3 Кинематическая структура станков. Кинематический расчёт и настройка приводов

3.1 Кинематические связи в станках

Для осуществления формообразования заготовке и режущему инструменту должны сообщаться определенные движения. Траектория относительного движения инструмента и заготовки, которая получается в результате их взаимного перемещения, определяет характер тех поверхностей, которые могут быть обработаны на основании принятых движений. В свою очередь, от геометрической формы и размеров обрабатываемой поверхности и метода обработки зависит кинематическая структура металлорежущего станка. Чем меньше формообразующих движений, тем из меньшего количества кинематических цепей состоит кинематическая структура станка, тем проще могут быть кинематика и конструкция станка. Характер и направление движений инструмента и заготовки оказывают непосредственное влияние на компоновку станка, так как определяют движение суппортов, столов, шпинделей и др. его элементов.

Органы (звенья, элементы) станка, на которых закрепляются с помощью различных зажимных приспособлений и устройств режущие инструменты и обрабатываемые заготовки и вместе с которыми они приводятся в движение, часто называют рабочими. Рабочими органами станков, к примеру, являются шпиндели, суппорты, столы и т.п. Конечные звенья кинематических цепей, непосредственно участвующие в образовании траектории движения рабочего органа, иногда называютисполнительными органами. В некоторых случаях оба термина можно отнести к одному и тому же звену (шпиндель), в других - они относятся к разным (например, суппорт – ходовой винт и гайка).

Связидвижущихся элементов (органов) станка между собой или с источником движения называюткинематическими. Схемы, изображающие условно кинематические связи в станках, называют структурными.

Различают внешниеивнутренниекинематические связи. Внешняя – это связь между подвижным исполнительным (рабочим) звеном и источником движения; внутренняя – связь исполнительных (рабочих) звеньев между собой. Примеры внешней кинематической связи – связь между электродвигателем и шпинделем в токарном, сверлильном или фрезерном станках. Примеры внутренней кинематической связи – связь между шпинделем и суппортом (или ходовым винтом) в токарном станке; между шпинделем фрезы и столом заготовки в зубофрезерном станке и т.п.

Кинематическая структура станка может содержать одну или несколько кинематических связей. Кинематическая связь может состоять из механических, гидравлических, электрических кинематических цепей, через которые обеспечиваются требуемые исполнительные движения. В общем случае кинематическая связь осуществляется несколькими звеньями, в число которых входит настроечное звено или, иначе, настроечный орган (коробка скоростей, коробка подач, сменные зубчатые колёса и т.д.), изменяя передаточное отношение которого, производят настройку привода на заданную скорость главного движения, подачи или иного рабочего движения.

3.2 Понятия о наладке и настройке станков

С целью подготовки станка для выполнения требуемой работы производят наладку и настройку его.

Наладкастанка состоит в правильной установке и закреплении режущего инструмента в соответствующем приспособлении, в установке и закреплении обрабатываемой заготовки непосредственно на станке или в приспособлении, в смазке станка перед его пуском, в подводе смазочно-охлаждающей жидкости и в выполнении других подготовительных операций.

Настройкастанка (иликинематическая настройкастанка) состоит в его кинематической подготовке для выполнения обработки заготовки в соответствии с выбранными или заданными режимами резания. Для этого настраивают кинематические цепи станка, изменяя передаточные отношения их настроечных органов (звеньев). Таким образом, чтобы обеспечить необходимые перемещения рабочих органов для получения деталей заданной формы и размеров, необходимо произвести кинематическую настройку станка, заключающуюся в обеспечении нужных передаточных отношений кинематических цепей.

Для обеспечения требуемых передаточных отношений кинематических цепей с помощью настроечных органов необходимо представлять настроечные формулы (формулы настроек)этих цепей.

Для вывода настроечной формулы гитары сменных шестерён или другого органа настройки намечают по кинематической схеме расчётную кинематическую цепь, для которой составляют уравнение кинематического баланса(см. п/п. 2.2.1.3). Чтобы составить уравнение кинематического баланса расчётной цепи, надо знатьрасчетные перемещенияеё конечных звеньев. Эти перемещения определяются в зависимости от того, где располагается определяемый орган настройки - во внутренней или внешней кинематической связи. Если орган настройки лежит вовнутреннейсвязи, то конечными звеньями будут подвижные рабочие органы или исполнительные звенья. Абсолютные перемещения этих звеньев могут быть неизвестны, но обязательно известны их относительные перемещения. Например, если сообщить один оборот червячной фрезе, то нарезаемое зубчатое колесо должно совершитьK/Z оборота, гдеK- число заходов червячной фрезы, а Z - число зубьев нарезаемого колеса. В этом случае расчетные перемещения конечных звеньев цепи деления зубофрезерного станка можно представить в виде: