Станины и направляющие реферат

Обновлено: 08.07.2024

Несущую систему станка образует совокупность его элементов, через которые замыкаются силы, возникающие между инструментом и заготовкой в процессе резания. Основными элементами несущей системы станка являются станина и корпусные детали (поперечины, хоботы, ползуны, плиты, столы, суппорты и т.д.).

Станина 1 (рис. 3.2) служит для монтажа деталей и узлов станка, относительно нее ориентируются и перемещаются подвижные детали и узлы. Станина так же, как и другие элементы несущей системы, должна обладать стабильностью свойств и обеспечивать в течение срока службы станка возможность обработки заготовок с заданными режимами и точностью. Это достигается правильным выбором материала станины и технологией ее изготовления, износостойкостью направляющих.

Для изготовления станин используют следующие основные материалы: для литых станин — чугун; для сварных — сталь, для станин тяжелых станков — железобетон (иногда), для станков высокой точности — искусственный материал синтегран, изготовляемый на основе крошки минеральных материалов и смолы и характеризующийся незначительными температурными деформациями.

Рис. 3.2. Станины станков:
а — токарно-винторезного; б — токарного с программным управлением; в — плоскошлифовального; 1 — станина; 2 — направляющие

Направляющие 2 обеспечивают требуемое взаимное расположение и возможность относительного перемещения узлов, несущих инструмент и заготовку. Конструкции направляющих для перемещения узла допускает только одну степень свободы движения.

по виду движения — главного движения и движения подачи; направляющие для перестановки сопряженных и вспомогательных узлов, неподвижных в процессе обработки;
по траектории движения — прямолинейного и кругового движения;
по направлению траектории перемещения узла в пространстве — горизонтальные, вертикальные и наклонные;
по геометрической форме — призматические, плоские, цилиндрические, конические (только для кругового движения) и их сочетания.

Наибольшее распространение получили направляющие скольжения и направляющие качения (в последних используют шарики или ролики в качестве промежуточных тел качения).

Для изготовления направляющих скольжения (рис. 3.3) (когда направляющие выполнены как одно целое со станиной) используют серый чугун. Износостойкость направляющих повышают поверхностной закалкой, твердость HRC 42. 56.

Стальные направляющие выполняют накладными, обычно закаленными, твердостью HRC 58. 63. Чаще всего используют сталь 40Х с закалкой ТВЧ1, стали 15Х и 20Х — с последующей цементацией и закалкой.

Надежная работа направляющих зависит от защитных устройств, предохраняющих рабочие поверхности от попадания на них пыли, стружки, грязи (рис. 3.4). Защитные устройства изготовляют из различных материалов, в том числе полимерных.

Рис. 3.4. Основные типы защитных устройств для направляющих:
а - щитки; б — телескопические щитки; в, г и д — лента; е — гармоникообразные меха

Шпиндели и их опоры

Шпиндель — разновидность вала — служит для закрепления и вращения режущего инструмента или приспособления, несущего заготовку.

Для сохранения точности обработки в течение заданного срока службы станка шпиндель обеспечивает стабильность положения оси при вращении и поступательном движении, износостойкость опорных, посадочных и базирующих поверхностей.

Шпиндели, как правило, изготовляют из стали (40Х, 20Х, 18ХГТ, 40ХФА и др.) и подвергают термической обработке (цементации, азотированию, объемной или поверхностной закалке, отпуску).

Для закрепления инструмента или приспособления передние концы шпинделей стандартизованы. Основные типы концов шпинделей станков показаны в табл. 3.2.

Таблица 3.2 Основные типы концов шпинделей станков

В качестве опор шпинделей применяют подшипники скольжения и качения. Конструктивная схема регулируемых подшипников скольжения, выполняемых в виде бронзовых втулок-вкладышей, одна из поверхностей которых имеет коническую форму, приведена на рис. 3.5.

Рис. 3.5. Регулируемые подшипники скольжения:
а — с цилиндрической шейкой шпинделя: 1 — шейка шпинделя; 2 — разрезная втулка; 3 — корпус; б — с конической шейкой шпинделя: 1 — шпиндель; 2 — цельная втулка

В опорах скольжения шпинделей используют смазочный материал в виде жидкости (в гидростатических и гидродинамических подшипниках) или газа (в аэродинамических и аэростатических подшипниках).

Существуют одно- и многоклиновые гидродинамические подшипники. Одноклиновые наиболее просты по конструкции (втулка), но не обеспечивают стабильного положения шпинделя при больших скоростях скольжения и малых нагрузках. Этот недостаток отсутствует в многоклиновых подшипниках, имеющих несколько несущих масляных слоев, охватывающих шейку шпинделя равномерно со всех сторон (рис. 3.6).

Рис. 3.6. Опора шпинделя шлифовального круга с гидродинамическим пятивкладышным подшипником:
1 — самоустанавливающиеся вкладыши; 2 — шпиндель; 3 — обойма; 4 — гайка; 5 — подшипники качения; 6 — винты со сферическим опорным торцом; 7 — манжеты

Гидростатические подшипники — подшипники скольжения, в которых масляный слой между трущимися поверхностями создается путем подвода к ним масла под давлением от насоса, — обеспечивают высокую точность положения оси шпинделя при вращении, имеют большую жесткость и обеспечивают режим жидкостного трения при малых скоростях скольжения (рис. 3.7).

