1. Виды поверхностей. Методы образования поверхностей
 Скачать 61.04 Kb.
|
|
27. Опоры ШУ МРС. В качестве опор используются: подшипники качения (шариковые, роликовые, игольчатые); подшипники скольжения (гидродинамические, гидростатические, аэродинамические, аэростатические, магнитные) Из-за ряда существенных преимуществ наибольшее применение в настоящее время имеют подшипники качения. Опоры качения. В качестве опор качения ШУ отечественных станков используются радиальные и радиально-упорные шарико- и роликоподшипники. В шпиндельных узлах применяются в основном подшипники последних трех классов точности. При работе шпиндельного узла главную роль играет передняя опора шпинделя. Она воспринимает основные нагрузки и находится ближе к месту обработки. Поэтому компоновка шпиндельного узла осуществляется обычно таким образом, чтобы передняя опора имела более точные подшипники, часто сдвоенные для увеличения жесткости. Точность передних подшипников обычно выбирают на класс выше, чем задних. Если осевые нагрузки воспринимаются передней опорой, задняя опора выполняется плавающей, т, е. незакрепленной в осевом направлении. 28. Регулировка зазора-натяга в радиальных роликовых, радиально-упорных и упорных подшипниках ШУ. 29. Методика расчета ШУ на точность. 30. Методика проектирования шпиндельных узлов МРС 31. Оптимизация размеров шпиндельного узла по критерию жесткости. Критерии оптимизации выбираются из перечня рабочих характеристик узла и уточняются в зависимости от назначения станка, степени его универсальности и степени влияния на выходные показатели качества (точность обработки, производительность) всего станка. При однокритериальной оптимизации в качестве критерия принимается статическая жесткость узла, которая в значительной степени обусловливает выбор диаметральных размеров и длин отдельных участков шпинделя. Дополнительно учитываются требования минимальной передачи возмущений от привода к переднему торцу шпинделя, определяемые конструктивным исполнением элементов привода, и типовые соотношения, сложившиеся в практике конструирования данных узлов, а также их стандартизованные размеры. В результате рассчитываются параметры шпинделя с заданным типом передней и задней опор, обеспечивающие минимальную величину прогиба на его переднем конце под действием приложенной силы резания. 32. Методика расчета ШУ на жесткость. 33. Типовые механизмы прямолинейного движения. Типовые механизмы прямолинейного движения. В современных металлорежущих станках для осуществления прямолинейных движений используют преимущественно следующие механизмы: зубчатое колесо — рейка; червяк — рейка; ходовой винт — гайка; кулачковые механизмы; гидравлические устройства, а также электромагнитные устройства типа соленоидов. Механизм зубчатое колесо — рейка применяют в приводе главного движения и движения подачи, а также в приводе различных вспомогательных перемещений. Механизм червяк — рейка применяется в виде двух типов передач: • с расположением червяка под углом к рейке, что позволяет (в целях большей плавности хода передачи) увеличить диаметр колеса, ведущего червяк; • с параллельным расположением в одной плоскости осей червяка и рейки, когда рейка служит как бы длинной гайкой с неполным углом охвата винта-червяка. Винтовые пары скольжения из-за больших потерь при скольжении в резьбе и связанного с этим износа заменяются винтовыми парами качения. Они имеют малые потери на трение, высокий КПД, кроме того, в них могут быть полностью устранены зазоры в резьбе в результате создания предварительного натяга. Замена трения скольжения трением качения в винтовой паре возможна либо использованием вместо гайки роликов, свободно вращающихся на своих осях, либо применением тел качения (шариков, а иногда роликов). На рисунке 3.29 показана шариковая пара, у которой в резьбу между винтом I и гайкой 4 помещены шарики 2. Шариковая винтовая пара Шарики катятся по канавкам закаленного ходового винта и гайки. При вращении винта шарики, перекатываясь по канавке, попадают в отверстие гайки и, проходя по желобу 3, через второе отверстие снова возвращаются в винтовую канавку. Таким образом, шарики постоянно циркулируют в процессе работы передачи. Как правило, в шариковых парах применяют устройства для выборки зазоров и создания предварительного натяга. Кулачковые механизмы, преобразующие вращательное движение в прямолинейное поступательное, применяются главным образом на автоматах. Различают кулачковые механизмы с плоскими и цилиндрическими кулачками. Устройства для малых перемещений. В