Проников А.С. 1995 Т.2 Ч.1 (830965), страница 9
Текст из файла (страница 9)
На выбор формы сечения поперечин влияет стремление обеспечить минимально возможный уровень деформаций от веса перемещающихся узлов. Поэтому, например, в карусельных станках, сечения поперечин несколько вытянуты по вертикали и обычно отношение размеров сече- 0) 6 Рис. 2.20. Поперечные сечения ползунов ка- русельных станков Рис. 2.19. Основные типы сечений поперечин станков портального типа в виде одного (а) или двух (б) полых прямоугольников ния Ь/Ь=1,5... 2,2, где Ь вЂ” высота, Ь вЂ” ширина сечения, причем большие значения соответствуют станкам больших размеров (в которых вес суппорта в 3 — 4 раза превышает главную составляющую силы резания Р,). Стремлением обеспечить высокую жесткость поперечины на изгиб в вертикальной плоскости объясняется также использование сечений в виде двух прямоугольников (рис.
2.19,6). Однако в настоящее время та~кие сечения применяют редко. Упругие перемещения от действия собственного веса перемещающихся узлов могут быть скомпенсированы специальными мероприятиями — предварительным искривлением направляющих при обработке или начальным деформированием их на станке, использованием соответствующих систем автоматического управления и т. п.
Сечения поперечины на тех участках, где размещены вертикальные направляющие (для перемещения по стойкам), обычно ограничены по ширине. Необходимая жесткость поперечины на этих участках обеспечивается за счет ее зажима на стойках. При этом высокая жесткость об спечивается при зажиме не только по основным направляющим е М Ю ч стойки, но и по дополнительной направляющеи, расположеннои у з дней стенки поперечины. Рукава (консоли) также имеют две системы направляющих, их применяют в одностоечных станках.
Рукава вертикально-сверлильных станков имеют, как правило, вертикальные цилиндрические направляющие и коробчатую форму с поперечными сечениями в виде полого прямоугольника (реже эллипса) с поперечными или диагональными перегородками. Консоли (траверсы) одностоечных карусельных, поперечно-строгальных и т. п.
станков обычно опираются на стойку по направляющим, расположенным по двум (или даже трем) взаимно перпендикулярным плоскостям. В некоторых случаях из технологических соображений их делают составными: переднюю часть, опирающуюся на передние направляющие стойки, жестко связывают с задней частью (коробчатой формы переменного сечения), опирающейся на направляющие, расположенные на внутренней боковой поверхности стойки. Хоботы и ползуны поперечно-строгальных, вертикально-фрезерных и т. п.
станков, перемещающихся в одном направлении, опираются на направляющие на значительной части своей длины. Поэтому показатели их работоспособности в значительной степени зависят от характеристик направляющих. Конструктивные формы этих деталей аналогичны ~конструктивным формам других элементов НС, имеющим значительную протяженность, замкнутый контур сечения и направляющие. Ползуны карусельных станков имеют длину, существенно большую, чем размеры поперечного сечения, и на значительной ее части опираются на направляющие.
Размеры поперечных сечений ползунов назначают в зависимости от минимальных размеров растачиваемых отверстий. Наиболее распространенные формы сечений ползунов карусельных станков показаны на рис. 2.20. На характеристики работоспособности карусельных станков, в частности на виброустойчивость, существенное влияние оказывают деформации ползуна как на свободной длине, так и в направляющих. Особенностью работы направляющих ползунов являются весьма высокие кромочные давления (до 15 МПа), обусловливающие нелинейный характер деформаций системы. Эти соображения определяют выбор материала ползунов (чугун, сталь), типа направляющих (скольжения, качения, гидростатические) и формы поперечного сечения, который проводят на основе анализа статических и динамических характеристик системы.
Суппорть|, салазки, столы. Конструктивные формы суппортов и салазок в значительной степени подчиняются условию работоспособности направляющих, т. е. зависят от типа, формы и расположения направляющих и конструкции прижимных и регулирующих элементов, а также от необходимости ограничения размеров по высоте.
Как известно, работоспособность направляющих в значительной степени определяется величиной и распределением нагрузки на направляющие. Чем меньше давление в направляющих и чем равномернее оно распределено, тем выше работоспособность направляющих (их долговечность, жесткость и т. п.). Уменьшение .нагрузки на направляющие может быть достигнуто соответствующим расположением направляющих и размещением приводного механизма, обеспечивающим уменьшение реакций и перекашивающих моментов; увеличением расстояния между направляющими; увеличением ширины граней и выбором рациональной формы направляющих.