Рис. 3.7. Гидростатический подшипник:
1 — корпус подшипника; 2 — шейка шпинделя; 3 — карман, создающий несущую поверхность подшипника (стрелками показано направление подвода смазочного материала под давлением и его отвод)

Подшипники с газовой смазкой (аэродинамические и аэростатические) по конструкции подобны подшипникам гидравлическим, но обеспечивают меньшие потери при трении, что позволяет применять их в опорах быстроходных шпинделей.

Подшипники качения в качестве опор шпинделей широко применяют в станках разных типов. К точности вращения шпинделей предъявляют повышенные требования, поэтому в их опорах применяют подшипники высоких классов точности, устанавливаемые с предварительным натягом, который позволяет устранить вредное влияние зазоров. Натяг в радиально-упорных шариковых и конических роликовых подшипниках создается при их парной установке в результате осевого смещения внутренних колец относительно наружных.

Это смещение осуществляется с помощью специальных элементов конструкции шпиндельного узла: проставочных колец определенного размера; пружин, обеспечивающих постоянство силы предварительного натяга; резьбовых соединений. В роликоподшипниках с цилиндрическими роликами предварительный натяг создается за счет деформирования внутреннего кольца 6 (рис. 3.8) при затяжке его на коническую шейку шпинделя 8 с помощью втулки 5, перемещаемой гайками 1. Подшипники шпиндельных опор надежно защищены от загрязнения и вытекания смазочного материала манжетными и лабиринтными уплотнениями 7.

Рис. 3.8. Передняя опора шпинделя токарного станка на подшипниках качения:
1 — гайки; 2 — регулировочные гайки; 3 — пружины; 4 — подшипники качения упорные; 5 — втулки; 6 — внутреннее кольцо роликоподшипника; 7 — уплотнения; 8 — шпиндель

Подшипники качения 4 широко используют в качестве упорных, фиксирующих положение шпинделя в осевом направлении и воспринимающих возникающие в этом направлении нагрузки. Предварительный натяг шариковых упорных подшипников 4 создается пружинами 3. Регулирование пружин осуществляют гайками 2.

Пример использования радиально-упорных шариковых подшипников для восприятия осевых нагрузок приведен на рис. 3.6. Предварительный натяг создается регулировкой положения наружных колец подшипников 5 с помощью гайки 4.

Типовые механизмы для осуществления поступательного движения

механизмы, преобразующие вращательное движение в поступательное: зубчатое колесо или червяк с рейкой, ходовой винт—гайка и другие механизмы;
гидравлические устройства с парой цилиндр —поршень;
электромагнитные устройства типа соленоидов, используемые в основном в приводах систем управления.

Приведем примеры некоторых из указанных механизмов (условные обозначения см. в табл. 3.1).

Пара зубчатое колесо—рейка имеет высокий КПД, что обусловливает ее применение в большом диапазоне скоростей движения рейки, в том числе в приводах главного движения, передающих значительную мощность, и приводах вспомогательных перемещений.

Червячно-реечная передача отличается от пары зубчатое колесо — рейка повышенной плавностью движения. Однако эта передача сложнее в изготовлении и имеет более низкий КПД.

Механизм ходовой винт—гайка широко применяется в приводах подач, вспомогательных и установочных движений и обеспечивает: малое расстояние, на которое перемещается движущийся элемент за один оборот привода; высокую плавность и точность перемещения, определяемую главным образом точностью изготовления элементов пары; самоторможение (в парах винт—гайка скольжения).

В станкостроении для ходовых винтов и гаек скольжения установлено шесть классов точности: 0 — наиболее точный; 1, 2, 3, 4 и 5-й классы, с помощью которых регулируют допустимые отклонения по шагу, профилю, диаметрам и по параметру шероховатости поверхности. Конструкция гаек зависит от назначения механизма.

Пары ходовой винт—гайка скольжения из-за низкого КПД заменяют винтовыми парами качения (рис. 3.9). В этих парах устранен износ, уменьшены потери при трении и могут быть устранены зазоры за счет создания предварительного натяга.

Рис. 3.9. Пара винт—гайка качения:
1, 2 — гайка, состоящая из двух частей; 3 — винт; 4 — шарики (или ролики)

Недостатки, присущие парам винт—гайка скольжения и винт—гайка качения, обусловленные особенностями их эксплуатации и изготовления, исключены в гидростатической передаче винт—гайка. Эта пара работает в условиях трения со смазочным материалом; КПД передачи достигает 0,99; масло подается в карманы, выполненные на боковых сторонах резьбы гайки.

Типовые механизмы для осуществления периодических движений

В процессе работы в некоторых станках требуется периодическое перемещение (изменение положения) отдельных узлов или элементов. Периодические движения могут осуществляться храповыми и мальтийскими механизмами, механизмами кулачковыми и с муфтами обгона, электро-, пневмо- и гидромеханизмами.

Храповые механизмы (рис. 3.10) наиболее часто используют в механизмах подачи станков, в которых периодическое перемещение заготовки, режущего (резца, шлифовального круга) или вспомогательного (алмаз для правки шлифовального круга) инструмента производится во время перебега или обратного (вспомогательного) хода (в шлифовальных и других станках).

