ТЕМА 7. КИНЕМАТИКА МЕТАЛЛОРЕЖУЩИХ СТАНКОВ.

Каждое исполнительное движение в металлорежущем станке создается кинематической группой. Кинематической группой называется совокупность:

-источника движения,

-исполнительного органа, т.е. органа исполняющего движение,

-кинематических связей,

-органов настройки, обеспечивающих заданные параметры движения. В качестве источника движения чаще всего используется электродвига-

тель. Исполнительными органами в станке являются: шпиндель; стол; салазки; суппорт; ползун и т.д. Кинематические связи представляют собой совокупность различных механических передач: зубчатых; червячных; ремённых и т.д. В ка- честве органов настройки используются гитары сменных колес, коробки скоро- стей и подач.

В зависимости от числа исполнительных движений, реализуемых кинема- тической группой, группы делятся на простые с одним движением, и на слож- ные с двумя или более жестко взаимосвязанными движениями. Количество ис- полнительных движений, необходимых для реализации кинематической груп- пой, зависит от вида обрабатываемой поверхности и выбранного метода фор- мообразования. Примеры кинематических групп приведены ниже (рис. 7.1).

Рис. 7.1 Кинематические группы 1,2 – простые; 3,4 - сложные

Простые кинематические группы имеют только одну связь внешнюю от источника движения до исполнительного органа. Сложные кинематические

группы имеют внутреннюю кинематическую связь между исполнительными движениями, а, следовательно, между исполнительными органами, и связь на- ружную между источником движения и внутренней связью.

Совокупность кинематических групп, реализующих все исполнительные движения, образуют кинематическую структуру станка. Кинематическая струк- тура наглядно показывает все исполнительные движения в станке и связи меж- ду источниками движений и исполнительными органами, а так же связь между отдельными исполнительными движениями.

Различают три типа кинематических структур.

Первый тип – элементарные кинематические структуры (рис.7.2). Это структуры состоящие из простых групп. Они обозначаются буквой Э и двумя цифрами первая цифра обозначает количество групп, а вторая количество ис- полнительных движений. Ниже приведены примеры элементарных структур.

Нижняя правая структура, несмотря на один источник движения, является так же элементарной, так как в этой структуре связь между исполнительными движениями не жёсткая. В этой связи находятся два органа настройки для раз- личных движений.

Рис. 7.2 Элементарные кинематические структуры

Второй тип – сложные кинематические структуры (рис. 7.3). Это структуры состоящие из сложных групп. Они обозначаются буквой С и двумя цифрами первая цифра обозначает количество групп, а вторая количество ис- полнительных движений. Ниже приведены примеры сложных структур.

Рис. 7.3 Сложные кинематические структуры

Третий тип – комбинированные кинематические структуры (рис. 7.4).

Это структуры состоящие из простых и сложных групп. Они обозначаются бук-

вой К и двумя цифрами первая цифра обозначает количество групп, а вторая количество исполнитель- ных движений. Ниже при- веден пример комбиниро- ванной структуры.

Кинематическая настройка станков. Под кинематической настройкой станка понимают настройку его цепей, обеспечивающую требуемые скорости движений исполнительных органов станка, а также, при необходимости, усло- вия кинематического согласования перемещений или скоростей исполнитель- ных органов между собой. Цель таких согласований — образование поверхно- сти с заданными формой, размерами, точностью и шероховатостью. Кинемати- ческая настройка является составной частью наладки станка.

Вбольшинстве металлорежущих станков с механическими связями для на-

стройки кинематических цепей применяют органы кинематической настройки в виде гитар сменных зубчатых колес, а также ременных передач, вариаторов, ре- гулируемых электродвигателей, коробок скоростей и подач, характеристикой которых является общее передаточное отношение i органа.

Значение передаточного отношения органа настройки определяют по фор-

муле настройки и затем реализуют в гитарах сменных зубчатых колес подбором

иустановкой соответствующих колес в гитаре, а в коробках скоростей и подач

— зацеплением соответствующих зубчатых колес.

Для вывода формулы расчета передаточного отношения любого органа кинематической настройки, необходимо по кинематической схеме станка наме- тить такую цепь передач, в которой расположен данный орган и написать урав- нение настройки. Сначала пишут уравнение настройки в общем виде, где ука- зывается начальный элемент цепи и конечный, а затем в развернутом виде где указывают известные перемещения или скорости конечных звеньев этой цепи,

связанные функциональной или требуемой зависимостью

Встанках используются следующие основные уравнения настройки.

Цепи главного вращательного движения.

Цепи настройки на величину пути.

Если оборотная или минутная подачи реализуются вращательным движе- нием, то в уравнения настройки вместо параметра H подставляется π × d . Где d диаметр обработки.

Где:

n – частота вращения электродвигателя или пшинделя. v – скорость перемещения.

c – константа кинематической цепи.

i – передаточное отношение органа настройки (величина которую надо оп- ределить)

H – ход кинематической пары преобразующей вращательное движение в поступательное.

H’ – ход нарезаемой резьбы. s - подача

k – число заходов z – число зубъев

Θ - угол поворота выходного вала кинематической цепи 1 об – один оборот входного вала кинематической цепи.