pronikov_a_s_1994_t_1 (830969), страница 53
Текст из файла (страница 53)
7.1), построенные на установочных базах формообразующих узлов и связанные с ними с помощью фиксированных точек, траектории движения которых являются выходными пара- метрами точности -станка. Допустимые значения показателей точности назначают исходя из требований, предъявляемых к точности обработки, и той доли, которую могут занимать тепловые смещении элементов станка в общем балансе погрешности обработки (в среднем 20 — 30 %). 1,2 1,2 1,2 1,2 1,2 1,2 № по пор.
Эскиз компоновки Направление движения рабо- чего о гана Фиксирован- ные точки % Продолзсение табл. 7.1 Показатели точности м> Рн* Лиха Лму~ 1~их ан~ фм, Ьнх~ Ьну~ Лмх аэ; рэ; уэ; Лзх~ азу~ А эх ан~ Рие А$х> 1~~нуэ ~~~их аз~ Рэв 7з; Л; Лзу; Ь аэ~ Рэ1 '7э~ ~эх~ 1~му~ Ьзх ан~ ззн~ Л;Л„у; Л„, амэ Рмэ Лих, А~у' ,Аи аз~ Рз~ '7з~ Лэк~ Лзу~ ~зх ан, ~и, Ьйх~ Лну~ Лих аз; Рэ; Узы Лзхэ ~зуф ~зх аз„рз, уз; Ьзх> ~зу~ Ьзх амф ~йе гив Лихе Ануе ~мх а,; Д„ум; Ьнк~ 1~му» Лнх а„Рэ, Ьзх,' Лзу,' 4зх — Уз Рз 1 — а аз Уз При выборе показателей точности станка необходимо учитывать их связь с погрешностью обработки: Л = В",М;1(г„— г,) +(˄— Л,)+ +Ф',М.гз1 — г|, где Л,=(Л„, Лу, Л,) — погрешность обработки в системе координат О,Х,У,г,: 1 7, 1 — аи — матрицы — аи 1 угловых смещений координатных систем О,Х.У,.г., и О„Х,У.У, в системе координат ОХИ; М;, М, — матрицы направляющих косинусов координатных систем О,Х.У,,Т, и О,Х, У,Х.
в системе координат ОХУ'; г, =1Х„У„У,)', гз=(Хз, У„У,)' — радиус-векторы начала координатных систем О„Х„У„У„и О,Х,У,У,; Л„= =(4их Лну, Л~з~); 4з =(4зх, азу, Лзз) — ВЕКтОрЫ ЛИ нейных погрешностей начала координатных систем ОнХнУиУн и ОзХзУзУз, г~=(Х~, У~т ~ ~Г > — (Х2~ У2 Уз)' — радиус-векторы формообразующей точки в системе координат соответственно ОзХзУзХз и ОнХиУиУи Влияние показателей точности станка на возникновение погрешности обработки детали неравноценно и зависит от требований, предъявляемых к точности обрабатываемых деталей (табл. 7.2), класса точности станка (табл. 7.3) и метода формообразования (рис. 7.2).
3. Рассчитывают мощность тепловыделения в источниках. Мощность тепловыделения в источниках оценивают с помощью расчетных зависимостей (см. подразд. 7.2). Кроме того, могут использоваться измеренные температуры в зоне источников тепловыделения, по результатам экспериментальных исследований станков- аналогов, или предельно допустимые значения температур нагревания электродвигателей,масла в системах смазывания и гидросистеме, шпиндельных опор и пр. При сравнительных расчетах конкурирующих вариантов оценивают реакцию станка или его элементов на единичное тепловое воздействие, В этом случае мощность тепловыделения в источниках не рассчитывают, При работе станка на различных режимах тепловые расчеты проводят по средней мощности (Вт) Я=Х9Д, где © — мощность тепловыделения в источниках при работе в ~-м режиме, Вт; р;- — относительная продолжительность работы в ~-м режиме.
4. Выполняют анализ теплообмена в системе основных элементов станка. Для каждого основного элемента тепловой системы станка составляют уравнение теплового баланса (см. 72, Соноь покаяппепейточнооти токарного станка е аараиетрапи точноети ципиноричеекой пооерхности подразд. 7.2) . Левая часть этого уравнения содержит сумму тепловых потоков, идущих на нагрев основного элемента и отводимых от него в окружающую среду и сопряженные с ним детали, а правая часть — суммарный тепловой поток, подводимый к основному элементу от источников тепловыделения. От системы уравнений с неизвестными тепловыми потоками переходят к системе дифференциальных (нестационарный тепловой режим) или линейных (стационарный тепловой режим) уравнений с неизвестными средними температурами основных элементов станка.
Решив полученную систему уравнений, находят неизвестные 7.3. Показатели точности токарных станков различных классов точности Рис. 7.2. Схемы, поясня1ощие влияние метода фор- мообразования поверхности на, выбор показателей точности станка: а — метод обкатки — показатели Л„, р„ Ли.; б— метод копирования — показатели Л,„, р„ Л„„, р„ средние температуры, а затем с помощью законов теплообмена определяют и неизвестные тепловые потоки, которые используют в последующем при температурных расчетах деталей станка.