Рис. 3.10. Схема храпового механизма:
1 — храповик; 2 — собачка; 3 — щиток; 4 — тяга

В большинстве случаев храповые механизмы используют для прямолинейного перемещения соответствующего узла (стола, суппорта, пиноли). Спомощью храповой передачи осуществляют также и круговые периодические перемещения.

Муфты служат для соединения двух соосных валов. В зависимости от назначения различают муфты нерасцепляемые, сцепляемые и предохранительные.

Нерасцепляемые муфты (рис. 3.11, а, б, в) служат для жесткого (глухого) соединения валов, например соединения с помощью втулки, через упругие элементы или через промежуточный элемент, имеющий на торцовых плоскостях два взаимно перпендикулярных выступа и позволяющий компенсировать несоосность соединяемых валов.

Рис. 3.11. Муфты для соединения валов:
а — жесткая типа втулки; б — с упругими элементами; в — крестово-подвижная; г — кулачковая; д — многодисковая с механическим приводом: 1 — шайба; 2 — нажимной диск; 3 — шарики; 4 — неподвижная втулка; 5 — втулка; 6 — гайка; 7 — пружины; е — электромагнитная: 1 — шлицевая втулка; 2 — электромагнитная катушка; 3 и 4 — магнитопроводящие диски; 5 — якорь; 6 — втулка

Сцепляемые муфты (рис. 3.11, г, д, е) применяют для периодического соединения валов. В станках используют сцепляемые кулачковые муфты в виде дисков с торцовыми зубьями-кулачками и зубчатые муфты. Недостатком таких сцепляемых муфт является трудность их включения при большой разнице угловых скоростей ведущего и ведомого элементов. Фрикционные муфты не имеют недостатка, присущего кулачковым муфтам, и позволяют включить их при любых скоростях вращения ведущего и ведомого элементов. Фрикционные муфты бывают конусные и дисковые. В приводах главного движения и подачи широко применяют многодисковые муфты, передающие значительные крутящие моменты при сравнительно небольших габаритных размерах. Сжатие ведущих дисков с ведомыми осуществляется с помощью механического, электромагнитного и гидравлического приводов.

Предохранительные муфты (рис. 3.12) соединяют два вала при нормальных условиях работы и разрывают кинематическую цепь при повышении нагрузки. Разрыв цепи может происходить при разрушении специального элемента, а также в результате проскальзывания сопрягаемых и трущихся частей (например, дисков) или расцепления кулачков двух сопрягаемых частей муфты.

Рис. 3.12. Схемы предохранительных муфт;
а - шариковая; б — кулачковая; 1 — кулачки; 2 — подвижный элемент муфты; 3 — пружины; 4 — гайка; 5 — шарики

В качестве разрушаемого элемента обычно используют штифт, площадь сечения которого рассчитывают для передачи заданного крутящего момента. Расцепление сопрягаемых элементов муфты происходит при условии, что осевая сила, возникающая на зубьях, кулачках 1 или шариках 5, при перегрузках превышает силу, создаваемую пружинами 3 и регулируемую гайкой 4. При смещении подвижный элемент 2 муфты воздействует на концевой выключатель, разрывающий электрическую цепь питания двигателя привода.

Муфты обгона (рис. 3.13) предназначены для передачи вращающего момента при вращении звеньев кинематической цепи в заданном направлении и для разъединения звеньев при вращении в обратном направлении, а также для передачи валу различных по частоте вращений (например, медленного — рабочего вращения и быстрого — вспомогательного). Муфта обгона позволяет передавать дополнительное (быстрое) вращение без выключения основной цепи. В станках наиболее широко применяют муфты роликового типа, которые могут передавать вращающий момент в двух направлениях.

Рис. 3.13. Муфта обгона роликовая:
1 — обойма; 2 — ступица; 3 — ролики; 4 — поводковая вилка; 5 — пружины

Корпусные детали предназначены для размещения в них сборочных единиц и деталей. Примеры компактных корпусных деталей показаны на рис. 20.11. Они должны обеспечивать постоянство точности относительного положения деталей и механизмов, как в статическом состоянии, так и при эксплуатации машины, поэтому обладают достаточной жесткостью. Корпусные детали имеют основные базирующие поверхности, как правило, в виде плоскостей, которыми они присоединяются к станинам и другим корпусам.

Рис. 20.11. Общий вид типичных корпусных деталей

К корпусным деталям станков относят: станины 1, стойки 3, траверсы, проставочные плиты 2, корпуса силовых головок 4, коробок скоростей, подач, задних бабок, суппортов 5, столов, планшайб и др. (рис. 2.35). Основное требование, предъявляемое к корпусным деталям: возможность в процессе работы станка и в течение длительного времени сохранять неизменность относительных положений базовых поверхностей, т.е. неизменность геометрической формы. Данные требования обеспечиваются высокой жесткостью и виброустойчивостью конструкций, износостойкостью направляющих. Это достигается с помощью как конструктивных способов, так и технологическими методами.

