Внешние воздействия на стайка условно делят на две группы: воздействие на упругую систему, зависящее от геометрической и кинематической точности станка, его деталей и сопряжений; воздействие на процессы в подвижных соединениях — изменение настройки. Для процесса резания к этим воздействиям относятся изменение сёчения срезаемого слоя при фрезеровании, обработка по следу. Термин внешнее воздействие применяется здесь в том смысле, что воздействие не зависит от координат данной системы. Например, когда деформация, вызванная внешним воздействием, не изменяет это воздействие.
В зависимости от объекта исследования многоконтурную станка можно представить в виде одноконтурной, включающей эквивалентный элемент, исследуемый процесс. Например, если исследуется процесс резания, то элемент сохраняется, а все остальные включаются в эквивалентную упругую систему. При оценке должно учитываться влияние процессов в подвижных соединениях.
Статические характеристики основных элементов станков. Свойства станка и ее элементов определяются их характеристикой. Разорвем две связи элемента и рассмотрим его отдельно. Воздействие на входе элемента назовем входной координатой, а результат воздействия — выходной координатой. Уравнение, связывающее выходную и входную координаты, называется характеристикой № элемента или системы. Характеристика элемента.
Формализованное выделение в динамической системе станка и процессов, которые в дальнейшем будем называть основными элементами системы, и обратная связь между ними позволяют для исследования системы использовать известные зависимости и методы анализа теории автоматического регулирования. Взаимодействие между элементами системы иллюстрирует. Связь между элементами, т. е. воздействие процессов на и обратное воздействие на процессы, показана стрелками. Непосредственной связи между процессами не существует. Процессы могут взаимодействовать между собой только через промежуток времени.
Совокупность элементов и связи между ними образует контур связи. Согласно теории профессора В. А. Кудинова, динамическая система станка является многоконтурной замкнутой системой. Три контура связи. Схема динамической системы станка: многоконтурная; одноконтурная.
Если разорвать связь между элементами, то такая система называется разомкнутой. Упругая система испытывает со стороны процессов главным образом силовое воздействие в виде сил резания, трения и момента. В свою очередь, воздействует на процессы своей деформацией. Анализ рассмотренных воздействий показывает общее свойство связей для всех контуров: воздействие всех процессов на является функцией координат, т. е. ее деформации. Такие воздействия называются внутренними.
Можно предположить, что при известных процессах колебания шпинделя и суппорта можно рассматривать автономно как вынужденные колебания. Однако в общем случае металлорежущий станок нельзя рассматривать так упрощенно, независимо от деформации деталей и сопровождающих его работу процессов резания, трения. Известно, что в результате деформации изменяется относительное положение суппорта и шпинделя, салазок и станины, ротора и статора.
Смещения в упругой системе, в свою очередь, вызывают изменение параметров процессов, происходящих в подвижных соединениях (сил резания и трения). Например, изменение силы резания приводит к изменению относительного смещения инструмента и заготовки на величину. Пропорционально у изменяются толщина (на величину) и площадь сечения среза (на величину). Сила резания получает новое значение, Изменение силы резания приводит к новому смещению в упругой системе станка.
Такую связь между параметрами системы называют обратной. Причем важно, что установленная обратная связь существует между процессами. Аналогичную связь можно проследить между процессами, наблюдая изменение сил трения с изменением деформаций в упругой системе. Схема силовых воздействий процессов на деформацию: схема станка; изменение сечения среза при деформации.
Однако, поскольку в станке имеется большое число пар трения (зубчатые колеса, подшипники, шарниры механизмов), работающие в различных силовых и кинематических условиях, выбор сорта смазки отражает средние условия работы механизмов станка. Применение разных смазок усложнило бы конструкцию и методы эксплуатации станка. Исключение для применения автономных систем смазки может составлять смазка шпиндельных опор, поскольку их работоспособность во многом определяет технические характеристики всего станка. Специальные системы смазки могут также применяться для направляющих скольжения.
Следует также иметь ввиду, что одним из основных условий рациональной эксплуатации станков является соблюдение условий безопасности при работе. Современные станки являются мощными, быстроходными машинами, снимающими нередко большое количество стружки в единицу времени.
Возможность травм при попадании рабочего в зону действия механизмов, при поломках быстровращающихся частей станка (шкивов, шлифовальных кругов), при поражении отлетающей горячей и острой стружкой, при попадании под напряжение и других причинах обязывает применять специальные устройства и механизмы, обеспечивающие безопасную работу на станке. Высокая эффективность станка, заложенная при его проектировании и изготовлении, будет реализована лишь в том случае, если применяют рациональные методы его эксплуатации и ремонта.
