Вопрос 2: Стр-ра упругих перемещений в станках. Основные направления оптимизации конструкций по критерию жесткости.

Жесткость станков определяется: собственной, вычисляемой по формулам сопротивления материалов, жесткостью деталей, рассматриваемых как брусья, пластинки или оболочки с идеализированными опорами, и контактной жесткостью. Для анализа жесткости станков, установления мероприятий по ее повышению и нормирования жесткости важно знание структуры упругих перемещений.

Собственные деформации деталей станков имеют превалирующее значение в условиях значительных нагрузок в станках, работающих с большими сечениями среза и в тяжелых станках при перемещении тяжелых узлов. В прицизионных станках и универсальных станках при отделочной обрабтке превалируют контактные деформации.

В балансе упругих перемещений станков (без изделий) перемещение шпинделей, работающих на изгиб, со шпиндельными бабками составляет до 50%, а при подвижных шпиндельных бабках 60-70% Из этих перемещений в станках с неподвижными шпиндельными бабками контактные перемещения (в опорах шпинделя) составляют 30-40%, а в станках с подвижными шпиндельными бабками (в опорах и направляющих)-не менее 50%. Упругие перемещения суппортов токарных станков составляют до 50%. В консольных станках упругие перемещения столов перпендикулярно зеркалу станины составляют 70-90%. Перемещение столов и кронштейнов в вертикально-сверлиьлных станках составляют 85-90%. Перемещение станин составляет обычно до 15%

Основные направления оптимизации: 1.обеспечение рационального баланса жесткости системы. Следует избегать применения деталей повышенной податливости и деталей с гипертрофированной жесткостью. К наиболее характерным примерам нарушения этого принципа относят применение жестких корпусных деталей, соединяемых слабыми болтами, не создающим требуемое давление в стыках. 2.Расширение применения деталей, работающих на растяжение и сжатие, обладающих, как правило, значительно большей жесткостью, чем работающие на изгиб и кручение. 3. Выбор рациональных форм сечений. 4.Уменьшение местных деформаций. В корпусных деталях надо применять перегородки, препятствующие искажению контура и обеспечивающие совместную работу стенок. 5.Рациональный выбор расположения опор. Шпиндели из технологических соображений преимущественно выполняют 2^хопорными, ответственные шпиндели иногда делают 3^хопорными. Целесообразно обеспечивать жесткость за счет фундамента, горизонтальные станины в ряде случаев можно выполнять небольшой высоты и перекладывать работу на фундамент. 6.Применение конструкций, обеспечивающих отсутствие упругих перемещений в направлении, определяющем работоспособность, в частности точность обработки 7.Применение методов обработки, не требующих высокой жесткости станка. 10. Применение материалов с высоким модулем упругости, и деталей, допускающих конструирование деталей рациональных сечений.

Примечание: Жесткость станка характеризует его свойство противостоять появлению упругих перемещений под действием постоянных или медленно изменяющихся во времени силовых воздействий. J=F/δ -отношение силы к упругой деформации в том же направлении.

Модуль упругости или модуль Юнга, его физический смысл: Е=G/ε [1Па-1Н/м²]-сила действующая на ед. площади, чтобы площадь увиличилась в 2 раза.

Вопрос 3: сборно-модульные конструкции резцов.

Системы сборно-модульных инструментов для оснащения станков токарной группы в условиях автоматизированного производства состоят из двух подсистем: режущего и вспомогательного инструмента. К вспомогательным инструментам относятся разного рода держатели, которые крепятся в револьверных головках станков. Их базирование как правило производится по цилиндрической поверхности и торцу, а закрепление с помощью клина. В головках держателей предусмотрены открытые или закрытые взаимно перпендикулярные пазы для крепления резцов различных типов, с разной длиной державки и направлением относительно оси крепёжного отверстия. Данные держатели имеют правое и левое исполнение в зависимости от расположения револьверной головки и направления вращения шпинделя.

Данные системы кроме недостаточной жёсткости (по сравнению с цельным инструментом), ещё и очень громоздки. На схеме приведено решение более компактной системы (фирма Sandvik Coromant Швеция) 1 головка с СМП, 2 державка, 3 тяга. Головки устанавливаются на державке, имеющей специальное устройство для их крепления. Под действием силы, приложенной к тяге, выступы на хвостовике упруго деформируются и образуется жёсткое соединение головки с державкой.

Билет 21