Проников А.С. 1995 Т.2 Ч.1 (830965), страница 4
Текст из файла (страница 4)
Разработанные модели позволяют также оценить минимально допустимую по виброустойчивости динамическую жесткость упругой системы, исходя, например, из технико-экономических показателей процесса обработки при заданных технологических параМетрах (инструмент,, деталь и т. п.). Например, для черновой токарной обработки оптимальные режимы резания обычно определяют, используя в качестве целевой 1 г„ функции затраты на обработку т= — 1+ — и учитывая ограиЯь Т ничения по мощности станка, силе резания, по инструменту ь другие, в виде 5;=сЬ ~'э~И, где о — скорость резания; 3— подача„Ь вЂ” ширина срезаемого слоя; х — число станко-минут, эквивалентное затратам на инструмент и его замену; Т вЂ” стойкость инструмента; 3; — предельная подача при действии ~-го ограничения.
При постоянных значениях пределыной по устойчивости ширины срезаемого слоя Ь, коэффициент с=с1/В", где .0 — приведенная динамическая жесткость упругой системы,на частоте потенциально неустойчивой формы, колебаний. Определяя оптимальные режимы резания с учетом ограничений по ви~броустойчивости и вычисляя соответствующие значения затрат, можно получить их зависимость от динамической жесткости и определить ее рациональное значение. Расчетная оценка уровня вынужденных колебаний с позиций точности обработки требует знания не только характеристик упругой системы и процесса резания, но и параметров возмущений. Поскольку в прецизионных станках уровень вынужденных колебаний во многих случаях зависит от действия разных источников возмущений примерно одинаковой интенсивности, идентифицировать параметры этих возмуще~ний применительно к задачам расчета достаточно сложно. Поэтому вынужденные колебания обычно рассчитывают в тех случаях, когда возмущения определены и локализованы, например при рассмотрении вопросов виброизоляции, импульсных возмущений при реверсах ит.
и. Существенное уточнение динамических расчетов и приближение результатов расчетной оценки границ устойчивости процесса и уровня вынужденных колебаний к фактическим обеспечивается при учете переменности параметров замкнутой динамической системы станка. На основе таких расчетов разработаны конструктивные рекомендации для элементов НС и технологической оснастки прецизионных отделочнорасточных и широкоуниверсальных станков.
Расчеты НС, связывающие,их параметры с выходными характеристиками станков, совершенствуются. Пока в основном применяют сравнительные расчеты, в которых за показатели качества НС принимают относительные перемещения элементов от статических, динамических и тепловых нагрузок. При этом численные значения, соответствующие НС станков, хорошо зарекомендовавших себя в эксплуатации, накапливают и обобщают. 2.2. Типовые компоновки и общие сведения о конструкциях несущих систем Показатели качества НС в значительной степенями зависят от компоновки станка, поскольку компоновка определяет схему нагружения отдельных элементов НС (силами резания, весом подвижных и неподвижных узлов и т. п.) и их конструктивное оформление. Компоновка — это совокупность узлов станка, которая характеризуется их типом, взаимным расположением, сопряжением и перемещением и обеспечивает выполнение заданного технологического процесса. Компоновка станка определяет компоновку несущей системы.
15 2.1. Компоновки станков с тремя управляемыми координатами, отличающиеся расположением подвижных узлов станка Число управляемых координат Схема Недостаткй Преимущества Область применения инстру" мент заготовка Низкая статическая и динамическая жесткость системы инструмента„определяемая большими расстояниями от направляющих до зоны обработки; затруднена автоматическая смена инструмента Обработка тяжелых деталей при ограниченном числе инструментов О Станки относительно небольших размеров при автоматической смене заго- товок Обработка крупногабаритных деталей Станки средних размеров при автоматической смене заготовок Стационарный узел изделия„ малое влияние веса изделия на деформацию системы, возможность присоединения к автоматизированной транспортно- складской системе Возможность производительной обработки длинных деталей; относительно небольшое влияние веса перемещаемых изделий на деформацию системы; относительно простая система смены заготовок Относительно статическая и кая жесткость инструмента; автоматическая струмента невысокая динамичессистемы затруднена смена ин- Относительно небольшое влияние вместимости и веса магазина, высокая статическая и динамическая жесткость системы инструмента, относительно простая система смены инстру- мента Стационарный шпиндель и магазин; неограниченные вместимость и вес магазина; возможность присоединения к автоматизированной системе инструментального обеспечения Относительно невысокая статическая и динамическая жесткость системы изделия; существенное изменение характеристик жесткости в пределах рабочего пространства при перемещении изделий; затруднена автоматическая смена загото- вок Ограниченные вес изделия и величина его перемещения; низкая жесткость системы изделия, определяемая габаритными размерами консольной группы; затруднена автоматическая смена заготовок Многоинструментная обработка деталей средних раз- меров ) Станки средних размеров при обработке высоких де- талей Многоинструментная обработка небольших деталей Компоновки металлорежущих станков весьма разнообразны.
