Введение к работе
Актуальность темы. Для выполнения своего служебного назначения -обеспечивать обработку деталей с заданной точностью и качеством поверхности, при высокой производительности и с достаточной надежносгью, современные станки должны обладать заданными показателями качества.
Точность - один из важнейших показателей качества металлорежущих станков, существенно влияющий на все критерии работоспособности их подсистем, а следовательно, и на выходные показатели станков. Большое влияние на точность станков оказывает такой критерий как жесткость. Общая жесткость металлорежущих сіанков складывается из жесгкосги его отдельных деталей и контактной жесткости. Собственные деформации деталей станков имеют значение там, где станки работают в условиях больших нагрузок. В прецизионных станках и универсальных станках при отделочной обработке превалируют контактные деформации. В балансе упругих перемещений станков контактные перемещения в опорах шпинделей составляют 40-50%, поэтому для увеличения общей жесткости станка необходимо увеличивать контактную жесткость.
В металлорежущих станках имеется большое количество стыков, среди них цилиндрические стыки. Расположение цилиндрических стыков вблизи места формообразования (шпиндельные узлы, гильзы, пнноли. центры и т.д.) придают им особую значимость. Значительные Перемещения в этих стыках обусловлены наличием зазоров, низкой жесткостью гильз и нинолей, консольным погружением. Наличие зазоров приводит к контактированию по небольшим дугам, низкая собственая жесткость гильз и пинолей- к неравномерному распределению давлений и деформаций по длине стыков, что вызывает большие перемещения на переднем крае стыка.
С целью улучшения качественных показателей станка, на этапе его проектирования, важно иметь прогнозные оценки поведения конструкции. Получить такого рода информацию можно с помощью математического моделирования. Для этого необходимо иметь математические модели отдельных элементов моделируемых узлов, в том числе и цилиндрических стыков. В связи с этим задача об определении жесткости цилиндрических стыков и ее влиянии на статические и динамические характеристики станков и их узлов представляется актуальной.
Цель работы заключается в улучшении статических и динамических характеристик металлорежущих станков и их узлов за счет учета влияния цилиндрических стыков.
Методы решения. Для решения поставленной задачи использовались методы математического анализа и конечных элементов ( МКЭ ).
Научная новизна состоит в:
нелинейной распределенной модели цилиндрического стыка, устанавливающей функциональную связь между контактными деформациями в стыке двух упругих деталей и его параметрами (конструктивными и технологическими).
*- математической модели динамики шпиндельного узла, включающую разработанную модель стыка. Практическая денность заключается в разработке:
- специального конечного элемента типа «цилиндрический стык».
- методики расчета шпиндельных узлов станков с подвижными
цилиндрическими стыками.
- соответствующего программного обеспечения.
Реализация результатов:. Результаты работы используются на кафедре '"Станки" МГТУ "Станкнн" при дипломном проектировании и переданы Коломенскому ЗТС.
Апробация работы. Основные положения работы докладывались на юбилейной научно-технической конференции Кабардино-Балкарского государственного университета г. Нальчик, на заседаниях кафедр "Металлорежущие станки и инструменты" Рузаевского института машиностроения и "Станки" МІТУ "СТАНКИН".
Публикации. По теме диссертационной работы опубликовано две печатные работы.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав,
общих выводов, списка литературы и приложений. Приложения содержат страниц.
Основной текст изложен на страницах, содержит рисунков, таблиц и
список литературы из наименований.