5. Рассчитывают температурное поле основных элементов станка. Формулы для расчета стационарных температурных полей и средних температур основных элементов станка (см. подразд. 7.3) приведены для базовых и корпусных деталей, шпинделей и ходовых винтов. Для каждой группы деталей приведены зависимости для двух случаев: 1)- когда известна мощность тепловыделения - в источниках, '- определенная расчетным путем; 2) когда известна температура в зоне действия источников тепловыделения, определенная по результатам экспериментальных исследований станков-аналогов. б. Рассчитывают тепловые смещения формоббразующих узлов станка. Полученные на предыдущем этапе результаты расчета температурных полей и средних температур основных элементов станка используют в качестве исходных данных для расчета тепловь1х смещений этих элементов (см.
подразд. 7.4). Формулы для расчета тепловых смещений приведены для базовых и корпусных деталей; шпинделей и ходовых винтов. Рассчитанные тепловые смещения основных элементов станка приводят к смещениям фиксированных точек (см. табл. 7.1) с помощью формул для расчета суммарных тепловых смещений станка.
7. Рассчитывают показатели точности станка. Приведенные в табл. 7.1 показатели точности станка выражаются через тепловые смещения фиксированных точек 1 — Б с помощью приведенных ниже соотношений. Показатели точности, характеризующие л инейные смещения формообразующих узлов станка, следующие: Лзх = Лзх> Лзу — Лзу> Лзх — Лзх, Лих Л1х> Лиу= =Л1„., Л„=Л1„где Л;» — тепловые смещения 1-й фиксированной точки вдоль Й-й оси системы ОЛУХ (1з=х, у, я). Показатели точности, характеризующие угловые смещения формообразующих узлов, для компоновок станков 1, 2 следующие: 55~=(ЛЗ Л5~)/1 з5, Р =(Л4 — Лз )/1-34, 7з =(Лзх Лзх) /1 35> с5и =(Л1у — Л2у) /1 12> 1>и =(Л2х Л1х)/Х 12> где 1.11 — расстояние между г-й и 1-й фиксированными точками (г, 1=1, ..., 5).
Для компоновок станков 3 — 5 аз =(Лзу— — ЛЪ) /1-зз Рз = (Лзх — Лзх) /1-35' Уз = ~Лзу— — Л4у) /АЗ4, аи =(Л1у — Л2у) /А12, Ри =(Л2х— — Л1х) /Ь2. Для компоновки станка 6 Л, =Л1х; Л,у= =Л1у Лзх=Л1х' Л х=ЛЗ Л у =Лзу', Л = Лз 55з=(Л2у Л!у) /1 12, Рз =(Л1х — Л2 ) /1 12> =(Л4у Лзу) /1-34> Ри = (Лзх Л4х) /1.34> 7и = =(Лзу Лзу) />. 35.
8, Осуществляют анализ результатов расчета и разработку рекомендаций для повышения точности станка. Основой для выбора и разработки метода повышения теплостойкости станка явля- ' ются результаты теплового расчета, когда . рассчитанные значения показателей точноети: станка при внешних и внутренних тепловых .: воздействиях превышают их предельно допустимые значения. Параметрами воздействия для повышения теплостойкости металлор ежу щих станков могут быть (см. рис.
7.1) мощность: тепловыделения в источниках или тепловой поток в элементах станка, температурное поле ' основных элементов станка, тепловые смещения основных элементов станка, показатели точности станка. В первом случае стремятся снизить мощность тепловыделения в источниках, устранить количество теплоты, передаваемой основным, элементам станка. Это может быть достигнуто с помощью следующих мероприятий: выноса источников интенсивного тепловыделения (насосных установок, приводных двига- телей, коробок скоростей и подач, масляных баков, гидроаппаратуры, станций СОЖ, шка- фов с электрооборудованием за пределы станка; изоляции внутренних источников тепловыде- ления от основных элементов станка: экрани- рования электродвигателей; теплоизоляции каналов для отвода СОЖ; установления теп- лоизолирующей прокладки между шпинделем и внутренним кольцом подшипника; применения специальных теплоизолирующих кожухов, прок- ладок или экранов и направления потоков теплового воздуха, идущих от нагретых элементов к основных элементам станка; использования механизмов с высоким КПД: уменьшения механических передач и трущихся поверхностей; правильного выбора смазочного материала и оптимального числа зубчатых пар, находящихся в зацеплении; перехода от полу- жидкостного смазывания к газовому или к трению качения; применения особо точных шпиндельных подшипников с минимальным на- тягом и специальным смазочным материалом; повышения качества трущихся поверхностей ит.
д.; выбора оптимальных режимов работы источ- ников тепловыделения: электродвигателей, коробок скоростей и подач, скорости движения и подачи масла; интенсификации отвода теплоты из зоны тепловыделения путем принудительного воздуш- ного, масляного или водяного охлаждения; рационального размещения источников тепловыделения: расположения источников интенсивного тепловыделения по возмож- ности в верхней части станка так, чтобы большая часть выделяемой ими теплоты передавалась верхним слоям воздуха, распо- ложения источников тепловыделения там, где они вообще не влияют на тепловые смеще- ния основных элементов станка, изоляции внешних источников тепловыделе- ния: экранирования стен и оконных проемов, изоляции фундамента, поддержания постоян- ного температурного режима в помещении.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