Это разнообразие является следствием не только множества технологических задач, размеров и форм обрабатываемых деталей, но и развития конструкций станков и способов обработки (см. т. 1, гл. 11). Традиционные компоновки станков совершенствовали по мере общего развития станков в связи с необходимостью использования новых инструментов, расширения универсальности, повышения степени автоматизации и т. п.
Переход к ЧПУ коренным образом повлиял на конструкдии самих станков. Изменился принцип построения кинематических схем и компоновок станков. Длинные разветвленные кинематические цепи уступили место элементарно простым, с автоматизированными приводами по каждому из координатных перемещений. Более полно и эффективно стали использовать агрегатизацию и унификацию, появи- лись предпосылки для создания многоцелевых станков для комплексной обработки деталей.
В компоновках современных станков с ЧПУ четко проявляется стремление обеспечить максимально возможную жесткость системы, что обусловлено высокой интенсивностью рабочего процесса, высокими скоростями холостых и вспомогательных перемещений, определяющих высокий уровень динамических нагрузок в станках, а также значительными массами узлов, расположенных на станине, обусловливающими, в свою очередь, высокую чувствительность станка к внешним возмущениям.
Перечислим следующие основные факторы, определяющие выбор компоновки станка и соответственно конструктивных форм несущей системы: 1) технология обработки детали, определяющая виды обработки, исполнительные формообразующие и установочные перемещения, число управляемых координат; 2) габаритные размеры, масса и конфигурация обрабатываемых деталей, определяющие размеры рабочего пространства, нагрузки на направляющие и переменность характеристик несущей системы при координатных перемещениях детали; 3) особенности технологического процесса (количество стружки, смазочно-охлаждающей жидкости, интенсивность тепловыделения и т.
п.), в ряде случаев определяющие расположение, узлов в пространстве; 4) требуемое число инструментов, вместимость магазина, его вид и расположение; 5) требования к точности и производительности, определяющие требования к жесткости, чувствительности к перемещениям тяжелых узлов, температурным деформациям и т. п.; 6) возможность встраивания в автоматизированную систему с учетом возможности смены заготовок, инструмента и т. п. У ' 'Ф ) возможность формирования технологических модификаций с большим числом управляемых координат за счет оснащения дополнительными механизмами и устройствами. Ниже приведены примеры, иллюстрирующие, как указанные факторы отражаются в компоновках станков.
Так, в табл. 2.1 показаны некоторые компоновки станков (фрезерных, расточных, многоцелевых и т. п.) с тремя управляемыми координатами для обработки корпусных деталей, отличающиеся последовательоостью расположения подвижных узлов станка относительно инструмента, заготовки и неподвижного узла. Приведены примеры компоновок с 13 тикальной'осью шпинделя. Компоновки с двумя и б как рамного так и пор тремя перемещениями инструмента могут ыть тального типа.
е габа итных размеров и массы изделия дикКак видно, увеличение га аритных разме изделия к системе пе е ачи движений от системы и инструмента. Естественно, чт р р что при разнои степ отовк оказывается различной т акже возможнесущих инструмент и заготовку, и ованных станочных систеность использования станков в автоматизированных стан мах. фрезерных станков, предназначенНа рис. 2.2 показана компоновка ф е Рис.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
