Кинематическая структура станка представляет собой совокупность, которую составляют кинематические группы. Группы могут быть соединены между собой разными способами; их соединение зависит от многих факторов. Наибольшее влияние на соединение кинематических групп оказывают общность их исполнительных органов и источника движения, а также необходимость координации во времени создаваемых группами движений. Всякое соединение двух кинематических групп осуществляется специальными дополнительными устройствами, такими, как суммирующие механизмы, реверсы, муфты и т. д.
Главной и определяющей частью кинематической структуры любого станка является его формообразующая часть, составляющая общее число и характер групп формообразования, а также их кинематическое соединение. По этому признаку все многообразие кинематических структур металлорежущих станков можно разделить на три класса.
- Класс элементарных структур Э, к которому относятся станки с кинематической структурой, содержащей только простые группы формообразования, т. е. группы, создающие движение Ф(В) и Ф(П).
- Класс сложных структур С, к которому относятся станки с кинематической структурой, содержащей только сложные группы формообразования, т. е. группы, создающие движения Ф(В1В2), Ф(В3П4П5) и т. д.
- Класс комбинированных структур К, к которому относятся станки с кинематической структурой, содержащей одновременно и простые и сложные группы формообразования.
Каждый класс содержит определенное число типовых кинематических структур станков, которое можно условно записать буквой с последующими двумя цифрами. Буква указывает на класс, первая цифра - на число формообразующих групп, вторая цифра - на суммарное число простых вращательных и прямолинейных движений, составляющих всё формообразование на станках (формообразующие движения). Например, запись К24 означает, что станок имеет комбинированную структуру, две группы формообразования с четырьмя простыми движениями.
Если учесть, что максимально возможное число групп формообразования в структуре станка равно трем, то можно составить таблицу типовых кинематических структур всех станков (рис. 1).
Рис. 1. Кинематическая структура станков (Примечание: в скобках указаны структуры станков, которые редко встречаются в станкостроении)
При составлении и анализе кинематической структуры станков следует четко представлять себе изделие в целом и те его поверхности, которые должны быть обработаны резанием. Это означает, что обработанную поверхность необходимо охарактеризовать как в поперечном, так и в продольном сечениях, т. е. установить соответствующие производящие линии, при относительном движении которых может быть образована данная поверхность.
Необходимо также отчетливо представлять себе конструкцию режущего инструмента и форму его режущих кромок, а также относительное взаимное положение обрабатываемой заготовки и инструмента в процессе формообразования требуемой поверхности.
Анализ и сопоставление форм производящих линий и режущей кромки инструмента, а также учет специфики обработки (фрезерование, шлифование и т. д.) позволяли установить метод образования поверхности, а также количество, характер и состав движений формообразования, необходимых для реализации выбранного метода.
Устанавливая методы образования производящих линий, необходимо иметь в виду следующее:
- Если для обработки используют фасонные фрезы, резцы, шлифовальные круги и т. д.), то первая образующая производящая линия получается методом копирования, вторая производящая линия (направляющая) методом следа или касания.
- Если поверхность фрезеруют или шлифуют при относительном перемещении заготовки или инструмента, то хотя бы одна из производящих линий образуется методом касания.
В результате анализа схемы резания, расположения обрабатываемых поверхностей и конструкции инструмента устанавливают потребность в движениях деления и врезания, и если они необходимы, то определяют их характер. После того как определены все движения формообразования, деления и врезания, которые определяют кинематику станка в основном, можно приступать к составлению и анализу структур кинематических групп, обеспечивающих эти движения.
Составление и анализ структур кинематических групп станка проводят последовательно от одной к другой в следующем порядке:
- Устанавливают число исполнительных органов; как правило, оно соответствует числу простых движений, образующих исполнительное движение.
- Определяют внутреннюю кинематическую связь группы; для простых групп - это связь между звеньями кинематической
- исполнительной пары, а для сложной группы функциональные цепи (цепь) между исполнительными органами.
Определяют источник движения и внешнюю кинематическую связь группы. - Устанавливают число и расположение органов настройки параметров движения.
Иногда исполнительные органы могут одновременно принадлежать двум или более кинематическим группам. Нередко один и тот же источник движения принадлежит нескольким или всем кинематическим группам.
