Проников А.С. 1995 Т.2 Ч.2 (830967), страница 18
Текст из файла (страница 18)
Без учета погрешностей в коническом соединении б= „~ (абс,+се); або 4~Р'~ (2 Р +,) (8.8) я/— / где р= у —,; с=0,2 — коэффициент контактной податливости, мкм.м*/Й; с„с„с,— коэффициенты; с1=сй=1,35; се=1. Для конусных соединений со стандартным конусом 7: 24, применяемым в станках с ЧПУ, без учета погрешностей изготовления можно определить жесткость (Н/мкм) соединения в точке приложения силы Ф: 1 — И/у 20Р4/ай (8.9) где Р— диаметр хвостовика, см; а — расстояние от торца шпинделя до точки приложения силы Ф, см (см. рис.
8.54). Угловые погрешности при изготовлении конусов отверстия шпинделя и хвостовиков могут существенно уменьшить жесткость соединения. По данным работы (21 различие в углах конусов примерно 30"— 40" снижает жесткость конического соединения с конусом 7: 24 в 10— ач, Рис. 8.54. Схема к расчету жесткости конического соединения хвостовика с инструментом в шпин- деле станка 15 раз. Поэтому рекомендуется, чтобы угол конуса хвостовика был больше угла конуса отверстия шпинделя не более чем на 1". Для надежного центрирования и обеспечения жесткости кониче. ского соединения хвостовика в шпинделе производится его осевая затяжка в отверстие шпинделя осевой силой Ро (см.
рис. 8.54), равной (2) Рс=рп(0 — 1(иа) 11и(а+р), .где р — среднее давление на конических поверхностях; а — угол конуса; р — угол трения. Для нормальной работы рекомендуется применять осевую силу Рс, способную создать давление на конических поверхностях р=1,5... ...2,0 МПа. Это условие требует, например, для конуса хвостовика 50 (см. табл. 8.1) силу затяжки Ре=15 кН. На рис. 8.55 показаны конструкции шпинделей многоцелевых станков с зажимом оправок в шпинделе втулкой с шариками (рис.
8.55, а) и специальной цангой (рис. 8.55, б). Рис. 6.55. Конструкции шпинделей с механизмом зажима оправок: о — ззжкм опразкп шариками; б — зажим опразк» цапюа Второй вариант зажима оправки в шпинделе применен, например, в многоцелевом станке 1Ф2171 с ЧПУ (рис. 8.56). Зажим оправки 2 в шпинделе 1 производится тарельчатыми пружинами 14, а разжим— гидропоршнем 18. При смешении тяги 7 наконечник б, смещая цангу 4, состоящую из трех лепестков, соединенных пружинным кольцом б, зажимает или освобождает захват 8 на хвостовике.
На верхнем конце тяги 7 закреплена втулка 8, в которой смон- 105 Рис. 8.56. Механизм зажима оправки с инструментом в шпинделе станка 1Ф2171 тирован толкатель 0 и три шарика 10, через которые от тарельчатых пружин 14 передается сила, зажимающая оправку. Шарики 10 одновременно предотвращают ослабление зажима оправки в процессе обработки. Конструкция механизма обеспечивает разгрузку опор шпинделя от усилий зажима.
С помощью конечных выключателей 11 и 12 контролируются зажим и освобождение оправки, а также ее отсутствие в шпинделе.. В случае неправильной затяжки инструмента вращение шпинделя не включается. На рис. 8.27 показана конструкция механизма зажима хвостовика в шпинделе вертикально-фрезерного станка с ЧПУ.
Описание других конструкций механизмов зажима хвостовиков в шпинделях приведено в работах 13, 4, 71. В настоящее время револьверные головки, некоторые конструкции инструментальных магазинов и механизмов автоматической смены инструментов унифицированы и выпускаются централизованно в виде модулей, которые могут использоваться в различных станках с ЧПУ [11. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. Аверьянов О. И. Модульный принцип построения станков с ЧПУ. Мх Машиностроение, 1987. 232 с. 2.
Автоматические станочные системы / В. Э. Пуш, Р. Пигерт, В. Л. Сосонкин и дрс Под общей ред. В. Э. Пуща. Мс Машиностроение, !982. 3!9 с. 3. Колка И. А., Кувшинскнй В, В. Миогооперационные станки. Мс Машиностроение, 1983. 136 ц 4. Конструкция и наладка станков с программным управлением н роботизированных комплексов: Учеб. пособие для СПТУ 1 Л. Н. Грачев, В. Л.
Косовский, А. Н. Ковшов и др, Мс Высшая школа, 1986. 288 с. 5. Кузнецов Ю. И., Маслов А. Р., Байков А. И. Оснастка для станков с ЧПУ: Справочник. 2-е изд., перераб. и доп. Мс Машиностроение, 1990. 512 с. 6. Металлорежущие станки: Учебник для машиностроительных втузоз 1 В. Э. Пуш, В. Г. Беляев, А. А. Гаврюшин и дрл Под обш. ред. В. Э. Пуша. Мс Машиностроение, 1985. 256 с. 7. Модзолевскнй Д. А., Соловьев Д. В„Лонг В. А. Многооперационные станки; Осно. еы проектирования и эксплуатация. Мх Машиностроение, 1981.