тех случаях, когда жесткость обычных механизмов типа реечной или винтовой пары не обеспечивает очень точные перемещения (т. е. когда медленное движение узла переходит в скачкообразное с периодически чередующимися остановками и скачками), применяются специальные устройства, работающие без зазоров и обеспечивающие очень высокую жесткость привода. К таким устройствам относятся термодинамический привод, магнитострикционный и привод с упругим звеном. Термодинамический привод представляет собой жесткий полый стержень, один конец которого крепится к неподвижной части станка (станине), а другой соединяется с подвижным узлом. При нагревании стержня посредством спирали или пропусканием электрического тока малого напряжения и большой силы непосредственно через него стержень удлиняется, перемещая подвижный узел станка. Для возврата подвижного узла в начальное положение стержень необходимо охладить. Магнитострикционный привод работает следующим образом. Стержень, изготовленный из магнитострикционного материала, помещают в магнитное поле, напряженность которого можно менять. Увеличивая или уменьшая напряженность магнитного поля, тем самым изменяют длину стержня. Различают положительную магнитострикцию (когда с увеличением напряженности магнитного поля размеры стержня увеличиваются) и отрицательную (с увеличением напряженности магнитного поля размеры стержня уменьшаются). Привод с упругим звеном позволяет получать малые перемещения за счет упругого звена типа рессоры или плоской пружины. Предварительное нагружение рессоры осуществляется жидкостью из гидросистемы. Затем по мере свободного истечения масла из цилиндра через выпускное отверстие малого сечения рессора выпрямляется и свободным концом перемещает шлифовальную бабку. 34. Типовые механизмы периодического движения. Для получения прерывистого движения в станкостроении используют различные типовые механизмы, каждый из которых имеет свою область применения. Для осуществления периодических вращений валов в станкостроении используют в основном храповые и мальтийские механизмы. Первые применяют в тех случаях, когда необходимо осуществлять прерывистые движения рабочих органов в течение коротких промежутков времени. Механизмы периодического движения. К механизмам периодического движения, используемым в станкостроении, относятся храповые и мальтийские механизмы. Храповые механизмы применяют в тех случаях, когда необходимо осуществить прерывистое движение рабочих органов в течение коротких промежутков времени, а мальтийские механизмы — для периодического поворота через длительные отрезки времени. 35. Механизмы ускоренных (быстрых) перемещений. Узлы станка, кроме медленных, имеют и быстрое перемещение. Для обеспечения ускоренной подачи узлов существует несколько решений. 1) - с общим двигателем Двигатель должен диапазон регулирования частоты вращения в несколько тысяч. Если двигатель такую возможность обеспечивает, то этот вариант простейший, а его недостатки: это тяжелые условия работы элементов привода. 2) Разветвление кинематической цепи дает возможность разгрузить двигатель рабочих движений за счет дополнительной кинематической цепи замыкаемой на тоже тяговое устройство. Недостатки: нужно автоматическое переключающее устройство (электромагнитные муфты с соответствующей системой управления.) Использовать двигатель для быстрого движения. 4)Применения самодействующих включающих устройств в виде обгонных муфт. Двигатель рабочей подачи вращает внешний обод муфты и передает вращения внутреннему тяговому устройству через заклиненные ролики. При вкл. двигателя ускоренных перемещений выступы в муфте выбивают ролики из клинового пространства в тоже время выкл. двигатель рабочих подач. Дв-е от двигателя ускоренной подачи передается тяговому устройству в следствии прижима роликов к выступам внутренней части муфты. 36. Типы механизмов управления. 37. Системы смазки в МРС. Назначение. Структура типовой системы смазки подвижных элементов МРС. Для смазки станков преимущественно используются жидкие индустриальные масла различных марок: для шпиндельных подшипников скольжения с малым зазором применяются маловязкие сорта масел, для направляющих — масла повышенной вязкости и специальные сорта, обеспечивающие повышение устойчивости движения, для коробок скоростей и подач — масла средней вязкости. Консистентные смазки применяются значительно реже — для смазки подшипников качения, работающих при средних скоростях и в сравнительно тихоходных зубчатых передачах. 