Из всех приведенных корпусных деталей наиболее ответственной является станина, на базовых поверхностях которой располагаются различные подвижные и неподвижные узлы и механизмы станка: суппорты, стойки, столы, приводы и т.п. В основе конструкции станин, несмотря на большое разнообразие их форм, лежат некоторые общие принципы, обусловленные конструктивными, технологическими и прочностными требованиями. Конструкция станины должна обеспечить возможность рационального расположения на ней всех необходимых узлов и механизмов, а также удобства их монтажа и разборки. Технологичность конструкции должна обеспечить возможность изготовления станины с требуемой точностью геометрической формы и качеством базовых поверхностей при высокой производительности их обработки.

Материал и способы получения заготовок. Заготовки корпусных деталей изготовляют литьем из серого и ковкого чугуна, цветных сплавов (алюминиевых, магниевых). Например, из серого чугуна марок СЧ 15, СЧ 17 делают заготовки корпусных деталей станков, поверхности которых не работают на износ. Заготовки корпусных деталей, работающих в условиях вибраций, ударных нагрузок, скручивающих и изгибающих моментов, выполняют из ковкого чугуна или стали, а деталей, работающих в условиях агрессивной среды, – из материалов, обладающих повышенным сопротивлением коррозии (коррозионно-стойкие стали марок 3X13, 3Х17Н10Т и др.).

Производители полимерных изделий в России.

Российские заводы являются и модернизированным наследием СССР, и вновь созданными производствами. Размещение предприятий полимерных материалов на территории страны основывается еще на стратегиях Госплана и предполагает локализацию производства по сырьевому признаку и местах присутствия основных потребителей.

на Урале;
в Поволжье;
в Западной Сибири.

Предприятия следующих стадий переработки и производящие готовые изделия расположены в зависимости от доступности производственных площадей и территориальной близости для крупных покупателей, что обеспечивает минимальную логистическую составляющую в цене продукции.

Камский завод полимерных материалов

Камский завод полимерных материалов вышел на рынок полимерных материалов в 2003 году и за несколько лет превратился из небольшого регионального производства в компанию федерального уровня.

агропромышленного комплекса;
химии и нефтехимии;
строительства;
логистики.

КЗПМ имеет собственную научно-производственную базу, поэтому самостоятельно разрабатывает новые виды продукции исходя из потребностей своих клиентов.

Уральский завод полимерных материалов

Уральский завод полимерных материалов – это относительно молодое предприятие, которое начало свою деятельность на рынке производства полимеров в 2003 году.

Производственные площади находятся в Свердловской области в городе Полевской. На производстве используется современное оборудование, обеспечивающее высокое качестве заливки продукции.

Выпускаются и цельнолитые изделия из полиуретана, и конструкции, использующие металлическую арматуру. Применяется сырье отечественного и зарубежного производства.

Белгородский завод полимерных материалов

Белгородский завод полимерных материалов производит регранулят ПВД вторичный, используемый для выдувания полимерной пленки, и различные типы полипропиленовых мешков.

Продукция, в основном, поставляется на территории области и используется для нужд сельского хозяйства. Полипропиленовые мешки необходимы для фасовки круп, сахара, комбикормов. Завод постоянно наращивает мощности и осваивает рынки других регионов.

Ногинский завод полимерных материалов

Ногинский завод полимерных материалов отсчитывает начало своей истории с 2005 года, производственная база была сформирована в течение года, после чего компания вышла на рынок с широким ассортиментом продукции.

Среди изделий различные типы полимерных пленок, а также пластиковые трубы, используемые для прокладки коммуникаций, в том числе оптово-волоконного кабеля.

Ногинский завод полимерных материалов планирует открытие линии по переработке вторичного сырья, и рассчитывает в ближайшее время создать производство готовых изделий из полимерных материалов. Среди его клиентов – строительные предприятия, компании, работающие в сфере ЖКХ, агрокомплекс Московской области.

Ярославский завод полимерных материалов

ООО "Полимерные материалы" г. Воронеж

ООО "Полимерные материалы" г. Воронеж сконцентрировано на производстве различных пленок, используемых для нужд сельского хозяйства и строительства.

Клиенты компании, в основном, находятся в Воронежской области. На рынке полимерных материалов ООО "Полимерные материалы" работает с 2006 года.

Поставщики полимерных материалов

Основными поставщиками полимерных материалов в России являются не только производственные предприятия, но и торговые оптовые компании, сконцентрировавшиеся на закупке и поставке этого вида продукции.

Выбор поставщика зависит от его возможности обеспечить стабильность и ассортимент поставок, уровня цен, близости к потребителю.

Также важным может быть возможность приобретения импортного сырья, не производимого в России, в частности, различных добавок, изменяющих качества изделий, их огнестойкости или пластичности.

Для учеников 1-11 классов и дошкольников
Бесплатные сертификаты учителям и участникам

Описание презентации по отдельным слайдам:

СТАНИНЫ Основными базовыми деталями станков явля-ются станины. Станины служат чаще всего для монтажа всех основных частей станка. Требования: Прочность, металлоемкость, высокая жесткость, технологичность; Низкая стоимость; Неизменность формы; Удобство проведения ремонта.

СТАНИНЫ В зависимости от положения оси шпинделя станка и направления перемещения подвижных частей они делятся на горизонтальные (станины) и вертикальные (стойки)

СТАНИНЫ Станины большинства станков получают литьем из серого чугуна различных марок (СЧ-32; СЧ-21; СЧ-15). Получает распространение также модифицированный чугун МСЧ-38 и МСЧ-28, более износостойкий, допускающий меньший отбел, что дает возможность отливать детали с наибольшей толщиной стенок 5—7 мм. Применяют также сварные стальные конструкции станин (в единичном производстве).

