Основные узлы и механизмы станочных систем. Базовые узлы станков - Лекция

Пространственное расположение инструмента и заготовки под воздействием сил резания, собственного веса узлов и температурных воздействий обеспечивается несущей системой станка.К базовым узлам относят, например фрезерно-расточного станка: корпусные детали (станины, основания, стойки, колоны, корпуса шпиндельных бабок и т.д.);

каретки, суппорта;

ползуны;

траверсы.

По форме базовые детали разделяются на 3-и группы: брусья;

пластины;

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 (портальные, продольно-строгальные, продольно-фрезерные, зубофрезерные и др.).

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

При необходимости улучшений условий отвода стружки из зоны резания станины изготавливаются с наклонными стенками и окнами в боковой стенками.

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

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 счет увеличения жесткости их стенок путем установки бобышек и ребер.

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

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: скольжения (смешанного трения);

качения;

комбинированные;

жидкостного трения;

аэростатические.

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

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;