§ Жесткость стыков базовых деталей

Влияет на точность обработки, т.к. деформации в стыках составляют от 30 до 70 % всех упругих перемещений несущей системы станка.

Линейная деформация δ и поворот в плоском стыке при нагружении центральной силой Р и моментом М определяется:

; , где

С и С_m – коэффициенты контактной податливости.

Для деталей из стали и чугуна:

• при чистовой обработке (точное точение, шлифование) С = 0,15÷0,2;

• при притирке С = 0,07;

• при грубой обработке (фрезеровании) С = 0,8÷1,2.

, где

S, J – площадь и момент инерции сечения контакта;

m – показатель степени, m = 0,5 – для чистовых методов обработки поверхностей.

Точность приближенных расчетов оценивается сравнением результатов расчетов и экспериментов на реальных станках при статическом нагружении, соответствующем нагружению резанием.

Во многих случаях когда базовые детали из-за сложности формы не поддаются расчету, проводят исследование жесткости на моделях.

Материалы для моделей – оргстекло и конструкционная сталь (для сварных моделей).

§ Расчет на жесткость методом конечных элементов

В этом случае базовые детали станка представляют в виде системы из стержней и пластичных элементов. Пластичные элементы могут быть треугольные и прямоугольные с шестью степенями свободы. Расчет ведется на ЭВМ. Исходная информация состоит из геометрических и физических данных базовой детали, внешних и внутренних сил. По программе происходит разбиение баз детали на элементы с вычерчиванием результатов на дисплее.

Результат расчета – смещение всех узлов конструкции в абсолютных координатах.

§§ Направляющие станков. § Основные проектные критерии. Классификация направляющих

Направляющие обеспечивают правильность траектории движения заготовки или инструмента. Во многих случаях их выполняют как одно целое с базовыми деталями.

К направляющим предъявляются следующие требования:

1. высокая жесткость.

2. долговечность (способность направляющих сохранять первоначальную точность).

3. малые размеры и постоянство сил трения.

По конструкции направляющие делятся:

1. Скольжения.

2. Качения.

3. Комбинированные.

В зависимости от траектории движения подвижного узла направляющие могут быть прямолинейного и вращательного движения. Их также делят на горизонтальные, вертикальные и наклонные.

§ Направляющие скольжения

ОХВАТЫВАЕМЫЕ

ОХВАТЫВАЮЩИЕ

Во избежание схватывания – пару трения изготовляют из различных материалов. Направляющие, относительно которых перемещаются подвижные детали, делают более твердыми и износостойкими.

Направляющие из серых чугунов – просты, но при интенсивной работе не долговечны. Для повышения их износостойкости производят закалку ТВЧ с нагревом.

Направляющие из стали выполняют в виде отдельных планок, которые приварены к стальным станинам. Материал планок – ст.20, ст.20Х, ст.18ХГТ с цементацией и закалкой НRC_э 60-65.

Цветные сплавы в паре со сталью и чугуном дают наилучшие результаты по износостойкости, но слишком дорого стоят.

Пластмассы обладают хорошими фрикционными свойствами, не дают схватывания. Недостаток – низкая износостойкость при абразивном загрязнении, малая жесткость и т.д.

Если поверхность скольжения образует охватываемый профиль, то на ней плохо удерживается смазка. Преимущество – простота изготовления.

Охватывающие направляющие – для высоких скоростей резания, хорошо удерживают смазку. Недостаток – необходимость защиты от пыли и грязи.

Для регулирования зазоров, возникающих в направляющих при их износе применяются регулирующие планки и клинья. Это повышает вибростойкость системы. Во время эксплуатации планки и клинья периодически подтягивают.