close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Разработка конструкции специального станка предназначенного для черновой обработки труднообрабатываемых материалов..pdf

код для вставкиСкачать
Омский государственный
технический университет
РАЗРАБОТКА КОНСТРУКЦИИ
СПЕЦИАЛЬНОГО СТАНКА,
ПРЕДНАЗНАЧЕННОГО ДЛЯ ЧЕРНОВОЙ
ОБРАБОТКИ ТРУДНООБРАБАТЫВАЕМЫХ
МАТЕРИАЛОВ
ОМСКИЙ НАУЧНЫЙ ВЕСТНИК № 3 (133) 2014
П. В. НАЗАРОВ
Е. В. ВАСИЛЬЕВ
П. Е. ПОПОВ
А. Ю. ПОПОВ
УДК 621.924
В статье рассматриваются влияние жесткости на точность обработки деталей, основные методы расчета узлов и агрегатов станков на жесткость, приводится возможный способ повышения жесткости станка.
Ключевые слова: жесткость, точность, работоспособность.
Статья выполнена при поддержке Минобрнауки РФ в рамках договора
№ 02.G25.31.0099.
δ = k σ, (1)
где k — коэффициент контактной податливости;
σ — нормальное давление.
Силы резания, закрепления, инерционные силы,
возникающие при обработке на металлорежущих
станках, передаются на упругую технологическую
систему СПИД (станок, приспособление, режущий
инструмент, обрабатываемая деталь), вызывая её
деформацию. Эта деформация складывается из деформаций основных деталей системы, деформаций
стыков, а также деформаций соединительных деталей [2].
Способность упругой системы оказывать сопротивление действию сил, стремящихся её деформировать, характеризует её жесткость.
Перемещение звеньев упругой системы происходит в направлении действия сил и вызывает изменение взаимного расположения режущего лезвия
инструмента и обрабатываемой детали, что приводит к возникновению погрешностей обработки.
Упругие деформации системы СПИД в ряде случаев являются определяющими с точки зрения точности обработки, так как погрешности, обусловленные ими, могут достигать 20–80 % от суммарной
погрешности изготовления. Кроме того, жесткость
технологической системы оказывает большое влияние на виброустойчивость системы и на производительность механической обработки.
При недостаточной жесткости технологической
системы нельзя получить большой производительности и высокой точности обработки.
Наиболее существенное влияние на размер обрабатываемой детали оказывают перемещение звеньев СПИД в направлении, нормальном к обработанной поверхности, которые в основном обусловлены действием составляющей силы резания
Ру. Поэтому в технологии машиностроения жёсткостью системы СПИД принято называть отношение составляющей силы резания, направленной по
нормали к обработанной поверхности, к смещению
МАШИНОСТРОЕНИЕ И МАШИНОВЕДЕНИЕ
Физические условия работы столов и ползунов
металлорежущих станков очень сложны, так как эти
детали обычно представляют собой весьма податливые системы и их деформации существенно сказываются на распределении давлений в направляющих.
Основным критерием работоспособности столов, салазок, суппортов является жёсткость, определяющая правильность контакта и перемещения по
направляющим, а также точность обработки и виброустойчивость системы.
Общие упругие перемещения суппортов и ползунов в балансе упругих перемещений станков составляют довольно существенную часть. Так, в шлифовальных станках упругие смещения столов составляют 25–50%.
Наиболее неблагоприятно влияние зазоров в условиях, когда реакция на одной грани направляющих равна или близка к нулю [1].
При обработке деталей малых и средних диаметров работают основные грани направляющих; при больших диаметрах деталей и больших
радиальных составляющих сил резания вместо основной задней направляющей работает соответствующая планка. В промежуточных условиях реакция в направляющих равна нулю и зазор выбирается в разные стороны. При заполнении зазора маслом он работает как гидравлический демпфер, при
недостаточном смазывании может работать на размахах колебаний, соизмеримых с зазором, как поглотитель колебаний ударного действия.
