Logo GenDocs.ru

Поиск по сайту:  

Загрузка...

Лекции по металлообрабатывающим станкам и промышленным роботам - файл Лек4Б.У,напр,шп,прив-да.мех.уст,тран.накоп..doc


Загрузка...
Лекции по металлообрабатывающим станкам и промышленным роботам
скачать (20163.2 kb.)

Доступные файлы (13):

_123 Ст-ки для обр. тел вращ.ток.,ЧПУ,автом.револ.(гот.100%).doc6558kb.14.02.2009 14:30скачать
2 ГПСТранспорт.сис-мы и накопит(100%).doc421kb.14.02.2009 14:28скачать
6 Станки для абразивной обработки(100%)..doc521kb.14.02.2009 14:26скачать
7 Зубообрабатывающие станки(готово100%).doc2508kb.14.02.2009 14:29скачать
Введение.doc550kb.14.02.2009 14:29скачать
Г П С(100%готово).doc2973kb.14.02.2009 14:32скачать
конструкц(промышл.роботы(100%).doc8609kb.14.02.2009 14:34скачать
Лек4Б.У,напр,шп,прив-да.мех.уст,тран.накоп..doc9859kb.14.02.2009 14:35скачать
Основн.узлы.и мех.doc796kb.14.02.2009 14:32скачать
Сверл.Раст.и ЧПУ,многооп. станки.doc753kb.14.02.2009 14:28скачать
Станки для обраб. призм. деталей(100%).doc650kb.14.02.2009 14:32скачать
Формообразоваие.Приводы.Классиф.станк..doc1309kb.14.02.2009 14:35скачать
Шпинд.узлы.doc339kb.14.02.2009 14:34скачать

Лек4Б.У,напр,шп,прив-да.мех.уст,тран.накоп..doc

  1   2   3   4
Реклама MarketGid:
Загрузка...

Лекция №3. Основные узлы и механизмы станочных систем.

Базовые узлы станков.


Пространственное расположение инструмента и заготовки под воздействием сил резания, собственного веса узлов и температурных воздействий обеспечивается несущей системой станка.

Несущая система - это совокупность базовых узлов между инструментом и заготовкой.

К базовым узлам относят, например фрезерно-расточного станка (рис.1):

  1. корпусные детали (станины, основания, стойки, колоны, корпуса шпиндельных бабок и т.д.);

  2. каретки, суппорта;

  3. ползуны;

  4. траверсы.

вставить рис 1(отсканировать из Бущуева рис.5.1,стр.147

По форме базовые детали разделяются на 3-и группы:

  1. брусья;

  2. пластины;

  3. коробки.

К базовым предъявляются следующие требования:

  • высокая точность изготовления их поверхностей, от которых зависит геометрическая точность станка;

  • высокая жесткость;

  • высокую демпфирующую способность (гашение колебаний);

  • долговечность (способность сохранять длительное время форму и первоначальную точность);

  • малые температурные деформации (вызывают относительные смещения инструмента и заготовки);

  • малый вес;

  • простота конфигурации.
^

Конструкции основных базовых деталей.


При конструировании базовых деталей необходимо учитывать условия их работы и воспринимаемые ими нагрузки (изгибающие и крутящие моменты) и выполнять их по форме с замкнутым профилем и пустотелыми, что позволяет рационально использовать материал.

Например сплошной профиль в виде прямоугольника (в сечении 10030) имеет момент инерции сечения на изгиб Ix=250см4 , Iy=70см4 , на кручение Ip=72см4, а коробчатый профиль, таких же размеров, Ix=370см4 , Iy=202см4 , Ip=390см4, таким образом замкнутые профили обладают более высокой крутильной жесткостью при одинаковых условиях, но позволяют значительно экономить металл.

Станины- несут на себе основные подвижные и неподвижные узлы станка и определяют многие его эксплуатационные качества.

Станины могут быть горизонтальными и вертикальными (стойки), а по исполнению незамкнутые (сверлильные, фрезерные, токарные и др.) или замкнутые (рис.2) (портальные, продольно-строгальные, продольно-фрезерные, зубофрезерные и др.).