СТАНИНЫ Основные профили горизонтальных станин:

НАПРАВЛЯЮЩИЕ Направляющие являются наиболее ответственной частью станины и служат для обеспечения прямолинейного или кругового перемещения подвижных элементов станка.

НАПРАВЛЯЮЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ: Высокая износостойкость; Высокое качество поверхности; Неизменность формы.

НАПРАВЛЯЮЩИЕ Различают направляющие скольжения и качения. Основные конструктивные формы направляющих скольжения (они делят-ся на охватываемые и охватывающие):

НАПРАВЛЯЮЩИЕ Охватываемые: Достоинства - просты в изготовлении и на них не задерживается стружка Недостатки - плохо удерживается смазка.

НАПРАВЛЯЮЩИЕ Охватывающие: Достоинства-хорошо удерживают смазку Недостатки-требуется надежная защита от попадания стружки и загрязнений

НАПРАВЛЯЮЩИЕ Все большее распространение находят направляющие качения. Направляющие качения в зависимости от вида тел качения делятся на шариковые роликовые

НАПРАВЛЯЮЩИЕ Применяются в средних и легких станках с ЧПУ, в координатно-расточных станках, в шлифовальных, копировальных и др.

НАПРАВЛЯЮЩИЕ Достоинства малая сила сопротивления движению (в 15—20 раз меньше, чем в направляющих скольжения) отсутствие скачков при скоростях движения менее 12 мм/мин, высокая точность установочных перемещений, беззазорность и долговечность.

НАПРАВЛЯЮЩИЕ Недостатки: при изготовлении требуют значительных затрат обработка рабочих поверхностей должна быть качественной и точной Требуется надежная защита от загрязнений.

НАПРАВЛЯЮЩИЕ Направляющие, у которых к сопряженным поверхностям в специальной проточке подается масло или воздух под давлением с целью создания постоянного масляного или воздушного слоя по площади контакта, называют гидро- или аэростатическими направляющими

НАПРАВЛЯЮЩИЕ Гидростатические направляющие чаще всего применяют в тяжелых станках. Для Достоинства: высокая жесткость и нагрузочная способность, высокий КПД, минимальный износ при отсутствии зазоров, высокая плавность перемещений и точность позиционирования, способность длительного сохранения первоначальной точности.

НАПРАВЛЯЮЩИЕ В аэростатических направляющих между трущимися поверхностями подается в карманы воздух под давлением. В результате между сопряженными поверхностями направляющих образуется воздушная подушка.

НАПРАВЛЯЮЩИЕ Рабочую поверхность направляющих делят на несколько секций, в которых располагаются карманы

НАПРАВЛЯЮЩИЕ Недостатки аэростатических опор и направляющих по сравнению с гидростатическими заключаются в малой нагрузочной способности, невысоком демпфировании колебаний, так как вязкость воздуха меньше вязкости масла, а также в низких динамических характеристиках, склонности к отказам из-за засорения магистрали и рабочего зазора.

НАПРАВЛЯЮЩИЕ Преимущества аэростатических направляющих: при движении обеспечивают низкий коэффициент трения, жесткость фиксации узла станка в заданной позиции. Отпадает необходимость в фиксирующих устройствах, в которых нуждаются гидростатические направляющие.

НАПРАВЛЯЮЩИЕ Аэростатические направляющие используют в прецизионных станках, в которых малы силы резания и необходимо точное позиционирование.

Краткое описание документа:

В презентации описаны типы станин для металлорежущих станков, даны рисунки всех типов станин, их назначение, указан материал, который применяют для изготовления.

Дано описание направляющих станков, указаны их основные конструктивные формы, рисунки форм направляющих, требования к ним.

Описаны достоинства и недостатки различных видов направляющих

подготовка к ЕГЭ/ОГЭ и ВПР
по всем предметам 1-11 классов

Курс повышения квалификации

Охрана труда

Сейчас обучается 124 человека из 45 регионов

Курс профессиональной переподготовки

Охрана труда

Курс профессиональной переподготовки

Библиотечно-библиографические и информационные знания в педагогическом процессе

ЗП до 91 000 руб.
Гибкий график
Удаленная работа

Дистанционные курсы для педагогов

Свидетельство и скидка на обучение каждому участнику

Найдите материал к любому уроку, указав свой предмет (категорию), класс, учебник и тему:

5 602 708 материалов в базе

Самые массовые международные дистанционные

Школьные Инфоконкурсы 2022

Свидетельство и скидка на обучение каждому участнику

Другие материалы

Вам будут интересны эти курсы:

Оставьте свой комментарий

10.05.2019 1297
PPTX 763 кбайт
9 скачиваний
Оцените материал:

Настоящий материал опубликован пользователем Поляков Владимир Петрович. Инфоурок является информационным посредником и предоставляет пользователям возможность размещать на сайте методические материалы. Всю ответственность за опубликованные материалы, содержащиеся в них сведения, а также за соблюдение авторских прав несут пользователи, загрузившие материал на сайт

Если Вы считаете, что материал нарушает авторские права либо по каким-то другим причинам должен быть удален с сайта, Вы можете оставить жалобу на материал.

