Конспект лекций по станкам новый. Отовки и выполнения практических работ студент должен обладать следующими компетенциями
 Скачать 29.77 Mb.
|
|
2.2. Структура механизма, создающего исполнительное движение Для создания в станке определенного исполнительного движения необходим соответствующий механизм – кинематическая группа.Она представляет собой сочетание источника движения, внутренней и внешней кинематических связей. В качестве источников движения применяются электро-, гидро-, пневмодвигатели и другие, а также мускульная сила человека при ручном приводе. Внутренняя связь – это как бы устройство, обеспечивающее создание траектории исполнительного движения. В кинематической группе, создающей простое исполнительное движение внутренней связью, как правило, является одна кинематическая пара. В группе, создающей сложное исполнительное движение, внутренней связью является совокупность нескольких кинематических пар и кинематических цепей, связывающих подвижные звенья этих пар. В большинстве случаев нужна внешняя кинематическая связь (например, в виде кинематической цепи) между источником движения и внутренней связью. Для возможности получения исполнительного движения с различными параметрами в кинематической группе размещается необходимое количество органов настройки. Кинематические группы, имеющие внутреннюю связь в виде одной кинематической пары, называются простыми кинематическим группами. На рис. 5 в качестве примера представлена структура кинематической группы протяжного станка, создающий прямолинейное движение формообразования  . Внутренняя связь этой группы представляет собой одну поступательную кинематическую пару между ползуном 1 и станиной 2. Внешнюю связь составляет кинематическая цепь 3–4 и передача винт–гайка с шагом t. Органы настройки изображены ромбом, квадратом и переставными упорами на ползуне. Движение – простое, с незамкнутой траекторией. Настраивается оно по четырем параметрам: на скорость – гитарой iV; на направление – реверсом P1;на путь и исходное положение – упорами (размер L и H). Рис. 5. Структура простой кинематической группы Кинематические группы, имеющие внутреннюю связь в виде совокупности кинематических пар и кинематических цепей, называются сложными кинематическими группами. На рис. 6 представлена структура кинематической группы винторез-ного станка, создающей винтовое движение формообразования  . Внутренняя связь этой группы состоит: из вращательной кинематической пары между шпинделем 1 и передней бабкой 2; поступательной – между супортом 3 и станиной 4; кинематической цепи 5–iX–P1–6–винт–гайка. Внешней связью является кинематическая цепь 7–P2–iV–8. Звено 8 принадлежит обеим связям, поэтому оно называется звеном соединения связей. Движение – сложное с незамкнутой траекторией, и поэтому оно должно настраиваться по всем пяти параметрам. Настройка на траекторию ведется двумя органами: гитарой iX на шаг резьбы и реверсом P1 – на направление резьбы. Настройку на путь обеспечивают упоры, установленные на суппорте на расстоянии L друг от друга и воздействующие на конечные выключатели двигателя М1при движении суппорта. Скорость движения настраивается коробкой или гитарой скорости резанья iV. Направление нарезания резьбы (к передней бабке или от нее) достигается реверсом P2. Исходное положение начала резьбы получают установкой абсолютного положения тех же устройств на размер Н, не изменяя их относительного положения (размер L). Рис. 6. Структура сложной кинематической группы, создающей двухэлементарное исполнительное движение На рис. 7 представлена структура кинематической группы винторез-ного станка для конических резьб, создающей более сложное движение  . Внутренняя связь этой группы состоит: из вращательной ки-нематической пары между шпинделем 1 и передней бабкой 2;поступа-тельной – между кареткой суппорта 3 и станиной; поступательной – между поперечным суппортом 5 и кареткой 3;двух кинематических цепей 6–iX–P1–7–t1 и t1–8–iY–P2–9–t2. Внешней связью является кинематическая цепь 10–P3–iV–11. Движение – сложное с незамкнутой траекторией и должно настраиваться по всем пяти параметрам.Из анализа сложных кинематических групп видно, что внутренняя связь их содержит одно или несколько кинематических цепей, число которых на единицу меньше числа элементарных движений, составляющих создаваемое движение. Как было указано выше, простой кинематической группой, как правило, создается простое исполнительное движение так же, как сложной кинематической группой – сложное исполнительное движение. Однако простой кинематической группой можно создать и сложное движение, например: винтовое в сверлильном станке (рис. 8, а), в котором шпиндель представляет собой ходовой винт, сочетаемый с неподвижной гайкой, расположенной в передней бабке станка, или винтовое движение в сверлильном станке (рис. 8, б) при нарезании резьбы метчиком. Сложной кинематической группой можно создать прямую линию. На рис. 9 показан пример структуры кинематической группы токарного станка, создающий исполнительным движением  образующую линию конической поверхности. Приведенные примеры показывают, что задаваемую форму траектории можно получить различными по структуре простыми и сложными кинематическими группами. Структура группы зависит не только от кинематических факторов, но и от ряда требований, предъявляемых к создаваемому исполнительному движению и вытекающих из технологического назначения станка.  Рис. 7. Структура сложной кинематической группы, создающей трехэлементарное исполнительное движение  Рис. 8. Примеры создания сложных движений простыми группами  Рис. 9. Примеры создания прямой линии двухэлементарным движение 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 формообразования  происходит непрерывно, а движение деления  – периодически. Благодаря суммирующему механизму исполнительное звено II 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 звене II сохраниться движение В2'. Следовательно, общее исполнительное звено IIвначале 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. 4. МЕТОДИКА АНАЛИЗА КИНЕМАТИЧЕСКОЙ СТРУКТУРЫ СТАНКА 4.1. Анализ кинематики станка Кинематическую схему любого металлорежущего станка можно проанализировать, пользуясь сформулированными выше общими теоретическими положениями, относящимися к кинематической структуре станков. Из этого анализа выясняются кинематические связи станка и назначение каждого из различных устройств (органов настройки, суммирующих механизмов и пр.), указанных в схеме. План анализа кинематики станка основан наследующих трех положениях.
4.2. План структурного анализа станка
а) находится внутренняя кинематическая связь, обеспечивающая траекторию исполнительного движения; б) находиться внешняя кинематическая связь от источника движения; в) исходя из характера исполнительного движения, устанавливаются настраиваемые параметры движения; г) находятся органы настройки для регулируемых параметров. |