Технический расчёт на жёсткость столов, ползунов и столов основывается на прямых экспериментах по контактной жёсткости на моделях и узлах машин. При расчёте принимается допущение
о том, что нормальные сжатия поверхностных слоёв δ:
131
нагрузки, кгс;
ymax – максимальное значение перемещения узла станка в том
направлении, мкм.
Средняя
жесткость
шлифовального
станка
при
Средняя
жесткость
шлифовального
станка при
положении
шлифовальн
положении шлифовального круга в середине заго-
круга товки
в середине
заготовки по
определяется
определяется
формуле: по формуле:
ОМСКИЙ НАУЧНЫЙ ВЕСТНИК № 3 (133) 2014
1
1
1
1
=
+ 14 (
+
),,
jст
jшп
jб.изд. j з.ц.
(3)
(3)
— жесткость
шпиндельного
шпиндельного
узла; узла;
где где
jшп. –jшп.жесткость
j
— жесткость бабки изделия;
б. изд.
жесткость
бабки
изделия;
jб. изд.
j . –—
жесткость
заднего
центра.
з.ц.
Таким образом,
предложенные положения поjз.ц. – жесткость
заднего центра.
зволят в дальнейшем с учётом экспериментальных
Таким
образом,
предложенные
положения
позволят в надальнейшем с учёт
данных
определить
оптимальную
конструкцию
правляющих и методы
экспериментальных
данных минимизации
определить податливости
оптимальную
Рис. 1. Смещение узлов станка
конструкц
всей системы, что может привести к повышению
направляющих
и методы минимизации
производительности
и точностиподатливости
шлифованиявсей
присистемы, что мож
изготовлении нежестких протяжек.
привести к повышению производительности и точности шлифования п
Библиографический
список
изготовлении нежестких
протяжек.
лезвия инструмента относительно детали, отсчитываемому в том же направлении, при действии всех
1. Проников, А. С. Проектирование металлорежущих
составляющих силы резания (рис. 1).
станков и станочных систем
: в 3 т. / А. С. Проников.
Библиографический
список— М. :
В процессе шлифования из-за недостаточной Машиностроение, 1995. —
T. 2. — 320 с.
жесткости отдельных элементов СПИД в процессе
1. Проников,
А.В. С.
Проектирование
металлорежущих
станков
и станочн
2. Пуш,
Э. Конструирование
металлорежущих
станков
/
резания приводит к изменению взаимного положе- В. Э. Пуш. — М. : Машиностроение, 1977. — 390 с.
систем : в 3 т. / А. С. Проников. – М. : Машиностроение, 1995. – T. 2. – 320 с.
ния режущего инструмента и обрабатываемой де3. Детали и механизмы металлорежущих станков : в 2 т. /
тали [3].
2. Пуш,
Э. Д.
Конструирование
металлорежущих
станков
ПодВ.ред.
Н. Решетова. — М.
: Машиностроение,
1972. —/ В. Э. Пуш. – М
Предлагается для повышения жесткости систе- Т. 1. — 664 с.
Машиностроение, 1977. – 390 с.
мы трёхкоординатного станка при обработке в одной плоскости жестко фиксировать две другие ко3. Детали и механизмы металлорежущих станков : в 2 т. / Под ред. Д.
ординаты, что позволит повысить жесткость станка, НАЗАРОВ Павел Владиславович, аспирант, ассипоскольку экспериментальные исследования покаРешетова.
М. : Машиностроение,
1972. – станки
Т. 1. – 664
с.
стент– кафедры
«Металлорежущие
и инструзали, что наибольшую величину имеют деформа- менты».
ции, возникающие в подвижных соединениях де- ВАСИЛЬЕВ Евгений Владимирович, кандидат техталей станка.