вставить рис 2 из Проникова рис.99

Для повышения жесткости форма станин приближается к коробчатой с внутренними стенками (перегородками), ребрами специальной конфигурации, например диагональные (рис.2,г.).

При необходимости улучшений условий отвода стружки из зоны резания станины изготавливаются с наклонными стенками и окнами в боковой стенками (рис.2,г.).

Вертикальные станины (стойки) по форме изготавливают в зависимости действия на них сил (рис.3).

вставить рис 3 из Бущуева рис.5.4 стр.151

Плиты служат для повышения устойчивости станков с вертикальными станинами и используются они в станках с неподвижными изделиями (токарные станки).

^ Коробчатые базовые детали- шпиндельные бабки, коробки скоростей и подач. Они обеспечивают жесткость узлов станка за счёт увеличения жесткости их стенок путем установки бобышек и рёбер.

Кроме неподвижных базовых деталей в станках применяются узлы для перемещения инструмента и заготовки к ним относятся:

  1. Суппорты и салазки

  2. Столы (прямоугольной или круглой формы): подвижные, неподвижные

Большинство базовых деталей подвергаются деформациям на растяжение (сжатие), изгиб, кручение и под действием температур, поэтому они рассчитываются на жесткость и температурные деформации.
^

Направляющие металлорежущих станков.


Направляющие служат для перемещения по станине подвижных узлов станка, обеспечивая правильность траектории движения заготовки или детали и для восприятия внешних сил.

В металлорежущих станках применяются направляющие (рис. 4):

  1. скольжения (смешанного трения);

  2. качения;

  3. комбинированные;

  4. жидкостного трения;

  5. аэростатические.

Область применения того или иного типа направляющих определяется их достоинством и недостатками.



Рис.4. Классификация направляющих станков.

К направляющим станков предъявляют следующие требования:

  • первоначальная точность изготовления;

  • долговечность (сохранение точности в течении заданного срока);

  • высокая жесткость;

  • высокие демпфирующие свойства;

  • малые силы трения;

  • простота конструкции;

  • возможность обеспечения регулирования зазора-натяга.
^

Классификация направляющих.


В зависимости от траектории движения подвижного узла направляющие делятся на:

  • прямолинейные;

  • круговые.

В зависимости от расположения направляющие делятся также на:

  • горизонтальные,

  • вертикальные,

  • наклонные.
^

Направляющие смешанного трения (скольжения).


Направляющие смешанного трения (скольжения) характеризуются высоким и непостоянным по величине трением и применяются при малых скоростях перемещения по ним суппортов или столов. Разница значения силы трения покоя (сила трогания) по сравнению с трением движения (зависит от скорости движения) приводит к скачкообразному движению узлов при малых скоростях. Это явление не позволяет применять их в станках с программным управлением, а значительное трение вызывает износ и снижает долговечность направляющих.

Для устранения этих недостатков применяются:

  • специальные антискачковые масла;

  • накладки из антифрикционных материалов;

  • термообработка до HRC 48…53 (повышает износостойкость);

  • специальные покрытия (хромирование);

  • напыление слоем молибдена;

  • наполненный фторопласт (с коксом, дисульбид молибдена, бронза и т.д. у которых fТР=0,06...0,08, что в покое, что в движении).
^

Конструктивные формы направляющих скольжения


Конструктивные формы направляющих скольжения разнообразны. Основные формы представлены на рис. 5.

Очень часто используют сочетание направляющих различной формы.

Треугольные направляющие (рис.5,а) обеспечивают автоматический выбор зазоров под собственным весом узла, но сложны в изготовлении и контроле.

Прямоугольные направляющие (рис.5,б) просты в изготовлении и контроле геометрической точности, надежны, удобны в регулировании зазоров - натягов, хорошо удерживают смазку, но требуют защиты от загрязнения. Они нашли применение в станках с ЧПУ.

Трапециевидные (ласточкин хвост) (рис.5,в) контактны, но очень сложны в изготовлении и контроле. Имеют простые устройства регулирования зазора, но они не обеспечивают высокой точности сопряжения.

