Разработка конструкции специального станка, предназначенного для черновой обработки труднообрабатываемых материалов

Тип работы:
Реферат
Предмет:
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ


Узнать стоимость

Детальная информация о работе

Выдержка из работы

УДК 621 924 П. В. НАЗАРОВ
Е. В. ВАСИЛЬЕВ П. Е. ПОПОВ А. Ю. ПОПОВ
Омский государственный технический университет
РАЗРАБОТКА КОНСТРУКЦИИ СПЕЦИАЛЬНОГО СТАНКА, ПРЕДНАЗНАЧЕННОГО ДЛЯ ЧЕРНОВОЙ ОБРАБОТКИ ТРУДНООБРАБАТЫВАЕМЫХ МАТЕРИАЛОВ_
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 Р Ф в рамках договора № 02. G25. 31. 0099.
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 раз-махах 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 сло-ёв 5:
5 = к а,
(1)
где к — коэффициент контактной податливости- а — 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
131
]
гАе P
Средняяжесткость шлифовального станка прн положении шлифовального круга в середине заготовки опредедаьтся пн фодмула:
1

1
74
1
]6. и
+г& quot-
(3)
Рис. 1. Смещение узлов станка
лезвия инструмента относительно детали, отсчитываемому в том же направлении, при действии всех составляющих силы резания (рис. 1).
В процессе шлифования из-за недостаточной жесткости отдельных элементов СПИД в процессе резания приводит к изменению взаимного положения режущего инструмента и обрабатываемой детали [3].
Предлагается для повышения жесткости системы трёхкоординатного станка при обработке в одной плоскости жестко фиксировать две другие координаты, что позволит повысить жесткость станка, поскольку экспериментальные исследования показали, что наибольшую величину имеют деформации, возникающие в подвижных соединениях деталей станка.
Для определения жесткости узлы станка необходимо нагрузить максимальной эксплуатационной нагрузкой, в этом случае жёсткость будет опреде-тяттсн по формуле:
где /," - жесткость шпиндельного узла- ]6 — жесткость бабки изделия- _/зч — жесткостьзаднего центра.
Таким образом, предложенные положения позволят в дальнейшем с учётом экспериментальных данных определитьоптимальную конструкцию направляющих и методы минимизации податливости всей системы, что может привести к повышению производительности и точности шлифования при изготовлении нежестких протяжек.
Библиографический список
1. Проников, А. С. Проектирование металлорежущих станков и станочных систем: в3 т. / А. С. Проников. — М.: Машиностроение, 1995. — Т. 2. — 320 с.
2. Пуш, В. Э. Конструированиеметаллорежущихстанков/ В. Э. Пуш. — М. :Машиностроение, 1977. — 390 с.
3. Детали и механизмы металлорежущих станков: в 2 т. / Подред. Д. Н. Решетова. — М.: Машиностроение, 1972. — Т. 1. — 664 с.
(2)
Py max y max
максимальная эксплуатационная вели-
чина составляющей нагрузки, кгс-
Ушах — максимальное значение перемещения узла
станкавтомже направлении, мкм.
НАЗАРОВ Павел Владиславович, аспирант, ассистент кафедры «Металлорежущие станкии инструменты».
ВАСИЛЬЕВ Евгений Владимирович, кандидат технических наук, доцент (Россия), доцент кафедры «Металлорежущие станки и инструменты». ПОПОВ Пётр Евгеньевич, кандидат технических наук, доцент (Россия), доцент кафедры «Металлорежущие станки и инструменты».
ПОПОВ Андрей Юрьевич, доктор технических наук, профессор (Россия), профессор кафедры «Металлорежущие станки и инструменты». Адрес для переписки: nazaroffpavel@mail. ru
Статья поступила в редакцию 05. 09. 2014 г.
(c)П. П. Назаров, Е. В. Васильев, П. Е. Попов, А. Ю. Попов
Книжнаяполка
Основытеории надежности: учеб. пособие/ А. П. Моргунов [и др.]. — Омск: ОмГТУ, 2014. — 106 c. — ISBN 978−5-8149−1741−6.
Приведены основные теоретические сведения и определения теории надежности. Рассмотрены физико-химическая механика старения технических устройств и детерминистические методы расчета характеристик надежности и долговечности. Представлены основы технической диагностики. Предназначено для студентов, обучающихся по специальностям 151 001. 65, 151 002. 65 и 151 900. 62, изучающих дисциплину «Ос-новытеориинадежностии диагностики».
621. 791/Л77
Лопаев, Б. Е. Основырасчетасварных конструкций: учеб. пособие для вузов по направлению под-гот. 150 301 (150 700. 62) «Машиностроение» и специальности 150 501 (151 701. 65) «Проектирование техниче-скихмашиникомплексов"/ Б. Е. Лопаев, Е. Н. Еремин, А. С. Лосев. — Омск: ОмГТУ, 2014. — 97 c. — ISBN 978−5-8149−1762−1.
Рассмотрены конструктивные особенности основных типов сварных изделий- приведены расчеты прочности их сварных соединений при различных видах нагружения. Учебное пособие предназначено для студентов, обучающихся по направлению 150 301 (150 700. 62) «Машиностроение» и специальности 150 501 (151 701. 65) «Проектирование технологическихмашини комплексов».
+

ПоказатьСвернуть
Заполнить форму текущей работой