10.Исследование тепловых деформаций станков. Источники тепловыделений. Влияние температурных деформаций (на примерах)

Как показывают исследования, при обработке прецизионных деталей главное влияние на точность обработки оказывают погрешности, связанные с тепловыми де­формациями, соизмеримые с допусками на изготовление деталей и точностью переме­щений рабочих узлов станка, а нередко их превышающие.

Данные деформации - следствие неравномерности распределения тепла в базо­вых деталях станка, что характеризует действие внешних и внутренних источников теп­ловыделения.

К внутренним источникам выделения теплоты в металлорежущих станках отно­сятся электродвигателе электроаппаратура, механические передачи, подшипники, на­правляющие, муфты, тормоза, гидравлические аппараты, процесс резания, лампы освещения и др. Из зоны резания теплота передается режущему инструменту, детали, стружке, смазочно-охлаждающей жидкости и окружающей среде. При этом стружка и СОЖ отводят до 80...90 % теплоты, которая передается отдельным деталям и механизмам станка.

К внешним источникам тепла относятся элементы системы отопления цеха, сол­нечные лучи, соседние станки и др.

11. Закон изменения во времени тепловых деформаций станков. Способы снижения влияния тепловых деформаций станков на точность обработки.

Проявляясь во времени, тепловые деформации изменяют геометрические пара­метры станка. Так, в результате линейного смещения оси шпинделя и изменения его углового положения, искривления направляющих, деформации станины нарушается взаимное положение узлов станка, несущих заготовку и инструмент.

Тепловые деформации ведут к изменению жесткости системы, например, за счет увеличения натяга в подшипниках качения при их нагреве. Кроме того, изменяются условия контакта в направляющих станка, в результате чего ухудшаются характеристики стыка.

Для снижения нагрева станков интенсивные источники теплоты (резервуары с маслом, охлаждающей жидкостью, двигатели главного привода) располагают вне стан­ка; каналы для отвода охлаждающей жидкости изолируют от несущей системы; кинема­тические цепи делают короткими; оптимизируют предварительный натяг подшипников шпиндельного узла; применяют узлы с гидростатической смазкой и др. Тепловые де­формации корпусных деталей снижаются при их изготовлении из материалов с малым коэффициентом линейного расширения, применении ребер на наружных поверхностях, использовании принудительной конвекции. Искусственное выравнивание температурно­го поля станка достигается охлаждением (обдувом) или подогревом некоторых его час­тей, а также компенсацией тепловых деформаций отдельных узлов станка путем на­правления их в разные стороны.

12. Исследование шумовых характеристик станковПроверку осуществляют для серийно выпускаемых станков в соответствии с ГОСТ 12.1.028. Испытания шумовых характеристик станков проводят в том случае, когда при их испытаниях полученные значения октавного уровня звуковой мощности превышают допустимые. При этих испытаниях определяют источник шума в узлах и механизмах станков в той октавной полосе (полосах) частот, в которой полученные значения уровня звуковой мощности превышают допустимые. Определение источников шума проводят методом последовательного включения или выключения источников шума или методом сравнения спектров.

При первом методе последовательно выключают или включают каждый узел или механизм станка и замеряют уровень шума в тех точках, в которых проводились измерения при типовых испытаниях.

После определения октавных уровней звуковой мощности L_p сравнивают их между собой и определяют наиболее «шумные» узлы, после чего приступают к разработке мероприятий по снижению шума.

Метод сравнения спектров используется для определения источников шума у исследуемого узла и регистрации либо спектра шума, либо спектра виброскорости. При этом спектр шума регистрируется при помощи микрофона, подносимого к узлу на расстояние 30…50 мм от его поверхности, а спектр виброскорости – акселерометром, жестко закрепленном на узле.

По результатам исследований выделяют поверхности узлов, у которых спектральные максимумы расположены в пределах тех октавных диапазонов, где шум станка выходил за допустимые нормы. Затем сравнением частот, на которых наблюдались спектральные максимумы в выделенных точках, с возбуждающими частотами узла и собственными частотами его деталей, определяют возможный источник шума. определяют ударным воздействием.

На основе определения источников шума переходят к разработке мероприятий по их снижению, которые заключаются в уменьшении интенсивности возбуждающих частот и изменении собственных частот деталей, его вызывающих.