38. Системы охлаждения в МРС. Назначение. Структура типовой системы охлаждения в МРС. 39. Показатели точности станков токарной группы. Точность установки направляющих в направлении: а) продольном, б) поперечном Прямолинейность продольного перемещения суппорта в горизонтальной плоскости Радиальное биение оси внутренней центрирующей поверхности шпинделя передней бабки Радиальное биение наружной центрирующей поверхности шпинделя передней бабки Торцевое биениенесъемными планшайбами)фланца шпинделя передней бабки Радиальное биение оси вращения шпинделя передней бабки: а) у торца шпинделя, б) на расстоянии I от торца шпинделя Радиальное биение упорного центра, вставленного в отверстие шпинделя Радиальное биение внутренней центрирующей поверхности шпинделя передней бабки Прямолинейность и параллельность траектории продольного перемещения суппорта относительно оси вращения шпинделя передней бабки в плоскостях: а) горизонтальной, б) вертикальной Прямолинейность и параллельность траектории перемещения верхних салазок суппорта относительно оси вращения шпинделя передней бабки в вертикальной плоскости 40. Показатели точности станков сверлильной группы. 41. Показатели точности станков фрезерной группы. 42. Показатели точности станков шлифовальной группы. 43. Показатели точности станков зубообрабатывающей группы. 44. Показатели точности станков резьбообрабатывающей. 45. Виды испытаний станков. Основным видом испытаний станков являются приемочные испытания, включающие: 1) испытание станка на холостом ходу, проверку работы механизмов и проверку паспортных данных; 2) испытание станка в работе под нагрузкой, а специальных станков и на производительность; 3) проверку станка на геометрическую точность, точность обрабатываемой заготовки и параметр шероховатости; 4) испытание станка на жесткость и виброустойчивость при резании. Испытания станка без нагрузки (на холостом ходу) и проверка паспортных данных. Испытание станка в работе под нагрузкой Испытание станков на производительность Испытание станков на получение параметра шероховатости поверхности 46. Испытание станков на жесткость. Геометрическая и кинематическая точность станка являются необходимым, но недостаточным условием для обеспечения требуемой точности обработки. Большую роль играют деформации узлов станка под нагрузкой. Для определения этих величин производится испытание станков на жесткость. Для каждого типа станка разработан ГОСТ, который предусматривает метод нагружения, величину максимальной нагрузки, направление ее приложения и допустимые деформации узлов. 47. Испытания станков на точность. Проверка станков на точность заключается в проверке на геометрическую точность, шероховатость поверхности и точность обработки. Проверка на геометрическую точность имеет целью проверить прямолинейность направляющих, плоскостность столов; положение и точность вращения шпинделей; горизонтальность и вертикальность стоек, направляющих плит и колонн; параллельность и перпендикулярность осей между собой или соответствующими направляющими; погрешности ходовых винтов, делительных устройств и т.д. Для типовых моделей станков с установившейся компоновкой геометрическая точность нормируется соответствующими ГОСТами. При проверке станков с оригинальной компоновкой и специальных станков необходимо установить положение координатных плоскостей станка. Если станок имеет вращающийся рабочий орган, то две координатные плоскости, расположенные взаимно перпендикулярно, обычно проходят через ось вращающегося рабочего органа, а третья – перпендикулярно к этой оси. Если станок не имеет вращающегося рабочего органа, то одна из координатных плоскостей располагается параллельно плоскости перемещения одного из рабочих органов, совершающего прямолинейное движение, вторая перпендикулярно к ней и параллельно направлению перемещения рабочего органа, а третья – перпендикулярно к двум первым. После выбора координатных плоскостей анализируется влияние погрешностей расположения направляющих, опорных поверхностей и посадочных мест для установки обрабатываемых деталей, приспособлений и режущего инструмента на погрешность обработки и устанавливаются нормы на эти погрешности. При установлении допускаемой величины погрешностей следует руководствоваться ГОСТами для универсальных станков. Также должны быть разработаны методы проверки величины погрешностей, возникающих в процессе изготовления и сборки станка. Виды возникающих в процессе обработки погрешностей определяются, с одной стороны, характером выполнения операции, с другой – характером отклонений взаимного расположения и формы