216 с. 106 Глава 9 МЕХАНИЗМЫ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ТОЧНОСТИ ОБРАБОТКИ. УПРАВЛЕНИЕ ТОЧНОСТЬЮ 9.1. Классификация и характеристика механизмов и систем управления точностью обработки Среди разнообразных механизмов станка, связанных с формообразованием и выполнением вспомогательных функций, механизмы и системы управления точностью обработки занимают особое место. Они предназначены для коррекции характеристик и параметров станка в целях повышения точности обработки. В этих механизмах используются обратные связи, контролирующие ход процесса, и возможности станка по изменению режимов работы, по коррекции заданного цикла, по получению информации о действительных параметрах технологического процесса, по контролю за состоянием отдельных систем станка и другие особенности, характерные для станков с программным управлением.
Автоматические системы со специальными исполнительными механизмами коррекции и подналадки или с использованием для этой цели основных механизмов и узлов станка, позволяют улучшать технические характеристики станка, увеличивать его способность не реагировать на внешние воздействия, придавать ему новые функции приспособления к изменяющимся условиям работы. При применении автоматики для повышения качественных характеристик станка необходимо учитывать, во-первых, разнообразие процессов, действующих на станок и изменяющих его,начальные характеристики, и, во-вторых, случайный характер этих воздействий.
Поэтому системы автоматической подналадки станка для повышения его качественных характеристик выполняют обычно как системы автоматического регулирования, во многих случаях с функциями, характерными для кибернетических систем. Создание станков, обладающих высокой параметрической надежностью, требует применения систем подналадки, реагирующих не только на постоянно возникающие колебания условий обработки, но и иа процессы, постепенно изменяющие характеристики станка. В станке может применяться одна или несколько систем и механизмов обеспечения точности обработки в зависимости от степени автоматизации станка и от эффективности тех или иных коррекций. Информация о состоянии станка или элементов технологической системы поступает в систему управления станков для выработки корректирующих воздействий.
На рис. 9.1 приведена схема, взаимодействия станка с системами автоматического управления точностью обработки. Практически на каждом конкретном станке используются не все указанные системы, а лишь часть из них. В соответствии с этой схемой в табл. 9.1 приведена классификация источников информации о состоянии станка и всей технологической системы, когда измеряются непосредственно выходные параметры станка по показателю точности, т.
е. траектории формообразующих узлов, или оценивается состояние технологической системы. Вся информация направляется в механизм управления, имеющий специализированное вычислительное устройство, которое рассчитывает 107 Рис. 9.1. Схема взаимодействия станка с системами автоматического уиравлення точ- ностью обработки необходимое значение компенсации, вводит соответствующие поправки в программу работы станка и приводит в действие механизмы подналадки, исправляющие измененные параметры. В сложных станках- автоматах можно также применять блок, который запоминает и анализирует информацию, попадающую в механизм управления от датчиков, и вырабатывает оптимальную коррекцию программы управления станком.
Исполнительные воздействия могут быть самыми разнообразными и либо непосредственно корректировать траектории движения формообразующих узлов станка, либо стабилизировать воздействия на станок, либо управлять ими. Можно также осуществлять специальные операции по восстановлению работоспособности станка или инструмента. Наиболее характерные исполнительные воздействия, изменяющие параметры и характеристики станка, следующие: изменение положения рабочего органа станка для повышения точности позиционирования или точности взаимного положения узлов; изменение траектории или скорости движения рабочего органа станка для повышения точности движения узла или кинематической точности станка; стабилизация тепловых и силовых воздействий на станок для повышения точности взаимного положения узлов и сокращения периода стабилизации условий работы станка; целенаправленное изменение тепловых, силовых и вибрационных воздействий на станок для повышения точности обработки; изменение режимов обработки и их оптимизация по критерию точности; осуществление специальных операций (замена инструмента, правка шлифовального круга, продув системы для смазывания и др.) с целью восстановления работоспособности технологической системы.
Характер исполнительных воздействий и структура систем управления точностью обработки тесно связаны с теми процессами, которые изменяют начальные характеристики станка (см. т. 1, подразд. 6.1). 9З. Источники информации в системах обеспечения точности обработки Примеры автоматванроаавны снегам саами, новымаюж точность овразогнн Объаат контроля Иста пнпс информации Иамеряемме параметры Выходные параметры станка Точность позициони- рования Положение ра- бочего органа Точность взаимного положения узлов Движеняе рабочего органа Параметры круговой траектории Автоматизированные системы обеспечения кннемзтической точности станка Внешние воз- действия Температура окружа- ющей среды Характеристики условий эксплуа- тации и режимов обработки Параметры вибрационных воздействий Адаптивные системы программного управления Внутренние воздействия Система управления режи- мами обработки Характеристики состояния компо- нентов технологи- ческой системы Станок Деформация несущей системы Параметры вибрационных н тепловых полей Износ формообразующих узлов Устройства автоматической замены инструмента Механизмы правки шлифо- вального круга Размерный износ Инструмент Степень повреждения режущей части Припуси Системы отбраковки дефектных заготовок То же Заготовка Размер дефектов Степень неоднород- ности Системы активного контроля и управления режимами обработки То же Точность размеров Деталь Параметры шероховатости поверхности 109 Параметры траектории поступательного двюкеиия Точность относительного движении формообразующих узлов Температура или ко- личество теплоты, выделяемой при ре- зании Силы резания Системз управления положением стола при подводе в позицию остановки Система коррекции положения стола относительно шпинделя Система управления положением оси шпянделя (магнитные и гидросгатические опоры) Механизмы коррекции движения суппорта Система управления положением узла с учетом температуры Система активной виброза- щиты Системы направленного де- формирования корпусных деталей Системы генерирования ан- тивибраций Системы стабилизации теп- ловых полей Устройства автоматической компенсации износа При этом следует учитывать скорость процессов и их обратимый или необратимый характер.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
