличия или отсутствия в соединяемых группах совмещенных по траектории исполнительных или элементарных движений.

В случае отсутствия совмещенных по траектории движений кинематические группы соединяются между собой через промежуточные или неподвижные звенья станка.

Структура станков, имеющих кинематические группы с совмещенными по траектории исполнительными или элементарными движениями, в свою очередь зависит от наличия в станке общих для нескольких групп исполнительных кинематических пар. На рис. 10 показаны варианты структуры таких станков, составленные из кинематических групп с поступательными исполнительными движениями Ф₁(П₁) и Ф₂(П₂). В первой схеме на две соединяемые простые группы имеется только одна исполнительная пара А. Если количество исполнительных пар меньше числа движений, то кинематическое соединение группы между собой осуществляется лишь через какое-либо специальное устройство, в частности, через суммирующий механизм (дифференциал ). Структура станка по второй схеме принимает другой вид, так как совмещение траекторий исполнительных движений производится здесь через промежуточное исполнительное звено 2.

Рис. 10. Соединение кинематических групп

Если совмещение траекторий двух движений выполняется общей исполнительной парой и движения эти происходят одновременно, то кинематическое соединение двух групп возможно только с помощью суммирующих механизмов. Если же исполнительные движения разновременные, то применяются три способа соединения групп: параллельный, последовательный и смешанный. Рассмотрим каждый из этих способов.

Способ параллельного соединениягрупп состоит в том, что исполнительное звено, на котором совмещаются элементарные движения, может одновременно выполнять оба движения, даже если они различны по длительности. Так, на рис. 11, а показана структура станка со сложной и простой группами. Движение формообразованияпроисходит непрерывно, а движение деления– периодически. Благодаря суммирующему механизму исполнительное звеноII участвует в двух разных по длительности исполнительных механизмов и. Признаком параллельного соединения двух групп является наличие в станке суммирующего механизма, через который проходят связи обеих групп.

Рис. 11. Способы соединения кинематических групп

Сущность последовательного соединения групп состоит в том, что общее исполнительное звено II (см. рис. 11, б) поочередно учувствует в одном исполнительном движении, выполняя элементарное движение В₂, то в другом исполнительном движении , выполняя элементарное движение В₃. При этом способе соединения общее исполнительное звено II поочередно присоединяется муфтой М₁ к соединенным кинематическим группам. При включении муфты М₁ вправо муфта М₂ делительного диска выключается, а муфта М₃ включается. Признаком последовательного соединения групп является наличие механизма, разрывающего и вновь соединяющего кинематические цепи связей. Разрыв и восстановление этих цепей может производиться кулачковыми муфтами, дифференциальными, делительными дисками и другими устройствами.

Смешанное (параллельно-последовательное) соединение групп основано на разложении одного более сложного движения на два менее сложных. Если в кинематической цепи 1–2 внутренней связи группы движения Ф(В₁В₂) (рис. 11, в) установить реверс Р₁, то, когда последний изменит направление элементарного движения на, на звенеII сохраниться движение В₂'. Следовательно, общее исполнительное звено II вначале участвует в двух исполнительных движениях Ф(В₁В₂) и Д(В₂), затем при возникновении на звене I вспомогательного движения В₁' исполнительное движение Ф(В₁В₂) прекращается, а на звене II остается простое движение Д(В₂). Таким образом, вначале осуществляются параллельно два процесса – формообразования и деления, а затем – только деления. Признаком смешанного соединения групп является наличие специального реверсивного механизма. Реверсирование может производиться кулачками, реверсами с составными колесами и другими устройствами.

Кинематическая структура формообразующей части станка может быть отнесена к одному из трех классов:

а) класс Э – элементарная структура, состоящая только из простых кинематических групп;

б) класс С – сложная структура, состоящая только из сложных кинематических групп;

в) класс К – комбинированная структура, состоящая из простых и сложных кинематических групп.