Автор материала

40%

Подготовка к ЕГЭ/ОГЭ и ВПР
Для учеников 1-11 классов

Московский институт профессиональной
переподготовки и повышения
квалификации педагогов

Дистанционные курсы
для педагогов

663 курса от 690 рублей

Выбрать курс со скидкой

Выдаём документы
установленного образца!

Учителя о ЕГЭ: секреты успешной подготовки

Время чтения: 11 минут

Инфоурок стал резидентом Сколково

Время чтения: 2 минуты

В Ростовской и Воронежской областях организуют обучение эвакуированных из Донбасса детей

Время чтения: 1 минута

Минпросвещения России подготовит учителей для обучения детей из Донбасса

Время чтения: 1 минута

Университет им. Герцена и РАО создадут портрет современного школьника

Время чтения: 2 минуты

В Белгородской области отменяют занятия в школах и детсадах на границе с Украиной

Время чтения: 0 минут

Время чтения: 2 минуты

Подарочные сертификаты

Ответственность за разрешение любых спорных моментов, касающихся самих материалов и их содержания, берут на себя пользователи, разместившие материал на сайте. Однако администрация сайта готова оказать всяческую поддержку в решении любых вопросов, связанных с работой и содержанием сайта. Если Вы заметили, что на данном сайте незаконно используются материалы, сообщите об этом администрации сайта через форму обратной связи.

Все материалы, размещенные на сайте, созданы авторами сайта либо размещены пользователями сайта и представлены на сайте исключительно для ознакомления. Авторские права на материалы принадлежат их законным авторам. Частичное или полное копирование материалов сайта без письменного разрешения администрации сайта запрещено! Мнение администрации может не совпадать с точкой зрения авторов.

Станина является основанием станка, от прочности, жёсткости и износостойкости которой зависит качество его работы. Станина должна обеспечивать правильное взаимное расположение узлов и частей станка на его базирующих поверхностях. Последние несут на себе неподвижные и подвижные узлы. Поверхности, несущие подвижные части станка, называются направляющими.

В зависимости от положения оси шпинделя станка и направления перемещения подвижных частей станины делятся на горизонтальные (станины )и вертикальные ( стойки).

Рисунок 1 – Сечение горизонтальных (а) и вертикальных (б) станин

Станины большинства станков получают литьем из серого чугуна различных марок (СЧ-32; СЧ-21; СЧ-15). Получает распространение также модифицированный чугун МСЧ-36 и МСЧ-26, более износостойкий, допускающий меньший отбел, что даёт возможность отливать детали с наибольшей толщиной стенок 5-7 мм. Применяют также сварные стальные конструкции станин (в единичном производстве). При равной жесткости с чугунными литыми станинами они имеют меньший вес (до 2 раз), большую износостойкость. Сварные станины дешевле литых. Для сварных станин применяют стали марок Ст 3, Ст 4. Для снятия внутренних напряжений станины перед механической обработкой подвергаются естественному или искусственному старению.

Направляющие являются наиболее ответственной частью станины и служат для обеспечения прямолинейного или кругового перемещения подвижных элементов станка. Различают направляющие скольжения и качения.

Рисунок 2 – Направляющие качения

Они делятся на охватываемые и охватывающие.

Рисунок 3 – Основные формы поперечных сечений направляющих скольжения:

а- прямоугольная; б – призматическая; в- в форме ласточкина хвоста; г – круглая

Охватываемые направляющие имеют выпуклый профиль, на котором плохо удерживается смазка, но они просты в изготовлении и на них не задерживается стружка. Поэтому их применяют для перемещения со скоростью подачи суппортов, столов, бабок в токарных, фрезерных, сверлильных и других станках. Охватывающие направляющие имеют вогнутый профиль, который хорошо удерживает смазку, но требуют хорошей и надежной защиты от попадания стружки и загрязнений. Их применяют при высоких скоростях скольжения в шлифовальных, карусельных, продольно-строгальных и других станках.

По профилю направляющие делятся на прямоугольные, призматические, типа "ласточкин хвост" и круглые. В станках часто используют комбинированные направляющие.

Все большее распространение находят направляющие качения в средних и легких станках с ЧПУ, в координатно-расточных станках, в шлифовальных, копировальных и др. Основным преимуществом направляющих является малая сила сопротивления движению, в 15-20 раз меньше, чем в направляющих скольжения, отсутствие скачков при скоростях движения менее 12 мм/мин, высокая точность установочных перемещений, беззазорность и долговечность. Однако при изготовлении они требуют значительных затрат, качественной и точной обработки рабочих поверхностей и надёжной их защиты.

Наибольшее распространение получили закаленные направляющие из цементируемой стали 20Х и хромистых шарикоподшипниковых сталей ШХ9, ШХ15, ШХ15СГ, с твердостью 60-62 HRC и из чугуна СЧ21 с твердостью 200-250 НВ.

Направляющие, у которых к сопряженным поверхностям в специальной проточке подается масло или воздух под давлением с целью создания постоянного масляного или воздушного слоя по площади контакта, называют гидро- или аэростатическими направляющими.

