Синтез високошвидкісних затискних патронів токарних верстатів - Автореферат

НАЦІОНАЛЬНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ УКРАЇНИРобота виконана в Національному технічному університеті України “Київський політехнічний інститут ”на кафедрі конструювання верстатів та машин Міністерства освіти і науки України, м. Науковий керівник: доктор технічних наук, професор, Кузнєцов Юрій Миколайович, Національний технічний університет України “Київський політехнічний інститут”, професор кафедри “Конструювання верстатів та машин”,м. Офіційні опоненти: доктор технічних наук, професор Павленко Іван Іванович, Кіровоградський державний технічний університет, завідувач кафедри “Технологія машинобудування ”,м. З дисертацією можна ознайомитися у бібліотеці Національного технічного університету України “Київський політехнічний інститут” за адресою: м.Київ, проспект Перемоги, 37.Між тим з підвищенням частоти обертання шпинделя верстата підсилюється дія на кулачки затискного патрона відцентрових сил, які знижують силу затиску приблизно в квадратичній залежності, обмежуючи режими різання, що знижує продуктивність верстатів, обмежує можливість максимального використання їх швидкостей і потужності, підвищує аварійність роботи за рахунок значного збільшення напруг швидкообертаючих деталей і, зокрема, корпусів патронів. Це потребує нових теоретичних і експериментальних досліджень при створенні принципово нових конструкцій затискних патронів, які здібні працювати і зберігати силу затиску при високих частотах обертання. Тому створення прогресивного високошвидкісного затискного оснащення, в тому числі високошвидкісних затискних патронів (ВШЗП) і розробка методів їх проектування визначають актуальність даної дисертаційної роботи. затискний патрон силовий пружний Метою дисертаційної роботи є підвищення швидкісних показників токарних верстатів з ЧПК за рахунок створення затискних патронів з компенсацією відцентрових сил, що працюють на високих частотах обертання, і розробки методів їх розрахунку і проектування. Вивчити основні фактори, які впливають на втрату сили затиску в затискних патронах і провести патентно-інформаційні дослідження по конструкціях ВШЗП, що дозволяє визначити шляхи і тенденції їх розвитку.Для ВШЗП з врахуванням впливу частоти його обертання на силові характеристики і для порівняння різних конструкцій запропоновано ввести додатко-вий показник - коефіцієнт втрати радіальної сили затиску Т одного затискного елемента (ЗЕ) або сумарної сили затиску ТУ всіх ЗЕ: , (1) де Тщ і ТУЩ - радіальна сила затиску, яка діє на заготовку (деталь) відповідно з боку одного або всі ЗЕ в статиці і при заданій частоті обертання щі(ni), - показник рівня падіння вихідної силової характеристики патрона від дії відцентрової сили Fwk незрівноважних ЗЕ. На підставі патентно-інформаційних досліджень наведений детальний аналіз відомих схем і конструкцій ВШЗП с компенсацією відцентрових сил, а також проаналізовані раніше проведені теоретичні і експериментальні дослідження які свідчать про те, що: 1. Блюмбергом В.А., при попарному порівнянні по шести якісним критеріям К1-К6 (початкова статична сила затиску, рівень падіння вихідної сили, рівень зростання вхідної сили, трудомісткість і технологічність конструкції, надійність роботи, жорсткість системи патрон-деталь) був обраний для подальших досліджень синтезований варіант ВШЗП з компенсацією відцентрових сил (варіант Х6) (по патенту України № 74683). При силовому аналізі виконувалося моделювання силових характеристик патрона в статиці (n=0) і при обертанні на різних частотах n без компенсації і з компенсацією відцентрових сил з врахуванням розподілу сил на затискному елементі-кулачку. На кулачок діють: радіальна сила тиску q(x) на робочій поверхні, характер розподілу якої по довжині контакту лінійного стику q(x)=A Bx (де А, В - коефіцієнти функції розподілу тиску), R1, R2 - результуючі реакції в напрямних пазах патрона, FR1, FR2 - сили тертя в напрямних пазах, R3 - сила, що передається на кулачок від приводу; - радіальна сила затиску деталі одним кулачком, яка діє на відстані від напрямнихПри створенні ВШЗП необхідно використовувати: додаткові поля (гравітаційні, магнітні, електромагнітні), що компенсують гравітаційне поле незрівноважених затискних елементів; принцип закриття силового контуру патрона; зниження мас і радіусів центра тяжіння незрівноважених затискних елементів за рахунок їх форми. Наприклад, підвищення коефіцієнта тертя від 0,1 до 0,2 приводить до зменшення силу затиску в 1,3 рази, в той час, як довжина напрямних кулачка в меншій мірі впливає на зміну сили затиску. Вплив форми кулачка ще більше відчутний при компенсації відцентрових сил, так, наприклад, використання компенсатора відцентрових сил у вигляді врівноваженого вантажу масою 1,3 кг приводить до підвищення частоти обертання при умові 2/3 втрати сили затиску до 2610 хв.-1 при використанні призматичних, 6290 хв-1 - для ступінчастих.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