Главная Обратная связь

Дисциплины:






Расчет шпинделя на жесткость



 

Расчет статической жесткости (радиальной и осевой) проводят с целью сравнения жесткости спроектированного узла с жесткостью существующих узлов того же типоразмера при выборе типа опор или серии подшипников качения, а также для определения минимально допустимого расстояния между опорами и величин упругих деформаций, приведенных в зону резания.

При определении упругого перемещения в точке инструмента или детали, в которой производится резание, наряду с упругими деформациями тела шпинделя и его опор учитывают собственные деформации обрабатываемой детали, режущего инструмента, конического или другого соединения инструмента или приспособления со шпинделем.

Расчетами находят радиальную и осевую жесткость. При расчете радиальной жесткости узла все силы приводят к двум взаимно перпендикулярным плоскостям, проходящим через ось шпинделя. Результирующие значения упругих перемещений и углов поворота для точки определяют по формулам

; .

Для универсальных токарных и револьверных станков силы резания следует брать для условия чистового точения наименьшего экономического диаметра

,

где - максимальный диаметр обрабатываемого изделия,

а для фрезерных станков – при чистовом фрезеровании наименьшей экономической длины фрезерования:

,

где - наибольшая длина обрабатываемой поверхности на данном станке (ее можно принять равной длине продольного хода стола).

При этом расстояние , мм, от конца шпинделя до точки приложения силы резания можно принимать для токарных и токарно-револьверных станков ; для горизонтально-фрезерных станков ( - ширина фрезерования); для вертикально-фрезерных станков ( - диаметр фрезы).

Расчетные значения жесткости сравнивают с допустимыми.

Поскольку единых норм для назначения жесткости ШУ не существует, для оценки жесткости используется один из следующих подходов.

1. Допустимая минимальная жесткость переднего конца шпинделя продукционных станков составляет 200 Н/мкм, прецизионных – 400 Н/мкм.

2. Часто используется также зависимость , где - упругое перемещение переднего конца шпинделя; - расстояние между опорами шпинделя.

3. Прогиб на конце шпинделя ограничивается 1/3 допуска на биение конца шпинделя.

Для двухопорного шпинделя допуск на биение переднего конца шпинделя

,

где и - радиальное биение соответственно переднего и заднего подшипников.

Зависимость биения подшипников качения от диаметра приближенно принимают линейной: , для широко распространенных подшипников серии 3182100 4-го класса точности мм, .

4. Для универсальных станков допустимый прогиб шпинделя назначается как доля допуска наиболее характерной чистовой обработки. В качестве ориентировочного норматива для этих станков наибольший допустимый прогиб шпинделя в месте приложения усилия резания, измеренный в направлении, непосредственно влияющем на точность обработки, может быть принят



,

где - допуск на лимитирующий размер детали.

Для универсальных токарных и револьверных станков значение приведено в табл. 24 , а для фрезерных станков – в табл. 25.

Поскольку искривление оси шпинделя ухудшает условия работы подшипников за счет неравномерного распределения нагрузки между телами качения, то угол поворота шпинделя в передней опоре не должен превышать 0,0010...0,0015 радиана.

Максимальный угол поворота шпинделя под приводным зубчатым колесом должен быть не более 0,0008…0,001 радиана, а прогиб шпинделя в этом месте не должен превышать ( - модуль зубчатого колеса).

В общем случае радиальное упругое перемещение шпинделя в расчетной точке слагается из следующих перемещений: - тела шпинделя под действием силы на приводном элементе; - вызванного деформацией опор от силы ; - тела шпинделя под действием силы резания; - вызванного деформацией опор от силы резания (рис. 14 б).

 

Таблица 24

Значения допуска на лимитирующий размер





sdamzavas.net - 2018 год. Все права принадлежат их авторам! В случае нарушение авторского права, обращайтесь по форме обратной связи...