направляющих рабочих органов. Проверку следует проводить после предварительной обкатки станка вхолостую или после испытаний в работе, причем главные элементы станка должны достигнуть рабочих установившихся температур. При проверке геометрической точности вращающихся рабочих органов контролируется биение оси и правильность расположения опорных поверхностей и посадочных мест. При кинематическом профилировании источников погрешностей, возникающих в процессе обработки, могут явится погрешности передаточных отношений кинематической цепи, осуществляющих функционально связанные перемещения соответствующих рабочих органов. Кинематической погрешностью понимается наибольшая погрешность угла поворота зубчатого колеса в пределах одного оборота при однопрофильном зацеплении с точным колесом. Погрешности передаточных чисел могут быть переменными и постоянными. Постоянные погрешности возникают вследствии невозможности точного подбора чисел зубьев зубчатых колёс, входящих в кинематическую цепь. Переменные погрешности передаточного отношения могут возникнуть в связи с погрешностями изготовления элементов кинематической цепи. Кинематические цепи, осуществляющие функциональные перемещения органов станка, в большинстве случаев состоят из зубчатых колёс. Последним звеном цепи обычно является либо винт с гайкой либо червячная передача. При работе станка под нагрузкой возникают дополнительные кинематические погрешности обусловленные деформациями звеньев цепи колебательными процессами, зазорами в кинематической цепи. 48. Испытание станков на виброустойчивость. Испытания станков на виброустойчивость производятся при работе его вхолостую и под нагрузкой, причем при помощи соответствующих приборов регистрируются: 1) чистота обработанной поверхности образцов — с помощью профилографа; 2) частоты и амплитуды колебаний соответствующих элементов станка при возникновении чрезмерных вибраций — вибрографом или торсиографом (для крутильных колебаний); 3) частоты сооственных колебаний рабочих органов испытываемого станка — осциллографом; эти колебания возбуждаются обычным способом (например ударом, вызывающим затухающие колебания). Для оценки виброустойчивости станка испытание проводится при трех режимах работы: 1) заведомо безвибрационном; 2) заведомо вибрационном 3) переходном, т. е. таком, который по некоторым признакам является безвибрационным, по остальным — вибрационным. Жесткость станка в большой степени определяет его виброустойчивость. Ярким показателем качества изготовления и сборки станка является уровень его колебаний на холостом ходу. Наибольший интерес представляют измерения относительных колебаний инструмента и заготовки, непосредственно влияющих на точность обработки. При испытании опытных образцов станков относительные колебания измеряют во всем диапазоне частот вращения шпинделя. В конусное отверстие шпинделя устанавливают регулируемую оправку с биением измерительной шейки менее 3 мкм. Датчиком (емкостным или индуктивным), установленным на суппорте станка, измеряют относительные колебания и подвергают их частотному анализу в диапазоне частот до 1 кГц. Частотный спектр колебаний холостого хода определяется в основном наиболее мощными возбудителями колебаний (неуравновешенные вращающиеся детали привода главного движения станка, погрешности зубчатых и ременных передач, муфт, подшипников качения и др.) и собственными колебаниями элементов упругой системы станка. Колебания холостого хода нормируют по частотным диапазонам: нормы на составляющие спектра, частоты которых лежат ближе к частоте потенциально неустойчивой формы колебаний станка, должны быть более жесткими, чем для других частотных диапазонов. Для серийных станков эту проверку проводят на частоте вращения шпинделя, соответствующей чистовой обработке. Испытания станков на виброустойчивость при резании сводятся к определению предельной стружки — максимальной глубины резания /пр, снимаемой без вибраций. Для опытных образцов станка определяют зависимость предельной стружки от частоты вращения шпинделя при всех характерных видах обработки и нескольких подачах. Например, характерными видами обработки на токарных станках являются продольное точение вала в центрах, обработка вала, закрепленного консольно, и торцовая обработка кольца. Признаком предельной стружки обычно служит появление характерного звука при работе станка и резкое увеличение амплитуды относительных колебаний инструмента и заготовки, на которой при этом появляются следы вибраций. Параллельно с определением предельной стружки фиксируют