Цилиндрические направляющие (круглые) (рис.5,г) не обеспечивают высокой жесткости, сложны в изготовлении и применяют их обычно при малых длинах хода.



Рис.5. Конструктивные формы направляющих скольжения: а- треугольные, б- прямоугольные, в- трапециевидные, г- круглые.
^

Материалы направляющих


Непосредственный контакт сопряженных поверхностей в направляющих смешанного трения предъявляет высокие требования к выбору материала. Материал во многом влияет на износостойкость направляющих и определяет плавность движения узлов. Для исключения явления - схватывания, пару трения комплектуют из разнородных материалов. Чугунные направляющие из серого чугуна, выполненные за одно целое с базовой деталью (станиной), просты и дешевы, но не обеспечивают долговечности. Для повышения износостойкости их подвергают закалке до твердости HRCэ 48…53 или покрывают хромом (при слое хрома толщиной 25...50мкм обеспечивается твердость до HRCЭ 68…72), а также производят напыление на рабочие поверхности направляющих слоя молибдена или сплава с содержанием хрома. Для исключения схватывания покрывают одну из пар сопряжения, как правило неподвижную.

Стальные направляющие выполняются в виде отдельных планок, которые крепятся к базовым деталям, к стальным станинам приваривают, а к чугунным прикрепляют винтами или приклеивают. Для стальных накладных направляющих применяют малоуглеродистые стали (сталь 20, 20Х, 20ХНМ) с последующей цементацией и закалкой до твердости HRCЭ 60…65, азотируемые стали 40ХФ, 30ХН2МА с глубиной азотирования 0,5мм и закалкой до твердости HV800-1000.

Цветные сплавы типа бронз БрОФ10-1, Бр.АМц 9-2, цинковый сплав ЦАМ 10-5 в паре со стальными и чугунными направляющими обладают высокой износостойкостью, исключают задиры. Однако из-за высокой стоимости они применяются редко и используются только в тяжелых станках.

Для снижения коэффициента трения и повышения демпфирования в направляющих скольжения находят применение пластмассы, которые обладают хорошими характеристиками трения, но у них низкая износостойкость при абразивном загрязнении, и незначительная жесткость. Из пластмасс в станках для направляющих используют фторопласт, композиционные материалы на основе эпоксидных смол с присадками дисульфида молибдена, графита.
^

Конструктивное оформление направляющих.


Сечения направляющих скольжения нормализованы и соотношение размеров зависит от высоты направляющих.

Отношение длины подвижной детали к габаритной ширине направляющих должно быть в пределах 1,5...2. Длина неподвижных направляющих принимается такой, чтобы не было провисания подвижной детали.

Механическое крепление обеспечивается как правило винтами по всей длине с шагом не более 2-х кратной высоты накладной планки и обеспечивается при этом фиксация планок в поперечном направлении выступами, фасками и т.д.

Жидкостное трение между направляющими обеспечивается подачей под давлением смазки между трущимися поверхностями или за счет гидродинамического эффекта. При жидкостном трении практически исключается износ направляющих, обеспечиваются высокие демпфирующие свойства и плавность движения, защита от коррозии, отвод тепла, удаление продуктов износа из зоны контакта.
^

Гидростатические направляющие


В металлорежущих станках все более широкое применение находят гидростатические направляющие, имеющие по всей длине имеют карманы, в которые под давлением подается масло. Масло растекаясь по площадке направляющих создает масляную пленку по всей длине контакта и вытекает через зазор h наружу (рис. 6).



Рис.6. Схемы гидростатических направляющих:а, б - незамкнутых; в - замкнутых; 1- насос, 2- эпюра давлений, 3-дроссель, 4- предохранительный клапан, 5- карман.

По характеру восприятия нагрузки гидростатические направляющие делятся на незамкнутые (рис. 6 а,б) и замкнутые (рис. 6,в). Незамкнутые используются при условии создания прижимающих нагрузок, а замкнутые могут воспринимать, кроме того и опрокидывающие моменты. Для создания необходимой жесткости и повышения надежности в этих направляющих обеспечивается регулирование толщины масляного слоя, а также используется системы подвода масла с дросселями перед каждым карманом (рис. 6 б,в) и системы автоматического регулирования.

