Методика решения задач по анализу и синтезу кинематических структур

В процессе изучения металлорежущих станков, а также последующей инженерной работы студенту и специалисту придется решать задачи по анализу и синтезу кинематических структур станков. Надо четко уяснить последовательность и методику анализа кинематики станка. Отступление от правильной последовательности анализа подчас приводит к ошибкам, неверным выводам.

Анализ кинематики станка следует начинать не с источников движения (электродвигателей), а с поиска подвижных исполнитель­ных звеньев станка, несущих заготовку и инструмент, и с определения характера их относительного движения.

На рис. 1.8 показана укрупненная схема анализа кинематиче­ской структуры станка, а на рис. 1.9 - схема анализа основной части кинематической структуры (включающей группы формообразова­ния, деления и врезания).

Анализ кинематической структуры станка можно производить по кинематической схеме, на которой в отличие от структурной схемы подробно изображаются кинематические связи в виде кине­матических цепей с указанием всех передач, вариантов переключе­ний и т. п.

Вместе с тем, если имеется для структурного анализа кинема­тическая схема, то целесообразно по ней составить структурную схему, заменив кинематические цепи условным обозначением внутренних и внешних связей, а коробки скоростей, подач, гитары, реверсы и суммирующие механизмы - также упрощенным их изображением. Кинематическая структура токарно-винторезного станка показана на рис. 1.7.

Следует, однако, отметить, что на структурной схеме иногда не показываются кинематические группы деления, врезания и почти никогда не показываются группы управления и вспомогательный движений. Поэтому для подробного анализа этих групп можно об­ратиться к кинематической схеме.

Синтез кинематической структуры следует производить со­гласно схеме, показанной на рис. 1.10.

Необходимо также учесть, что структурные связи, определяе­мые при анализе кинематической структуры станка, отличаются от расчетных кинематических цепей, рассматриваемых при анализе кинематической схемы и при настройке станка. Структурные связи это реальные связи, определяющие требуемое относительное пере­мещение заготовки и инструмента с целью образования нужных поверхностей. Кинематические же расчетные цепи составляют ис­кусственно для расчета параметров настройки движений.

Более сложной задачей является синтез кинематической струк­туры станка. Такая задача решается при проектировании нового станка. Синтез можно осуществить по заданной кинематике формо­образования: задаются заготовка, инструмент, их исходное положение, указываются их движения. В более сложном случае движения могут быть не заданы, их предварительно требуется определить в соответствии с получаемыми на станке поверхностями.

Поскольку некоторые кинематические группы связаны между собой, то они могут иметь общие участки во внутренних и внеш­них связях. Изменение параметров этих участков приводит к соот­ветствующим изменениям в двух или трех группах, имеющих общий участок. В то же время изменение параметров участков свя­зей, имеющих отношение только к одной группе, приводит к из­менению настройки лишь этой группы. От размещения органов настройки может зависеть необходимость производить перена­стройку лишь одного органа или двух, а это оказывает влияние на время настройки.

Все сказанное выше относится и к размещению реверсивных механизмов. Следует, однако, иметь в виду, что иногда вместо реверсивного механизма можно предусмотреть установку паразитного колеса в гитаре сменных колес, а при редких изменениях направления движения вместо реверсивного механизма можно предусмотреть реверсирование электродвигателем.