Гидростатические направляющие преимущественно применяют в тяжелых станках. Для улучшения качества металлорежущих станков необходимы элементы, имеющие высокую жесткость и нагрузочную способность, высокий КПД, минимальный износ при отсутствии зазоров, высокую плавность перемещений и точность позиционирования, а также способность длительного сохранения первоначальной точности. Перечисленным требованиям в наибольшей степени отвечают направляющие передачи с гидростатической смазкой, т.е. гидростатические направляющие. Гидростатические направляющие создают масляную подушку по всей площади контакта направляющих.

Разделения трудящихся поверхностей в аэростатических направляющих добиваются подачей в карманы воздуха под давлением. В результате между сопряженными поверхностями направляющих образуется воздушная подушка. По конструкции аэростатические направляющие напоминают гидростатические.

Недостатки аэростатических опор и направляющих по сравнению с гидростатическими заключаются в малой нагрузочной способности, невысоком демпфировании колебаний, так как вязкость воздуха на четыре порядка меньше вязкости масла, а также в низких динамических характеристиках, склонности к отказам из-за засорения магистрали и рабочего зазора.

Преимущества аэростатических направляющих состоит в том, что они при движении обеспечивают низкий коэффициент трения, а при отключении подачи воздуха очень быстро создаётся контакт поверхностей с большим трением, обеспечивающий достаточную жесткость фиксации узла станка в заданной позиции. Отпадает необходимость в фиксирующих устройствах, в которых нуждаются гидростатические направляющие.

В аэростатических направляющих воздух подводят под избыточным давлением 0,2 – 0,4 МПа. Аэростатические направляющие используют в прецизионных станках, в которых малы силы резания и необходимо точное позиционирование.

Шпиндельные узлы

Шпиндель - вал металлорежущего станка, передающий вращение режущему инструменту, закрепленному в нем или обрабатываемой заготовке. Средненагруженные шпиндели изготавливают обычно из стали 45 с улучшением (закалка и высокий отпуск); при повышенных силовых нагрузках применяют сталь 45 с низким отпуском. Для шпинделей, требующих высокой поверхностной твердости и вязкой сердцевины, применяют сталь 45 с закалкой ТВЧ и низким отпуском.

Конструктивная форма шпинделей зависит от способа установки на нем зажимных приспособлений, для крепления режущего инструмента или обрабатываемой заготовки, посадок элементов привода и сквозным отверстием для прохода прутка. Передние концы шпинделей станков общего назначения стандартизированы.

Рисунок 4 - Устройство передней опоры шпинделя токарного станка.

1,2 – гайка; 3 – устройство предварительного натяга упорных подшипников; 4- упорный подшипник; 4 – упорный подшипник; 5 – втулка; 6 – внутреннее кольцо подшипника; 7 – лабиринтные уплотнения; 8 – шпиндель.

В качестве опор шпинделей станков применяют подшипники качения и скольжения. Шпиндельные узлы должны обладать высоким качеством. Поэтому подшипники качения, используемые в опорах шпинделей, должны быть высоких классов точности. Выбор класса точности подшипника определяется допуском на биение исполнительных поверхностей шпинделя (коническое отверстие и базирующие поверхности для установки патронов, для крепления инструмента и заготовок), который зависит от требуемой точности обработки. Обычно в передней опоре используют более точные подшипники, чем в задней.

Подшипники скольжения, применяемые в качестве опор шпинделей, бывают нерегулируемые (применяют их редко), с радиальным, осевым регулированием зазора, гидростатические (в них предусматривают подвод масла под давлением в несколько карманов, из которых оно вытесняется через зазор между шейкой шпинделя и подшипником), гидродинамические и с газовой смазкой.

В прецизионных станках используют гидростатические подшипники, которые создают высокую точность вращения шпинделя. Их несущая способность, жесткость и точность зависят от величины зазоров, давления, схемы опоры.

Гидростатические подшипники стабилизируют режим трения со смазочным материалом при самых малых скоростях вращения.

4 Типовые механизмы станков (опережающее задание)

Механизмы прямолинейного движения

Механизмы, применяемые для преобразования вращательного движения в поступательное, можно разделить на две группы.

Механизмы первой группы обеспечивают прямой и обратный ход за один оборот ведущего звена. К ним относят кривошипно - шатунные, кулисные, кулачковые и др. В механизмах второй группы к которым относят реечные зубчатые передачи, передачу винт-гайка, изменение направления движения достигается изменением направления вращения ведущего звена.

Кривошипно-шатунные и кулисные механизмы применяют в цепях главного движения быстроходных станков с небольшим ходом инструмента. Настройку хода инструмента в этих механизмах производят изменением радиуса кривошипа R, а зоны работы изменением длины l шатуна или положением инструмента относительно ползуна.

Рисунок 5- Кривошипно-шатунный (а) и кривошипно-кулисный(б) механизм

Кулачковые механизмы, преобразующие вращательное движение в прямолинейное поступательное (непрерывное и прерывистое) применяют главным образом в механизмах подач станков автоматов и полуавтоматов.

