В промышленности широко применяются механизмы со сложными криволинейными рабочими поверхностями. Именно криволинейный профиль, являющийся основным элементом деталей такого механизма, определяет качество, надежность и долговечность работы всей машины в целом.
Задача формообразования сложных поверхностей может быть решена различными методами. Наиболее известными методами, позволяющими использовать точение, фрезерование, шлифование и др. виды механической обработки, являются:
• копирный метод;
• обработка на станках с ЧПУ;
• кинематический метод;
• комбинированный метод.
Каждый метод имеет определенные достоинства и, соответственно, недостатки.
Например, копировальные станки нашли широкое применение в промышленности благодаря простоте систем управления, относительно небольшой стоимости оборудования и универсальности метода, позволяющего обрабатывать подавляющее большинство встречающихся на практике деталей. Однако копирный метод имеет следующие недостатки: низкая производительность, так как копировальная система обладает значительной инерционностью, и сложность коррекции обрабатываемого профиля.
Преимущества универсальности станков с ЧПУ при формообразовании сложных криволинейных профилей нивелируются их высокой стоимостью.
Недостатком кинематического метода обработки является то, что с его помощью невозможно обрабатывать детали произвольной формы. Кинематический метод обработки заключается в том, что движения заготовки и инструмента связаны при помощи кинематических цепей таким образом, что при относительном перемещении инструмента и детали на последней образуется заданный профиль. Анализируя кинематические схемы станков, работающих по методу кинематической (бескопирной) обработки криволинейных поверхностей, можно отметить, что в основу кинематики этих станков заложено образование на заготовке точной математической кривой, например, плоской эпициклоиды [1], овала [2], пространственной эпициклоиды [3, 4] и ряда других.