为方便机构选型和机构综合,常将复杂工艺动作分解为最易实现的运动形式,如转动和直线移动等,然后再进行合成。任何复杂的动作总是由一些最基本的运动合成的。这些基本运动形式有直线移动、转动、摆动、连续运动、间歇运动、步进运动等。例如,齿轮采取展成原理加工,可分解为切削、分度(展成)、进刀三个工艺动作,对应往复直线运动(切削运动)、对滚运动(展成加工运动)和直线移动运动(径向进刀)。
工艺动作分解的方法不同,所得到的运动规律各不相同。如根据刀具与工件间相对运动的原理,设计加工内孔的工艺动作可以有几种不同的分解方法,如图2-5所示。
图2-5 加工内孔的机床工艺分解方案
第一种分解方法是让工件做连续等速转动,刀具做纵向等速移动;同时,为了得到所需的内孔尺寸,刀具还需做径向进给运动。工艺动作的这种分解方法,即如图2-5(a)所示的车内孔的车床方案。第二种分解方法是让工件固定不动,使刀具既绕被加工孔的中心线转动,又做纵向进给运动。为了调整被加工孔的直径,刀具还需做径向调整运动。这种分解方法即如图2-5(b)所示的镗内孔的镗床方案。第三种分解方法是让工件固定不动,而采用不同尺寸的专用刀具——钻头和铰刀等,使刀具做等速转动并做纵向送进运动。这种分解方法即如图2-5(c)所示的加工内孔的钻床方案。第四种方法是让工件和刀具均不转动,而只让刀具做直线运动。这种分解方法即如图2-5(d)所示的拉床方案。当加工小的圆柱形工件时,选用车床镗内孔的方案比较简单;当加工尺寸很大且外形复杂的工件时(如箱体的主轴孔),可以采取镗削;钻削取消了刀具径向调整运动,工艺动作得到简化;拉削生产效率高,但所需拉力大,刀具昂贵。
对于不同功能原理,其工艺过程通常也不同,有的只需一道工序即可完成,有的则需几道工序才能完成。(www.daowen.com)
图2-6所示糖果包装工艺过程包括6道工序。工序1完成送料,工序2进行上、下、前三个面的包装,工序3进行后面及两端折角包装,工序4完成两端下面的折边,工序5完成上面折边,工序6将最终包装好的糖果输出。
图2-6 糖果包装功能元分解的工序过程
在对运动规律进行设计时,不但要注意工艺动作本身的形式,还要注意其变化规律的特点,即运转过程中速度和加速度变化的要求。这些要求有些是工艺过程本身提出来的(如机床的走刀要近似匀速以保证加工工件的表面质量);有些是从动力学的观点提出来的(为了减小机械运转过程中的动载荷等)。认真地分析和确定工艺动作的运动规律,对保证工艺质量、减小设备尺寸和质量以及降低功率消耗等,都具有重要的意义。
机械运动规律设计和运动方案选择所涉及的问题很多,设计者只有在认真总结生产实践经验的基础上综合运用多方面的知识,才能拟订出比较合理的运动规律和选择出较为优秀的运动方案。在拟订和评价各种运动规律和运动方案时,应同时考虑机械的工作性能、适应性、可靠性、经济性及先进性等多方面的因素。
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