Рисунок 6 – Кулачковые механизмы

Прерывистые движения могут быть выполнены с различными периодами остановки, однократного или многократного действия за один цикл. Ведущим звеном кулачкового механизма обычно является дековый или цилиндрический кулачок, который в большинстве случаев совершает непрерывное вращение. Ведомое звено, называемое толкателем, совершает возвратно-поступательное или качательное движение и имеет с кулачком силовое или геометрическое замыкание. Силовое замыкание осуществляется собственным весом звеньев механизма, груза или силой пружины, геометрическое замыкание - двумя поверхностями кулачка, охватывающими ролик толкателя или двумя роликами, охватывающими кулачок.

Реечные зубчатые передачи обеспечивают значительные перемещения ведомого звена на один оборот ведущего звена и высокий коэффициент полезного действия (КПД). По конструктивному исполнению они бывают зубчато-реечными и червячно-реечными (червяк и червячная рейка, червяк и зубчатая рейка).

Зубчато-реечную передачу широко применяют в приводах подач токарных, сверлильных, расточных, продольно-строгальных, протяжных и др. станках.

Червячно-реечные передачи - самотормозящие передачи, передающие движение только от червяка к рейке и обладающие большей жёсткостью и плавностью в работе, чем зубчатое колесо и рейка, благодаря тому, что в зацеплении с червяком находится одновременно несколько зубьев рейки. Расположение червяка под углом к рейке позволяет иметь вынесенный за размеры стола привод, что упрощает компоновку станка.

Передача винт-гайка обладает самоторможением, высокой точностью и плавностью движения ведомого звена при больших и малых перемещениях. В станках они применяются трёх типов: скольжения, качения и гидростатические. Передачи винт-гайка скольжения просты по конструкции и технологичны в изготовлении, имеют малые потери на трение, высокий КПД. Они имеют, как правило, резьбу трапецеидального профиля с углом 30 0 , что допускает применение разъёмных гаек. В высокоточных резбонарезных станках применяют передачи с прямоугольным профилем резьбы или трапецеидальным с уменьшенным углом профиля (10 – 15 0 ). В качестве опор ходовых винтов чаще применяют подшипники скольжения в виде втулок из бронзы или антифрикционного чугуна, т.к. они имеют малые размеры, просты по конструкции и обеспечивают необходимую точность положения винта. Для восприятия осевых нагрузок применяют упорные подшипники повышенной точности или подпятники скольжения.

Рисунок 7 – Механизмы преобразования вращательного движения в поступательное.

а – реечная передача; б- червячно-реечная передача; в – гидростатическая передача червяк-рейка; г,д – винтовая пара скольжения; е – шариковая винтовая передача;

1 – червяк; 2 – гидрораспределитель; 3- рейка; 4,5 – насосы;6 – суппорт; 7 – контргайки; 8,10 – гайки; 9 – корпус; 11 – ходовой винт; 12 – тела качения; 13 – канал возврата; М – электродвигатель

Для перемещения узлов тяжёлых станков применяют гидростатические передачи винт-гайка. Между витками создаётся масляный слой. Этим снижается изнашивание пары, повышается КПД передачи до 0,98 -0,99. Жёсткость масляного слоя при определённых условиях может превышать контактную жёсткость обычной передачи более чем в 5 раз. Гидростатическая передача винт-гайка является беззазорной, т.к. давление осуществляется с обеих сторон витков, что обеспечивает высокую равномерность и плавность движения.

Механизмы прерывистого движения

Для преобразования вращательного движения и качательного в прерывистое (периодическое) применяют храповые, мальтийские, кулачковые и другие механизмы.

Храповые механизмы могут быть с наружным и внутренним зацеплением. В механизме с наружным зацеплением собачка получает качательное движение. При прямом ходе собачка через зубья храпового колеса поворачивает его на некоторый угол. При обратном ходе собачка проскальзывает по зубьям храпового колеса не вращая его. Качательное движение собачки храпового механизма чаще осуществляют с помощью кривошипно-шатунного механизма.

Мальтийские механизмы чаще всего применяют для периодического поворота на постоянный угол револьверных головок, шпиндельных блоков, столов многошпиндельных автоматов и т.д.

Мальтийские механизмы бывают правильные и неправильные. У правильных механизмов крест имеет пазы с равномерным шагом; у неправильных углы между смежными пазами креста различные. В станках применяют, как правило, правильные мальтийские механизмы с внешним зацеплением и радиальными пазами.

В мальтийском механизме при вращении кривошипа цевка или ролик его заходит в паз креста и за каждый оборот поворачивает его на 1/z часть (z - число пазов), т.е. передаточное отношение мальтийского механизма i = 1/z.

Для того, чтобы в начале поворота креста, когда цевка входит в зацепление не было жёсткого удара, начальная угловая скорость креста должна быть равна нулю. Иначе необходимо, чтобы цевка входила в паз креста в радиальном направлении.

Рисунок 8 – Храповые механизмы с несимметричным (а), симметричным (б) профилем зуба и плоский мальтийский механизм.

1- храповое колесо; 2 – собачка; 3 – рычаг; 4 – кривошипно-шатунный механизм; 5 – кривошипный диск; 6 – палец; 7 – винт; 8 – штифт; 9 – щиток; 10- мальтийский крест; 11 – ролик; 12 – кривошип; α – угол, определяющий положение пазов мальтийского креста; β – угол между осями кривошипа и мальтийского креста

Читайте также: