Кинематические связи и структура станка

Лекция №6

Кинематические связи и структура станка.

     В металлорежущих станках связь движущихся элементов и механизмов является сложной. Кинематическая связь определяет связь движущихся элементов станка между собой и определяет структуру станка.

В станке столько кинематических  движущихся групп, сколько он имеет движущихся элементов, связанных между собой.                                                                                                                                    

Любая кинематическая группа состоит из трех элементов:

внутренней связи

источника движения

вспомогательной связи

  Главной является внутренняя связь; ее задачей является согласование параметров движения исполнительных органов станка так,  чтобы обеспечивалась заданная траектория  исполнительного движения.

Рекомендуемые материалы

Таким образом, внутренней связью называется кинематическая связь, обеспечивающая траекторию исполнительного движения.

 

Пример № 3

Необходимо получить вращательное движение.

Траектория шпинделя определяется точностью опор, здесь внутренняя связь  представлена одной кинематической парой –    шпиндель- опора корпуса.

Источник движения двигатель- Д

Участок 1-2 соединяет двигатель со звеном внутренней связи – внешняя кинематическая связь.

Пример №4

Прямолинейное движение

Траектория движения зависит от формы направляющих. При прямолинейном движении направляющие должны быть строго прямолинейны. Здесь внутренняя связь представлена  одной  кинематической парой – суппорт и направляющая (источник движения и внутренняя связь не показаны).

       Вращение и прямолинейные перемещение являются простыми движениями. Для простых движений внутренняя связь всегда составлена одной кинематической парой.

Кинематические группы, имеющие одну кинематическую пару, называются простые.

   Кинематические связи исполнительных звеньев между собой называются внутренними кинематическими связями.

 Кинематическая группа, имеющая кинематическую связь в виде одной или несколько кинематических цепей, называется сложной кинематической цепью.

Сложные кинематические цепи:

 

Пример № 5

Кинематическая группа создающая винтовую линию.

 Рассматриваемая группа – сложное движение формообразования Фv(В_1,П₂), винтовую линию.

Источник движения – двигатель Д.

Внешняя часть – участок 1-2.

Внутренняя часть – участок 2-3.

Движение сложное и незамкнутое, по этому настраивается по пяти параметрам:

1. Скорость - ί_v
2. Направление – Р₂
3. Траектория -  ί_х.
4. Путь.
5.  Исходные положения – упоры.

Пример№6

 Кинематическая группа для образования винтовых линий на конусе.

Фv(В₁,П₂,П₃)

1-2 внешняя связь

2-3,4-5 – внутренняя связь

Движение сложное не замкнутое настраивается по 5 параметрам:

1. Скорость- ί_v

2.  Направление - Р₂

3.  Траектория пути- ί_{x –} шаг, ί_{y –} угол конуса.

4.  Путь

5 . Исходные положения – упоры.

Типовая кинематическая структура станка.

      Кинематическая структура станка может состоять из одной кинематической группы, создающей исполнительное движение формообразования. Примером такого станка является протяжной станок, в котором одним исполнительным движением осуществляется движение формообразования Ф., врезание, а иногда и деление. Обычно в станке несколько исполнительных движений Ф., делений и других. Тогда кинематическая структура станка составляется из нескольких кинематических групп и зависит от их числа и назначения. Станок не обязательно должен иметь кинематические группы разного размера. Единственными группами, без которых  не может существовать станок, являются группы формообразования.

   Если на станке одним режущим инструментом обрабатывать разные поверхности (на зубофрезерном станке, червячной фрезой обрабатывают цилиндрические колеса с прямым или винтовым зубом) или одну и туже поверхность получать разными инструментами (прямозубое цилиндрическое колесо нарезаем червячной фрезой или дисковой модульной фрезой), то для каждого из этих случаев в станке будет использована своя частная структура.                                                                               

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

Кинематические группы, осуществляющие процессы формообразования, деления, врезания вместе составляют основную часть частной структуры станка, а основная часть и группы управления и вспомогательных движений составляют полную частную структуру станка.   

В общей структуре станка наиболее ответственными являются кинематические группы, обеспечивающие процесс формообразования Ф.

Классификация  кинематических структур.

        В ее основу положен принцип определения количества формообразующих движений, с помощью которого получается заданная поверхность. Иначе говоря, кинематическую структуру станка определяют только по группам формообразования, не принимая во внимание кинематические группы деления, врезания и др.

    Различают три класса структур в зависимости от характера групп формообразования, которые могут быть:

Только простые                                Только сложные                               Комбинированные

            Э                                                        С                                                        К

Э – элементарные структуры.

С – сложные.

К – комбинированные.

 

В обозначении классов структур, кроме буквы указывают две цифры.

   1-я обозначает  число кинематических групп формообразования.

   2-я число элементарных движений участвующих в создании исполнительных движений формообразования.

Пример:

 К24

К – комбинированная структура.

2 – два движения формообразования (одно простое, второе сложное).

4 – число элементарных движений.

Количество движений формообразования.

1) Э11 –структура протяжного станка.

   Э22 – структура сверлильного станка (вращение сверла, его вертикальное перемещение).

2)Э33 – круглошлифовальный станок.

3)Токарно-револьверный – Э22

   Токарный – Э22 (Прим.№1)                            при обтачивании.

4)Токарно-винторезный станок – С12(Прим.№2)          - при нарезании спирали.                          

                                              

Пример№7

Нарезание спирали на коническом участке модульной эвольвентной фрезой.

А) Вспомогательный элемент – линия.                                                              

Образующая – профиль фрезы.

Люди также интересуются этой лекцией: 7 Принципы конструирования соединений.

Метод копирования.

Движений формообразования нет Ф.=0.

В) Винтовая линия – направляющая.

Вспомогательный элемент – материальная  точка.

Используется метод касания.

Два движения формообразования: Фv(В₁); Фs(В_2,П_3,П₄). Кинематическая структура: К24.