Определение исходных расчетных нагрузок станка

Категория:
Металлорежущие станки


Определение исходных расчетных нагрузок станка

В процессе относительного перемещения режущего инструмента и заготовки возникают силы резания, приложенные, с одной стороны, к режущему инструменту, с другой — к заготовке. Относительное перемещение происходит под действием движущих сил, приложенных к подвиж^ш рабочим органам со стороны приводов. Движущие силы должны преодолеть силы резания, силы трения, возникающие на направляющих подвижных рабочих органов под действием сил резания, движущих сил и сил веса подвижных рабочих органов, а при вертикальном или наклонном перемещении и силы веса подвижных рабочих органов. При неустановившемся движении движущие силы должны также преодолеть силы инерции, величина которых определяется процессами разгона или торможения подвижных рабочих органов.

Нагрузки, возникающие под действием сил резания, движущих сил и сил веса, воспринимаются корпусными деталями подвижных рабочих органов и остова станка.

Для создания станка, удовлетворяющего всем требованиям точности, долговечности, надежности, высокой производительности и др., весьма большое значение имеет правильное определение движущих сил и сил, приложенных к рабочим органам и корпусным деталям остова станка. Эти силы являются исходными при расчете узлов и элементов станка на прочность, жесткость и долговечность, при расчете мощности приводов и т. п.

В первую очередь должны быть определены силы резания, от которых зависят как нагрузки, воспринимаемые подвижными рабочими органами и корпусными деталями остова станка, так и движущие силы. Величины составляющих сил резания определяется на основе формул теории резания металлов.

В основу расчета должны быть положены наибольшие значения составляющих сил резания, которые могут возникнуть при выполнении технологических операций, для которых предназначен проектируемый станок. Наибольшую величину составляющие сил резания имеют при выполнении черновых операций с наибольшими технологически допустимыми припусками и подачами. Технологически допустимые припуски и подачи определяются на основе соответствующих рекомендаций технологических справочников и руководств. Поскольку величина составляющих сил резания в большой мере зависит от вида обрабатываемого материала, то составляющие сил резания должны быть определены для каждого вида операций и различных видов обрабатываемых материалов, предусмотренных заданием на проектируемый станок. Из полученного ряда значений выбираются те, которые дают наибольшие нагрузки и наибольшие величины движущих сил.

Рис. 1. Схема сил, возникающих в процессе резания на фрезерном станке.

Если рабочий орган представляет собой шпиндель, то движущие силы определяются из условий равновесия моментов составляющих сил резания, сил трения в подшипниках и движущих сил. В большинстве случаев при этом ограничиваются составлением уравнения равновесия моментов составляющих сил резания и движущих сил, а силы трения в подшипниках учитывают введением коэффициента полезного действия при определении движущих сил. Определив величину движущих сил, реакции в опорах находят на основе уравнений статики или теоремы о трех моментах.

При наличии у вращающегося рабочего органа направляющих скольжения момент сил трения на направляющих оказывает существенное влияние на величину момента движущих сил. Поэтому в данном случае требуется уточненный расчет, который осложняется трудностями определения реакций на направляющих. Аналогичные трудности возникают и при прямолинейно движущихся рабочих органах. Так, например, в рассматриваемом случае движущей силой является сила Рт, действующая на плече zT. В дальнейшем движущую силу, приложенную к поступательно движущемуся рабочему органу, мы будем называть тяговым усилием. Под действием сил Ру и Рг, моментов сил P’xz и Pvz и момента тягового усилия Рг, а также веса G стола и заготовки на направляющих стола возникают реакции Rz и Rx. Давление реакций распределяется по длине направляющих в соответствии с тем или иным законом. От закона распределения давлений реакций зависит положение точки приложения и величина равнодействующей.

Для упрощения задачи определения реакций и тягового усилия приходится прибегать к ряду допущений, рассматриваемых ниже. Аналогичные допущения могут быть использованы и при определении движущих сил и реакций при вращающихся рабочих органах с направляющими скольжения.


Читать далее:



Статьи по теме:


Реклама:




Главная → Справочник → Статьи → БлогФорум