Материал: Расчет и конструирование станков. курсовое проектирование. Пачевский В.М., Старов В.Н

При конструировании проводят расчет погрешностей обработки, вызванных деформацией узлов станка, т. к. деформация узлов станка отражается, в первую очередь, на точности обработки. Для определения допустимых значений деформаций необходимо рассчитать те погрешности обработки, которые они вызывают.

В зависимости от конструкции станка и метода обработки недостаточная жесткость узлов станка может по-разному влиять на точность обработки. В одних случаях возникающие деформации непосредственно искажают размеры и форму обрабатываемой детали, в других это влияние можно значительно уменьшить или почти исключить подналадкой станка.

В работе /24/ рассмотрены типовые случаи при определении погрешностей обработки, вызванных деформацией узлов станка (рис. 59).

1. На точность обработки непосредственно влияют деформации узлов. В этом случае подналадкой станка практически нельзя устранить или уменьшить это влияние. Например, при работе радиально-сверлильного станка (рис. 59, а) в результате деформации колонны, хобота, шпиндельной бабки, направляющих и других элементов ось сверла отклоняется от своего первоначального положения на некоторый угол а.

Это приводит к изменению оси обработанного отверстия, дополнительному уводу сверла вследствие его врезания в деталь под некоторым углом и «разбивки» отверстия - искажение его формы.

Рисунок 59 - Влияние жесткости узлов станка на точность обработки из-за изменения жесткости суппорта при его различных положениях

2. Точность обработки может быть повышена путем подналадки деформированного узла. Например, отжатие суппорта токарного станка (рис. 59, б) вызывает увеличение диаметра обрабатываемой детали, но дополнительная установка резца в радиальном направлении позволит получить деталь нужного размера. В этом случае погрешность обработки может возникать или вследствие колебания силы резания Р на некоторую величину (из-за неоднородности припуска и твердости детали, из-за затупления резца и т. д.), или

_. (129)

Так как эти колебания невелики, то даже сравнительно невысокая жесткость суппорта может обеспечить требуемую точность обработки.

3. На точность обработки влияет переменная жесткость узла или неодинаковая жесткость отдельных элементов. Так, если шпиндели многопозиционного станка (рис. 59, в) имеют различную жесткость j₁, j₂, … j_n, то при обработке деталей резцом, закрепленным в суппорте, имеющим жесткость j₀ на различных шпинделях, получаются изделия неодинаковых размеров. Если деформацию суппорта легко устранить подналадкой, то неодинаковая жесткость шпинделей приводит к различию диаметров обработанных деталей на величину

^, (130)

где Р — усилие резания; и — наибольшая и наименьшая жесткости соответствующих шпинделей.

4. На точность обработки влияет перераспределение сил, действующих на узлы, что происходит в процессе обработки и во многих случаях приводит к изменению положения узлов, например, при обточке детали в центрах токарного станка (рис. 59, г). Сначала усилие резания приложено около заднего центра, который деформируется, так как задняя бабка имеет некоторую жесткость j₂. Затем по мере обточки изделия резец приближается к передней бабке станка и составляющая, действующая на шпиндель станка, возрастает. В результате изменяются и деформации узлов. Имеем следующее.

Деформация передней бабки

^{. (131)}

Деформация задней бабки

^{, (132)}

где х — координата положения резца.

Таким образом, постепенно происходит изменение оси вращения обрабатываемой детали, и даже без учета ее прогиба происходит искажение формы обрабатываемой поверхности.

Приращение радиуса обрабатываемой детали r в результате деформации узлов не является постоянным, а зависит от положения резца:

_. (133)

Погрешность обработки , которую нельзя устранить подналадкой резца, равняется разности между наибольшим и наименьшим значениями приращений радиусов:

. (134)

Рассмотренные в данном разделе начальные (статические) показатели качества станка - геометрическая и кинематическая точность, прочность, жесткость - являются очень важными для оценки технологических возможностей станка по выпуску качественной продукции, но они не учитывают влияния процессов, которые действуют на станок при его эксплуатации, поэтому, чтобы быть уверенными в высокой точности, необходимо проводить учет динамических показателей станка.

Заключение

В пособии изложен материал, соответствующий основной образовательной программе по дисциплине «Расчет и конструирование станков». Представлены методики подготовки к проектированию и выполнению проектных расчетов наиболее ответственных исполнительных механизмов и несущей системы станков.

Определена последовательность работы над проектами модернизации станков с целью усовершенствования их конструкции. Даны рекомендации и определены направления информационного поиска прогрессивных технических решений.

