35. Привести эскиз детали поз.11 (лист 99) с простановкой посадок, отклонений геометрической формы поверхностей, технических требований и термообработки.

42.Тяговые устройства в приводах подач станков, особенности, способы создания натяга и повышения жесткости, предохранения от поломки.

Передачи «винт-гайка» скольжения получили широкое применение в приводах подач металлорежущих станков, в том числе в качестве тяговых механизмов силовых агрегатных станков, протяжных и т.п. Это связано с тем, что они могут обеспечить малые скорости перемещения, высокую плавность и точность движения, постоянство передаточного отношения. Постоянное совершенствование этого вида передачи привело к появлению передач «винт-гайка» качения и гидростатических передач «винт-гайка». Наибольшее распространение получили передачи «винт-гайка» скольжения в универсальных станках с ручным управлением и передачи «винт-гайка» качения в приводах станков с ЧПУ. Гидростатические передачи «винт-гайка» находят ограниченное применение в тяжелых станках.

Материалы винтов и гаек выбираются в зависимости от назначения передачи и условий работы, а также в соответствии с классом точности передачи. Винты изготавлмвают из стале марок У10, У12, ХВГ, 40Х, 18ХГТ и др. Гайки передач «винт-гайка» скольжения изготавливают из бронзы марок БрОФ-10-1, БрОЦС-6-6-3; БРАЖ-9-4, антифрикционных чугунов.

Для передачи «винт-гайка» качения рекомендуется для винта сталь марки 8ХФ с закалкой нагревом ТВЧ по профилю резьбы (до HRC 58…62) на глубину 1,5…2 мм; для гаек – инструментальные стали 9ХС, ШХ15 (твердость в тех же пределах).

Передачи качения

Эта передача нашла наиболее широкое применение в приводах подач станков с ЧПУ благодаря отличительным особенностям по сравнению с другими видами аналогичных передач.

Шарико-винтовой механизм представляет собой замкнутую кинематическую цепь, в которой между рабочими поверхностями гайки и винта помещены шарики и для непрерывной циркуляции тел качения концы рабочей части резьбы в гайке соединены каналом возврата. В зависимости от конструкции передачи устройство возврата шариков может быть различным. Передача «винт-гайка» качения имеет низкие потери на трение и обеспечивает беззазорное соединение за счет предварительного натяга, достаточно высокуюжесткость и технологическую надежность. Предварительный натяг в такой передаче может быть осуществлен за счет взаимного сближения полугаек – их осевого или взаимного поворота.

В качестве тяговых устройств в приводах подач станков чаще всего используются передачи винт-гайка скольжения, винт-гайка качения или зубчато-реечные передачи, а также кулачковые, ленточные и другие механизмы.

Ориентировочно величина тягового усилия для средних станков составляет 8000-10000 Н.

52. Методика расчёта шпинделя на жесткость

57 Требования, предъявляемые к шпиндельным узлам

Шпиндель, являющийся конечным звеном привода главного движения и предназначенный для крепления инструмента или заготовки, оказывает существенное, часто лимитирующее, влияние на точность, производительность и надежность всего станка. Шпиндельные узлы станков в соответствии с предъявляемыми к ним требованиями должны обеспечить следующее:

7. Передачу на заготовку или инструмент расчетных режимов для заданных технологических операций.

8. Точность вращения, оцениваемую радиальным и осевым бие­нием переднего конца шпинделя.

9. Жесткость (радиальная и осевая), определяемая по деформации шпинделя под нагрузкой.

Деформация шпиндельных узлов в общем балансе упругих перемещений станков доходит до 50 %,а в некоторых типах до 85 %. Единых норм для назначения жесткости шпиндельных узлов не существует. Исходя из нормальной работы подшипников, жесткость на участке между опорами ограничивают величиной 250—500 Н/мкм (большие значения — для станков повышенной точности), что лимитирует диаметр шпинделя.

10. Высокие динамические качества (виброустойчивость), которые определяются амплитудой колебаний переднего конца шпинделя и частотой собственных колебаний. Вибрации, возникающие в шпиндельном узле, отрицательно сказываются на точности и чистоте об­работки, стойкости инструмента и производительности станка. Же­лательно, чтобы собственная частота шпинделя была не ниже 500—600 Гц.

11. Минимальные тепловыделения и температурные деформации шпипиндельного узла, так как они влияют как на точность обработки, и как и на работоспособность опор. Тепловыделения регламентируются

12. Долговечность шпиндельных узлов, которая зависит от долговечности опор шпинделя, которая в свою очередь во многом зависит от эффективности системы смазывания, уплотнений, частоты вращения, величины предварительного натяга в подшипниках качения и т. д. Долговечность шпиндельных узлов не регламентирована, ее определяют по усталости, износу деталей подшипника или потере смазочных свойств масла. Диаметр шейки шпинделя выбирают по критерию жесткости, что обычно обеспечивает долговечность подшип­ников до L_h = (12ч-20)-10³ ч. При применении бесконтактных опор (гидростатических, гидродинамических и аэростатических) долго­вечность теоретически считают неограниченной.

