Проектирование автоматизированнь1х станков и комплексов (831033), страница 10

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 10)

Д.Быстропротекающие процессы~-Рис.,....._,_1.-(вибрации, удары и т. д.)Процессы средн ей скорости(теплов ые деформации)Медленные процессы (изнашивание,-Рабочие нагрузкии другие внешниевоздействияt-коробление, усталость и т. д.)2.5. Влияние различных процессов на работоспособность станкаБыстропротекающие процессы имеют период, измеряемый долями секун­ды. Эти процессы оканчиваются в пределах цикла работы станка и вновь воз­никают при обработке следующей заготовки. К ним относятся вибрации узлов,изменение сил трения в подвижных соединениях, колебание рабочих нагрузоки др. Процессы средней скорости протекают за время непрерывной работыстанка, например в течение смены. Их длительность измеряется обычно в ча­сах. Они приводят к изменению начальных параметров станка. К этой катего­рии относятся изменения тепловых полей деталей станков.

Медленные процес-2.2. Критерии работоспособности станков55сы протекают на протяжении всего срока эксплуатации станка и проявляются,как правило, между его периодическими ремонтами. Это процессы изнашива­ния деталей и механизмов станков, перераспределение внутренних напряже­ний в корпусных деталях, ползучесть материалов деталей и т. д.Для обеспечения работоспособности станка необходимо создать такуюконструкцию, которая имела бы высокую сопротивляемость к воздействиюпроцессов различной скорости.

Основные критерии работоспособности стан­ков:геометрическаяикинематическаяточность,статическаяжесткость,вибро-, тепло- и износостойкость, коррозионная стойкость, сопротивлениеусталости, сопротивляемость короблению.Геометрическая и кинематическая точность станка характеризует точ­ность перемещения его формообразующих узлов при отсутствии силовых итепловых воздействий. Поэтому эти показатели связаны в основном с точно­стью изготовления и сборки станка. Перечень параметров, характеризующих1]-~---~~,_ 4ба4l~s поп_____ J111-s1-Sпр47вРис.2.6.гСхемы измереIШЯ точности движения (а), взаимногоположения (б), позиционироваIШЯ (в), а также кинематическойточности (г) станка:1-индикаторы;ный круг;6-2-оправка;салазки;7-3-шпиндель;4-стол;5-эталон­щуп измерительной головкигеометрическую и кинематическую точность и методы проверки станков, со­держатся в ГОСТ22267- 76.Выделяют следующие группы проверки точно­сти станков:1) точности движения: радиального и осевого биения шпинделя(рис.

2.6, а), торцового и осевого биения планшайбы (стола), прямолинейно­сти перемещения суппорта (стола), постоянства углового положения рабочейповерхности стола при его перемещении;562.2)Проектирование станковточности взаимного положения и движения: перпендикулярности осишпинделя поверхности стола (рис.2.6,б), параллельности движения суппор­та оси шпинделя, соосности или параллельности двух шпинделей, взаимнойперпендикулярности продольного и поперечного перемещения стола;3)точности позиционирования (установки): точности позиционированиястола в заданное положение (рис.2.6,в), точности фиксации углового поло­жения при повороте револьверной головки (шпиндельного блока);4)кинематическая точности: точности взаимного продольного и попереч­ного перемещения крестового стола при обработке фасонных профилей(рис.2.6, г), точности передаточного отношения шпиндель -ходовой винт(токарно-винторезные станки), точности взаимного перемещения (поворота)шпинделя и стола (зуборезные станки);точности поверхностей, определяющих положение заготовки и ин­5)струмента: плоскостности рабочей поверхности стола, точности Т -образныхпазов стола и их параллельности, точности положения конического отверстияшпинделя, торцового и радиального биения базовых поверхностей переднегоконца шпинделя;6)точности направляющих поверхностей: плоскостности направляющихскольжения, извернутости направляющих.Жесткостьюkназывают способность узла сопротивляться появлениюупругих отжатий (деформаций) под действием нагрузки.

Определяют ее какотношение силыFк соответствующему упругому смещению у в направлениидействия этой силы:k = F/y,гдеF - в Н;у - в мкм.Величину, обратную жесткости, называют податливостьюw:(2.1)w= 1/k=y/F,гдеw-в мкм/Н.Измеряют жесткость с помощью динамометра-устройства для созданияи измерения сил, действующих на узел, или, например, индикатора для заме­ра деформаций.На рис.лу2. 7показана схема измерения статической жесткости станка. Си­1, который через пружину 3 воздействует наF определяют по индикатору 2, связанномус тарированной пружиной 3. Отжатие шпинделя относительно суппорта 6измеряют по индикатору 5, а отжатие суппорта относительно станины поиндикатору 7.Fсоздают с помощью винтаоправку4шпинделя станка.