частоту потенциально неустойчивой формы колебаний. Полученные данные позволяют построить графики зависимости /пр от частоты вращения для каждого вида обработки и не менее чем при трех подачах. Эти графики определяют границы устойчивости, которые оценивают путем сравнения с лучшими образцами аналогичных станков 49. Испытания станков на шум. Одним из критериев качества изготовления и сборки станка является шум при его работе. Для обеспечения нормальных условий работы людей в производственных помещениях шум каждого станка регламентирован. Цель проверки шумовых характеристик — установить, не превышает ли уровень шума станка допустимого значения. Допустимые значения устанавливаются в зависимости от чувствительности человеческого уха к шумам в различных частотных диапазонах (до 90 дБ — для частот ниже 350 Гц, до 75 дБ — для частот выше 4 кГц). Для оценки шума используют шумомеры, реагирующие на звук подобно человеческому уху. В состав шу-момера входят микрофон, усилители, корректирующие контуры (А, В и С), набор полосовых фильтров и стрелочный измерительный прибор. Шум измеряют обычно при наибольшей частоте вращения шпинделя. Три переключаемых корректирующих контура могут изменять частотную характеристику шумомера в зависимости от уровня шума, что позволяет более объективно оценить шум проверяемого станка. Для опытных образцов проводят частотный анализ шума с помощью включения полосовых фильтров, позволяющих определить уровень шума в узких полосах частот. Для точного анализа используют октавные (отношение средних частот соседних полос 1:2) и третьоктавные (отношение 1:1,26) фильтры. Результаты анализа представляют в виде спектра шума, показывающего уровни шума на разных частотах исследуемого диапазона. Проверка в работе. Данное испытание состоит в проверке результатов обработки образца. В Руководстве по эксплуатации на основании ГОСТа на проверку точности для каждого типа станка указываются материал, размеры образца, а также допускаемые отклонения размеров, формы и взаимного расположения поверхностей после обработки. 50. Установка станков. Фундаменты и опоры станков Станки нормальной точности в зависимости от их массы и конструкции могут быть установлены на пол цеха, на устроенные в полу утолщенные бетонные ленты (ленточные фундаменты) или на специально проектируемые фундаменты обычного типа. На пол цеха устанавливают станки массой до 10-15 т со станинами жесткими и средней жесткости (,l – длина, h – высота сечения станины). Толщину бетонной плиты (подстилающего слоя пола) определяют из расчета на прочность и назначают не менее 150 мм. На пол (общую плиту) цеха или на утолщенные бетонные ленты соответствующей прочности и жесткости устанавливают и более тяжелые станки (массой до 30 т). Проектирование и расчет прочности пола производят в соответствии с нормами проектирования полов (СНиП II-В.8-71). 51. Содержание работ и организация обслуживания станков. На производстве техобслуживание оборудования принято делить на: текущее (чистка и смазка доступных снаружи узлов и механизмов, контроль нагрева трущихся деталей и т.д.), которое возлагается на станочника; плановое (чистка и смазка требующих разборки узлов и механизмов, замена масла и фильтров, наладка, регулировка) – его выполняет служба механика. Периодичность и правила проведения техобслуживания, выбор масла и смазки для металлорежущих станков Главным документом, определяющим правила ухода и периодичность техобслуживания, является паспорт станка. Смазываемые точки, вид и количество смазочного материала для каждой из них указываются в карте и таблице смазки. Если условия эксплуатации требуют изменения интервалов между техобслуживанием и/или использования смазок других марок, службой главного механика предприятии составляются собственные карты ТО. Масла для металлорежущих станков должны иметь высокую моющую способность – мелкая металлическая стружка и пыль, образующаяся при обработке заготовок, ускоряет износ трущихся пар. Их вязкость выбирается с учетом скоростного режима работы и степени нагрузки механизмов. Отличные эксплуатационные характеристики имеют станочные масла марок ZIC, Mobil, Mannol. Масляные СОЖ образуют на поверхностях станков трудноудаляемую пленку. Применение синтетических составов сокращает затраты времени на уход за оборудованием. Техобслуживание токарных станков Система смазки токарного станка устроена непросто: множество пар трения работают при неодинаковых нагрузках и скоростях, поэтому требуют применения разных смазочных материалов и способов их подачи. |