7. Быстрое и точное закрепление инструмента или обрабатываемой детали в шпинделе станка; в современных станках требуется автоматизация этой операции.

8. Минимальные затраты на изготовление, сборку и эксплуатацию шпиндельного узла при удовлетворении всех остальных требований.

\

59.Механизмы переключения скоростей в станках. Механизмы управления станков предназначены для пуска и останова отдельных механизмов и всего станка, включения требуемых скоростей и подач, быстрых отводов и подводов механизмов. Чем сложнее цикл станка, чем выше его производительность, тем более высокие требования предъявляются к механизмам управления. Системы управления станком можно разделить на ручные и автоматические. При ручном управлении все переключения цикла осуществляются рабочим при помощи рукояток (рычагов) или кнопок управления. Существуют системы управления многими рукоятками и одной рукояткой, различные положения которой соответствуют отдельным включениям. В системах с так называемым предварительным выбором скоростей время на переключение минимально, так как установка требуемой скорости производится заранее – во время предыдущей технологической операции и затем надо только включить эту скорость. Автоматические системы управления обеспечивают управление циклом станка без участия человека и поэтому являются наиболее прогрессивными. Имеется большое разнообразие систем автоматического управления, но по принципу действия их можно разделить на две группы: 1) системы без обратной связи, когда заданный цикл осуществляется с требуемой последовательностью без контроля рабочими органами станка правильности его осуществления; 2) системы с обратной связью, когда при помощи специального датчика сравнивается действительное положение рабочего органа станка (стола) с требуемым по программе и при несоответствии показаний датчика и программы создается сигнал управления, ликвидирующий это несоответствие. Основные типы механизмов управления можно представить в виде схемы:

Характерной особенностью развития механизмов управления современными станками является автоматизация управления с применением электрических, а в ряде случаев и гидравлических и пневматических методов подачи команд. В современных станках часто сочетается ручное управление с элементами автоматического управления отдельными переключениями. Механизмы ручного управления должны иметь такую конструкцию и так располагаться на станке, чтобы утомление рабочего было минимально. Рукояточное управление. Наиболее простой является многорукояточная система управления. В этом случае для каждого переключения предусмотрен соответствующий орган управления – рукоятка, педаль, штурвал. Передаточные звенья от рукоятки к ведомому звену могут быть весьма разнообразными. Например, для перемещения блоков шестерен коробок скоростей и подач применяют рейку, поступательно перемещающую вилку. Применение многорукояточных систем целесообразно лишь в станках с небольшим числом переключаемых механизмов и сравнительно редкими переключениями. Также применяют однорукояточное управление, когда при помощи одной рукоятки производится несколько, а иногда и все переключения в узле (коробке скоростей, подач). Такой способ переключений приводит к занчительному сокращению органов управления. Этот способ управления прост и удобен. Его недостатком является необходимость последовательной установки всех промежуточных скоростей при переходе от одной скорости к другой. Управление с предварительным выбором скоростей (преселективное управление). В станках, где переключение скоростей или подач производится часто, а время на выполнение технологических операций невелико, возрастает доля времени, идущая на управление. Для сокращения этого времени применяют системы с предварительным выбором скоростей. Принцип работы этих механизмов заключается в том, что время на установку требуемой скорости совмещается с временем обработки, и только время включения этой предварительно установленной скорости является учитываемым холостым ходом. Рабочий уже при работе станка поворачивает диск и устанавливает то число оборотов, которое необходимо для следующей технологической операции. При этом никаких изменений в работе станка не происходит. По окончании операции он нажимает рукоятку и на станке включается то число оборотов, которое предварительно установлено. Кнопочное управление. Наиболее легко и удобно управлять станком при помощи кнопок. Однако в этом случае необходимо, чтобы механизмы привода были приспособлены для такого управления. Применение многоскоростных электродвигателей для коробок скоростей и подач, вспомогательных электродвигателей для установочных перемещений узлов или для управления механизмами станка, электромагнитных муфт и тормозов и т.д. Обоснование целесообразности использования гидропривода для переключения частот вращения: данный станок с ЧПУ (Ф4), следовательно применение гидропривода позволило уп­ростить кинематику станка, снизить металлоемкость, повысить точность, надежность и уровень автоматизации. Кроме того – это дало возможность получения боль­ших усилий и мощностей при ограниченных размерах гидродви­гателей. Гидропривод обеспечивает широкий диапазон бес­ступенчатого регулирования скорости (при условии хорошей плавности движения), возможность работы в динамических ре­жимах с требуемым качеством переходных процессов, защиту системы от перегрузки и точный контроль действующих усилий. С помощью гидроцилиндров удается получить прямолинейное движение без кинематических преобразований.