СилуПоскольку в реальной конструкции выделить силу упругости и упругоесмещение сложно (часть внешней силы идет на преодоление трения, изме­ренные смещения учитывают влияние зазоров, пластических деформаций итрения), экспериментально жесткость определяют приближенно (рис.2.8).Для этого станок или отдельный его узел сначала последовательно нагружа-572.2. Критерии работоспособности станков2736Рис.Схема измереIШЯ статической жесткости2.7.узлов станкают через разные интервалы до максимальной силыF 1 и регистрируют соот­2.8, участок 01), а затем также последо­1- 2).

Приветствующие смещения У1 (см. рис.вательно разгружают (участокунеобходимости станок аналогично нагру­жаютиразгружаютнаправлении силойF2впротивоположном(участки2- 3исоответственно). В координатах силасмещение у строят график0134,3- 4F -которыйFназывается характеристикой сwювых сме­щений (ХСС). Значения и направления силF 1, F 2выбирают для наиболее характерныхусловий работы станка. Смещение у изме­ряют в направлении действия силы или понаправлению к обработанной поверхности.Восстановленные после разгрузки смещения У1, У2 (см.

рис.2.8)3Рис. 2.8. Характеристика силовых смещенийусловно прини-мают упругими, а жесткостиk 1 и k 2 определяют поk1=формуламF1ly1 ; k2 = F2IY2-Среди множества экспериментальных способов определения жесткостистанка наиболее оправданным является вычисление жесткости в каждомнаправлении после второй или третьей разгрузки либо с наложением колеба­ний. Расстояниеделяетzна рис.остаточные2.8называется разрывом характеристики и опре­смещения,зависящиеоттрения,жесткостисистемыипластических деформаций в стыках.При обработке деталей на металлорежущих станках часто возникаютвибрации, вызывающие преждевременный выход из строя инструмента, по­вышенный износ станка, а также снижение точности и увеличение шерохова­тости обрабатываемых поверхностей. Рассмотрим основные причины, вызы-582.Проектирование станковвающие колебания в станках, и соответствующие им виды колебательныхпроцессов.Вынужденные колебания возникают под действием внешней периодиче­ской силы.

В станках периодическую возмущающую силу могут вызыватьпрерывистыйпроцесс резания(долбление,фрезерование,протягивание),дисбаланс вращающихся деталей (роторов электродвигателей, шпинделя синструментом или заготовкой), пульсации давления в гидросистеме. Крометого, вынужденные колебания могут передаваться от других источников че­рез фундамент станка. Интенсивность колебаний, вызванных возмущающимвоздействием, зависит не только от амплитуды, но и от степени близости егочастоты к собственным частотам колебания узлов и деталей станка, т.

е. отявления резонанса. Поэтому для снижения влияния вынужденных колебанийнужно стремиться уменьшать их амплитуду и выбирать режимы обработкивне резонансной зоны узлов и деталей станка.Припараметрическихколебанияхизменяетсякакой-либопараметр,например жесткость. Наличие шпоночной канавки на валу или переменнаяжесткость подшипников качения приводит к тому, что даже при постоянствевнешней силы прогибы вала периодически изменяются. Параметрическиеколебания по своему характеру и методам борьбы с ними близки к вынуж­денным колебаниям.Фрикционные автоколебания обусловлены изменением силы трения внаправляющих элементах (поскольку сила трения покоя больше силы трениядвижения).

Это способствует возникновению релаксационных (прерывистых)автоколебаний при небольших скоростях перемещения узлов. Уменьшитьамплитуду можно в результате стабилизации силы трения и жесткости при­вода, например, используя антифрикционную смазку.Автоколебания при резании являются наиболее распространенной формойколебательных процессов в станках. Характеризуются они тем, что силы,поддерживающие колебания системы, возникают в процессе резания. Под­держиваются автоколебания благодаря дискретности процесса резания ипроисходят с частотой доминирующего звена станка.Устойчивость динамической системы станка характеризуется деформа­цией его упругой системы под действием сил резания, трения, инерции, атакже неуравновешенности вращающихся деталей и узлов.

Определяют ее почастотным характеристикам.Тепловые деформации станка влияют на отклонение размеров, формы ирасположения обрабатываемых поверхностей. Тепловые деформации кор­пусных деталей, как правило, являются определяющими в общем балансетемпературных деформаций станка. Значения и характер температурных де­формаций зависят от условий теплообразования, теплообмена с окружающейсредой, внутреннего теплообмена, а также от взаимного расположения и ба­зирования основных узлов и деталей. Теплота, образовавшаяся в шпиндель­ной бабке, через стыки передается стойке станка.

Характеристики

Список файлов книги