Сложные методические рекомендации по проектным расчетам наиболее ответственных узлов таких как: приводы главного движения и подачи, шпиндельные узлы и тяговые механизмы подачи, иллюстрированы примерами расчета и чертежами рассчитанных конструкций.

В пособии представлены рекомендации по выбору и использованию в проекте типовых унифицированных конструкций.

Пособие обеспечивает усвоение учебной информации, имеющей высокий уровень практической значимости, позволят использовать оптимальные технологии обучения и виды взаимодействия преподавателя и студентов, способствующие их целенаправленной подготовке к будущей практической деятельности.

Список литературы

1. Стандарт предприятия. Текстовые документы (курсовые работы (проекты), рефераты, отчеты по лабораторным работам, контрольные работы). Правила оформления / ГОУ ВПО «Воронежский государственный технический университет», 62-2007. – Воронеж: ВГТУ, 2007.

2. Справочник технолога-машиностроителя / под ред. А.М. Дальского, А.Г. Суслова, А.Г. Косиловой, Р.К. Мещерякова. – 5-е изд. перераб. и доп. – М.: Машиностроение, 2001. Т.2. 496 с.

3. Гузеев В.И. Режимы резания для токарных и сверлильно-фрезерно-расточных станков с ЧП: справочник / В.И. Гузеев, В.А. Батуев, И.В.Сурков; под ред. В.И. Гузеева. – М.: Машиностроение, 2005. – 968 с.

4. Тарзиманов Г.А. Проектирование металлорежущих станков / Г.А. Тарзиманов. – 3-е изд., перераб. и доп. – М.: Машиностроение, 1980. – 288 с.

5. Кочергин А.И. Конструирование и расчет металлорежущих станков и станочных комплексов: курсовое проектирование: учеб. пособие для машиностр. спец. вузов / А.И. Кочергин. Минск: Выш. шк., 1991. – 381 с.

6. Асинхронные двигатели серии 4А: справочник / А.Э. Кравчик, М.М. Шлаф, В.И. Адонин, Е.А. Соболенская. – М.: Энергоиздат, 1982. – 504 с.

7. Курмаз Л.В.Детали машин. Проектирование: справочное учеб.-метод. пособие / Л.В. Курмаз, А.Т. Скойбеда – 2-е изд., перераб. – М.: Высш. шк., 2005. – 309 с.

8. Иосилевич Г.Б. Прикладная механика: учеб. для вузов / Г.Б. Иосилевич, Г.Б. Строганов, Г.С. Маслов; под ред. Г.Б. Иосилевича. – М.: Высш. шк., 1989. – 351 с.

9. Трофимов В.В. Оборудование машиностроительного производства: учеб. пособие / Трофимов В.В., Трофимов В.Т. Воронеж: ГОУВПО «Воронежский государственный технический университет». 2002. 160 с.

10. Пуш В.Э. Металлорежущие станки: учеб. пособие / В.Э. Пуш, В.Г. Беляев и др.; под ред. В.Э. Пуша. М.: Машиностроение, 1986. – 420 с.

11. Пачевский В.М. Исполнительные механизмы металлорежущих станков: учеб. пособие / В.М. Пачевский, Л.Н. Дедушенко, Л.А. Федотова. Воронеж: ГОУВПО «Воронежский государственный технический университет». 2003. – 157 с.

12. Машиностроение: Энциклопедия. В 40 т. Раздел IV. Расчет и конструирование машин / пред. ред. совета К.В. Фролов и др. – Т. IV-7. Металлорежущие станки и деревообрабатывающее оборудование, 1999. – 863 с.

13. Пуш В.Э. Конструирование металлорежущих станков / В.Э. Пуш. – М.: Машиностроение, 1977. – 390 с.

14. Свешников В.К. Станочные гидроприводы: справоч-

ник / В.К. Свешников. – 4-е изд. перераб. – М.: Машиностроение, 2004. – 512 с.

15. Схиртладзе А. Г. Технологическое оборудование машиностроительных производств: Учеб. Пособие для машиностроит. Спец. вузов / А.Г. Схиртладзе, В. Ю. Новиков; Под ред. Ю. М. Соломенцева. 2-е изд., перераб, и доп. – М.: Высш. шк., 2002. 407 с.

16. Варварин В.К. Выбор и наладка электрооборудования: справочное пособие. – М.: Форум ИНФРА-М, 2006. – 237 с.

17. Схиртладзе А.Г. Проектирование нестандартного оборудования: учеб. / А.Г. Схиртладзе, С.Г. Ярушин. – М.: Новое знание, 2006. – 424 с.