Основным преимуществом гидростатических направляющих является, то что они обеспечивают жидкостное трение при любых скоростях скольжения, а следовательно равномерность перемещения, и высокую чувствительность точных перемещений, а также компенсирование погрешностей сопрягаемых поверхностей. Недостатком гидростатических направляющих является сложность системы смазки и необходимость устройств фиксации узла в позиции.
^

Аэростатические направляющие


Конструктивно аэростатические направляющие похожи на гидростатические, а разделение трущихся поверхностей обеспечивается подачей в карманы под давлением воздуха. Для образования равномерной воздушной подушки по всей площади направляющих их выполняют из нескольких отдельных секций, разделенных дренажными каналами 3 (рис. 7). Размеры секций В  30мм, L  500мм.



Рис.7. Аэростатические направляющие: а- принципиальная схема, б- секция опоры с замкнутой канавкой, в- секция опоры с прямолинейной канавкой.

Каждая секция имеет отверстие 5 для подвода воздуха под давлением и распределительные канавки 1 и 2 глубиной t (рис. 7 б) для развода воздуха по площади секции.
^

Направляющие качения.


В этих направляющих трение качения обеспечивается свободным перекатыванием шариков или роликов между движущимися поверхностями, либо установкой тел качения на фиксированные оси (рис. 8).

Наибольшее распространение получили направляющие со свободным перекатыванием тел качения, так обеспечивают более высокую жесткость, точность движения и применяют их в станках с малой величиной хода перемещаемого узла из-за отставания тел качения (рис. 8,б) и направляющие с циркуляцией потока шариков или роликов и их возвратом (рис. 8,в).



Рис.8. Схемы направляющих качения: а - на роликах с закрепленными осями, б- с потоком тел качения, в - с возвратом тел качения, V- скорость перемещения узла.

Направляющие качения обеспечивают равномерность и плавность перемещения при малых скоростях, высокую точность установочных перемещений.

Недостатками направляющих качения являются:

  • высокая стоимость;

  • трудоемкость изготовления;

  • низкое демпфирование колебаний;

  • повышенная чувствительность к загрязнением.
^

Конструктивное оформление направляющих качения.


Конструктивные формы направляющих качения (рис. 9) сходны с направляющими скольжения.



Рис.9. Направляющие качения: а - плоские, б - призматические, в - с крестовым расположением роликов, г - шариковые; 1- тела качения, 2 - сепаратор.

Число тел качения во многом определяет точность движения и их должно быть не меньше 12...16 и определяется из условия

,

где F - нагрузка на один шарик, Н; d - диаметр шарика, мм.

Диаметр тел качения выбирают из условия, что отношение длины к диаметру:

при l/d = 1 принимают d = 5..12мм, а при l/d = 3 принимают d = 5..20мм.

Для повышения жесткости в направляющих качения создают предварительный натяг путем подгонки размеров или регулированными устройствами. Направляющие с циркуляцией тел вращения выполняются без сепаратора со сплошным потоком шариков или роликов, при чем они могут выполнять в виде отдельного элемента, представляющего собой подшипник качения - опору.

В станках нашли применение роликовые опоры, выпускаемые отечественной промышленностью, нормальной Р88, узкой Р88У и широкой Р88Ш серий (рис. 10).



Рис.10. Роликовая опора с циркуляцией роликов: 1- направляющая, 2- ролики, 3 - обойма.
^

Материал направляющих качения


Для направляющих качения применяются в основном стальные закаленные рабочие поверхности с повышенными требованиями к твердости и однородности. Чаще всего применяется подшипниковая сталь марок ШХ9, ШХ15 с объемной закалкой до твердости HRCЭ 60…62, малоуглеродистые стали 20ХГ, 18ХГТ, когда требуется дополнительная механическая обработка. Глубина цементированного слоя должна быть не менее 0,8...1мм.
  1   2   3   4



Скачать файл (20163.2 kb.)

Поиск по сайту:  

© gendocs.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации
Рейтинг@Mail.ru