Равномерность распределения давлений в значительной степени определяется жесткостью контактирующих элементов (как салазок и суппортов, так и станин, стоек и поперечин), главным образом местной. Поэтому при конструировании салазок и суппортов приходится учитывать противоречивые требования: уменьшение размеров и нагрузок, действующих на элементы системы, и требование повышения жесткости, обеспечиваемой в результате увеличения высоты сечения салазок.
Подробно о выборе формы и расположения направляющих в 'конструкциях прижимных и регулирующих элементов см. гл. 4. Салазки средних станков обычно выполняют сплошными, салазки тяжелых станков вследствие больших нагрузок и меньших ограничений по высоте — коробчатыми. Коробчатыми чаще всего выполняют салазки токарных станков при наклонном и вертикальном расположении направляющих. Салазки тяжелых станков в целях обеспечения максимальной жесткости обычно имеют в плане прямоугольную форму.
Столы предназначены для поддержания и перемещения заготовок, обрабатываемых на станках. Столы, используемые только для поддержания заготовок (радиально-сверлильные, протяжные станки), имеют коробчатую форму. Столы, предназначенные для поддержания и перемещения заготовок, имею~ одну систему направляющих и бывают коробчатыми консольными (вертикально-сверлильные, поперечно-строгальные станки), плоскими прямоугольными (фрезерные, строгальные, шлифовальные станки и др.) и круглыми (карусельные, зуборезные станки и др.). Жесткость неподвижных столов определяется главным образом деформациями стенок в плоскости меньшей жесткости; жесткость консольных столов — общими деформациями стола, рассматриваемого как консольная балка, местными деформациями стенок и деформациями в направляющих.
Для повышения жесткости (главным образом, местной) столы снабжают внутренними перегородками и ребрами. Поскольку высота консольных столов обычно ограничена производственными возможностями станка, общая жесткость столов в значительной степени зависит от формы поперечного сечения. В связи с этим консольные столы целесообразно выполнять с замкнутым контуром поперечного сечения. Жесткость плоских столов определяется главным образом их вы- Я сотой.
Отношение высоты стола к ширине Ь/О в реальных конструкциях столов продольно-строгальных и продольно-фрезерных станков колеблется в пределах 0,1 — 0,18 (большие значения для столов меньшей ширины). Оптимальным с точки зрения жесткости и веса можно считать Ь/6=0,14... 0,16. Жесткость столов станков повышенной точности должна быть более высокой для того, чтобы обеспечить минимальные деформации столов, в частности, от сил зажима.
В существующих конструкциях круглых столов карусельных станков (планшайб) отношение высоты планшайбы к диаметру й/Х) = =0,08... 0,12 (меньшие значения для диаметров до? м). Оптимальным с точки зрения жесткости можно считать Ь/0=0,12... 0,16. Планшайбы диаметром более 1000 мм выполняют коробчатыми с радиальными и кольцевыми ребрами. Оптимальное число радиальных ребер 10 — 16 (большие значения при больших диаметрах планшайб).
Кольцевые ребра, расположенные непосредственно под направляющей, уменьшают (на 15 — 20%) наибольшие давления на направляющих и улучшают отвод теплоты от направляющих. Большие планшайбы с двумя направляющими имеют два кольцевых ребра. Желательно, чтобы кольцевые ребра были расположены как можно ближе к середине направляющих; 'кольцевые ребра не под направляющими заметного влияния на жесткость не оказывают. Окна в нижней стенке планшайб, если их площадь не превышает 20 — 25% площади стенки, незначительно уменьшают жесткость план- шайб. Корпуса шпиндельных бабок и коробок передач (коробки).
Большинство корпусов шпиндельных бабок, коробок скоростей, коробок передач, фартуков и т. п. имеют форму параллелепипеда; значительно реже применяют корпуса цилиндрической формы (шпиндельные блоки многошпиндельных токарных автоматов) . Для деталей типа коробок нагрузки, действующие в плоскости стенок, вызывают деформации наружного контура значительно меньшие, чем деформации стенок в плоскости меньшей жесткости, а моменты, действующие в плоскости, перпендикулярной к стенкам, обычно сравнительно невелики. Наибольшее влияние на жесткость коробки оказывает увеличение жесткости стенки непосредственно в месте приложения нагрузки. При этом жесткость может быть существенно увеличена за счет бобышек и специальных ребер, подкрепляющих бобы шки.
Наличие отверстий в нагруженных стенках снижает жесткость коробок. Влияние отверстия примерно пропорционально площади, занимаемой отверстием, причем коэффициент пропорциональности зависит от расстояния от точки приложения силы до рассматриваемого отверстия.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