18. Иванов М.Н. Детали машин: учебник для машиностроительных специальностей вузов / М.Н. Иванов, В.А. Финогенов. – 11-е изд., перераб. М.: Высш. шк., 2007. – 408 с.: ил.

19. Фельдштейн Е.Э. Обработка деталей на станках с ЧПУ: учеб. пособ. / Е.Э. Фельдштейн, М.А. Корниевич. – Минск: Новое знание, 2005. – 397 с.

20. Черпаков Б.И. Металлорежущие станки: учеб. / Б.И. Черпаков, Т.А. Альперова. – М.: Academia, 2003. – 368 с.

21. Якушев А.И. Взаимозаменяемость, стандартизация и технические измерения: учеб. для машиностр. и приборостр. спец. вузов / А.И. Якушев, Л.А. Воронцов, Н.М. Федотов. – 6-е изд. перераб. и доп. – М.: Машиностроение, 1996. – 350 с.

22. ГОСТ 25329 – 82.

23. Соломенцев Ю.М. Роботизированные технологические комплексы и гибкие производственные системы в машиностроении: альбом схем и чертежей: учеб. пособие для втузов / К.П. Жуков, Ю.А. Павлов; под общ. ред. Ю.М. Соломенцева – М.: Машиностроение, 1989. – 192 с.

ПРИЛОЖЕНИЕ Б

(обязательное)

Форма бланка задания на курсовой проект /1/

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«ВОРОНЕЖСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

(ГОУВПО «ВГТУ»)

Кафедра _______________________________________________________

ЗАДАНИЕ

на курсовой проект

по дисциплине __________________________________________________

_______________________________________________________________

Тема проекта ___________________________________________________

_______________________________________________________________

Студент группы _________________________________________________

Фамилия, имя, отчество

Номер варианта _________________________________________________

Технические условия _____________________________________________

________________________________________________________________

________________________________________________________________

Содержание и объем проекта (графические работы, расчеты и прочее)

__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Сроки выполнения этапов _________________________________________

________________________________________________________________

Срок защиты курсового проекта ____________________________________

Руководитель ______________________________________

Подпись, дата Инициалы, фамилия

Задание принял студент ______________________________________

Подпись, дата Инициалы, фамилия

ПРИЛОЖЕНИЕ В

(справочное)

Пример оформления содержания /1/

Содержание

Задание на курсовой проект (работу) 2

Замечания руководителя 3

Введение 5

1 Ххххх ххххххххх ххххххх ххххххххххххх ххххххх

хххххххххххххххххх 6

1.1 Ххххххх ххххххххх хххххххх ххххххх хххххххх 6

1.2 Хххххххххххх ххххххххххххххх хххх хххххххх 9

1.3 Ххххххх хххххххххххххх ххххххххххххх 11

2 Хххххх ххххххх ххххххххххх ххххххххх хххххххх 16

2.1 Ххххх ххххххххх хххххххх 16

2.2 Хххххххх ххххххх ххххххххх ххххххххх 19

2.3 Ххххххххххххх хххххххххххххх ххххххххххххх

хххххххххххххх 22

3 Хххххххххххххххххххххххххххххх 25

3.1 Хххххххххххх хххххххххххххх ххххххххххххх 26

3.2 Хххххххххххх хххххххххххххх ххххххххххххх

ххххххххххххххххх ххххххххххххххххх 27

3.3 Ххххххххххххххххх 30

3.3.1 Хххххххххххххххх ххххххххх хххххххххх

хххх ххххх ххххххххххххххх ххххххххххх

хххххх ххххххххх 32

3.3.2 Хххххх ххххххххх хххххххххххх ххххххх 33

Заключение 35

Список литературы 36

Приложение А Хххххххххх ххххххххххх 37

Приложение Б Ххххххх ххххххх хххххххх 39

Оглавление

Введение 3

1 Общие указания и исходные данные для проектирования 5

1.1 Цель, состав, тематика и оформление курсового проекта 5

1.2 Содержание и оформление расчетно-пояснительной

записки 6

1.3 Исходные данные для проектирования 8

1.4 Техническая характеристика станка 11

2 Задание на модернизацию 18

2.1 Патентно-информационные исследования 18

2.2 Направления патентных исследований 19

3 Схематическое проектирование привода 21

3.1 Определение скоростных параметров

электромеханического привода 21

3.2 Компоновка механического привода 24

3.3 Графоаналитическое проектирование привода 26

3.3.1 Графоаналитический расчет привода