3.6. Выбор расчетных нагрузок

Нагрузки в станках возникают под действием сил резания, сил сопротивления и сил, создаваемых массами.

Силы резания зависят преимущественно от свойств обраба­тываемого материала и параметров процесса резания: ширины и глубины срезаемого слоя, площади износа по задней поверхности резца, а также от многих других факторов, учет которых при конструировании станков либо затруднен, либо невозможен.

При проектировании станков режимы резания, а соответ­ственно силы резания и мощности резания обычно заранее из­вестны. Для станков целевого назначения (специализированных и специальных) их выясняют и уточняют в ходе предварительных лабораторных исследований, а для станков общего назначения и станков с высокой степенью универсальности собраны обширные статистические данные о фактических силах резания и вероят­ности их использования в станках.

Силы сопротивления связаны с трением в подвижных соеди­нениях станка (направляющих, опорах, передачах). При смешан­ном трении силы трения зависят преимущественно от нормальной нагрузки и от скорости относительного перемещения. Кроме того, при покое эта сила (ее рубежное значение) увеличивается со временем неподвижного контакта. Важным для точностных расчетов является разброс значений силы сме­шанного трения от влияния случайных факторов. По данным ряда исследований, дисперсия сил трения в опорах и направля­ющих станков нередко того же порядка, что и среднее ее значение.

Силы, проявляющиеся в виде нагрузки от массы узлов станка, сил и моментов инерции при переходных режимах и колебаниях, центробежной нагрузки при высоких скоростях вращения, в от­дельных случаях должны быть учтены. Если определение массы и центра тяжести основных узлов станка обычно не вызывает трудностей, то расчет динамических нагрузок, возникающих в сложных нелинейных многомассовых системах, какими яв­ляется большинство станков, требует использования специаль­ных методов. Общую оценку динамического характера проявле­ния нагрузки можно получить на основе введения коэффициента динамичности как отношения величин деформаций упругой си­стемы при динамическом и соответственно статическом воздействии

k_дин = δ_дин / δ_ст.

Динамические перегрузки в приводе станков, связанные с пуском двигателя, зависят от характеристики самого двигателя и свойств упругой системы привода.

4. Проектирование и расчет приводов станков

4.1. Приводы главного движения

4.1.1. Назначение приводов главного движения

Приводы главного движения металлорежущих станков служат для обеспечения относительного перемещения заготовки и режущего инструмента, при кото­ром инструмент производит резание металла. Главные движения могут быть как вращатель­ными (вращение заготовки в станках токарной группы или инструмента во фрезерных, мно­гоцелевых, шлифовальных станках), так и воз­вратно-поступательными (перемещение заго­товки в строгальных, долбежных, протяжных станках).

В общем случае приводы главного дви­жения выполняют следующие основные функ­ции: передача мощности (крутящего момента); регулирование скорости; понижение или повышение скорости (от двигателя к рабочему органу); включение, выключение, торможение, реверсирование.