нических наук, доцент (Россия), доцент кафедры
Для определения
жесткости
узлынеобходимо
станка необ- нагрузить
Для определения
жесткости узлы
станка
«Металлорежущие станки и инструменты».
ходимо нагрузить максимальной эксплуатационной ПОПОВ Пётр Евгеньевич, кандидат технических
максимальной нагрузкой,
эксплуатационной
в этом случае
жёсткость будет
в этом нагрузкой,
случае жёсткость
будет опреденаук, доцент (Россия), доцент кафедры «Металлореляться
по
формуле:
определяться по формуле:
жущие станки и инструменты».
ПОПОВ Андрей Юрьевич, доктор технических
наук, профессор (Россия), профессор кафедры
«Металлорежущие станки и инструменты».
Py max — максимальная
эксплуатационная
Адрес для переписки: nazaroffpavel@mail.ru
где Py max где
- максимальная
эксплуатационная
величина велисоставляющей
чина составляющей нагрузки, кгс;
нагрузки, кгс; y
— максимальное значение перемещения узла Статья поступила в редакцию 05.09.2014 г.
max
станка в том
же направлении,
мкм. узла станка в том
© П. же
В. Назаров, Е. В. Васильев, П. Е. Попов, А. Ю. Попов
– максимальное
значение
перемещения
y
j =
Py max
(2)
y max
(2)
max
направлении, мкм.
Средняя жесткость шлифовального станка при положении шлифовального
Книжная
полка по формуле:
круга в середине
заготовки определяется
1
1
1
1
Основы
: учеб. пособие/
А. П. Моргунов [и др.]. — Омск : ОмГТУ, 2014. — 106 c. —
(3)
= теории
+ 14 ( надежности
+
),
j
j
j
j
ст
шп
б.изд.
з.ц.
ISBN 978-5-8149-1741-6.
где jшп. – жесткость шпиндельного узла;
Приведены основные теоретические сведения и определения теории надежности. Рассмотрены физи-
ко-химическая
механика старения технических устройств и детерминистические методы расчета характебабки изделия;
jб. изд.. – жесткость
ристик надежности и долговечности. Представлены основы технической диагностики. Предназначено для
jз.ц. – жесткость
заднего центра.
студентов,
обучающихся по специальностям 151001.65, 151002.65 и 151900.62, изучающих дисциплину «ОсМАШИНОСТРОЕНИЕ И МАШИНОВЕДЕНИЕ
новы
теории надежности
и диагностики».
Таким образом,
предложенные
положения
позволят в дальнейшем с учётом
экспериментальных621.791/Л77
данных
определить
оптимальную
конструкцию
Лопаев,минимизации
Б. Е. Основы
расчета сварных
конструкций
: учеб. пособие для вузов по направлению поднаправляющих и методы
податливости
всей системы,
что может
гот. 150301 (150700.62) «Машиностроение» и специальности 150501 (151701.65) «Проектирование техниче-
привести к повышению
производительности
ских машин
и комплексов» / Б.и Е.точности
Лопаев, шлифования
Е. Н. Еремин,при
А. С. Лосев. — Омск : ОмГТУ, 2014. — 97 c. —
ISBN 978-5-8149-1762-1.
изготовлении нежестких протяжек.
Рассмотрены конструктивные особенности основных типов сварных изделий; приведены расчеты
прочности их сварных соединений при различных видах нагружения. Учебное пособие предназначено для
Библиографический
список
студентов, обучающихся
по направлению
150301 (150700.62) «Машиностроение» и специальности 150501
(151701.65)
«Проектирование
технологических
и комплексов».
132 А.
1. Проников,
С. Проектирование
металлорежущих
станковмашин
и станочных
систем : в 3 т. / А. С. Проников. – М. : Машиностроение, 1995. – T. 2. – 320 с.
2. Пуш, В. Э. Конструирование металлорежущих станков / В. Э. Пуш. – М. :
Машиностроение, 1977. – 390 с.
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа