автореферат диссертации по обработке конструкционных материалов в машиностроении, 05.03.01, диссертация на тему:Влияние тангенциальных силовых смещений предварительно нагруженных конструкций на точность станков

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОЛИТЕ! РСФСР ПО ДЕИЙЛ НАУКИ И ВЫШЕЙ ЫКСШЫ

московский АвтшЕшдагшй ишгтт

На правах рукописи

ГусейноБ Тариэль Наби огль

ВЛШКИЕ ТАНГЕНЦИАД ЫИХ СИЛОВЫХ ОЩЦЫШЙ ПРЕДВАРИТЕЛЬНО НАГРУКЕННЫХ КОНСТРУКЦИЙ НА ТОЧНОСТЬ СТАНКОВ

Специальность 05,03.01.- Процессы механической и фичикс-технической обработки, сгг&нки и инструменты. - ,

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата' технических наук.

1ос;:ва - 1992

'Работа выполнена е Московском ордена Ленина, ордена Октябрьской Революции и ордена Трудового Красного Знамени государственном техническом университете им.Н.Э.Баумана и Азербайджанском Техническом Университете.

Научный руководитель - доктор технических наук, профессор ЧернкнскиЯ 11.1а.

Официальные оппоненты - доктор '¿ернических наук .профессор . Луш А.В.

- кандидат технических' наук, доцент Дмитриев Б Ли.

Зедухдее предприятие : МСПО "Красный пролетарий" •1

•Защита состоится " ^ " ^^¿¿Ь^ 1<&2 г. на заседании специализированного Совета Л 063.49.03 в Московском автомеханическом институте по адресу : 105339, ГСП, Ыосква, Б. Семеновская ул., д.ЭЙ, корпус -

С* диссертацией можно ознакомиться в библиотеке института. Зги отзыв в одном экземпляре, заверенный печатью, просил ■ ьь: слать по указанному адресу.

Автореферат разослан » ^ » ¿Ь^/уД^Ы^ ¡од?. Г>

Ученый секретарь специализированного Соьета' . >

. кандидат технических наук, доцйнт В.С.Сидорол

ищдн хараш'лристт работы

Актуальность темы, Проблема повышения точности станков - одна из важнейших отечественного станкостроения. К числу факторов, оказываюитх решающее влияние «а точность, следует отнести силовые, тепловые и размернио смешения в станочных технологических системах (ТС), Известны многочисленные исследования в этой области. Большое внимание .уделяется силовым смешениям - относите чькым смешениям инструмента и заготовки иод действием внешних сил, и их влиянию на точность обработки станков.

В подавляющем большинстве случаев исследования силовых смешений носят эмпирический характер, учитываются собственные и контактные деформации элементов ТС, отмечается преобладавшее влияние контактных деформаций.

В практике при проектировании станков и экспериментальных исследованиях обраиаят главное внимание на тангенциальные силовые смешения в подвижных стпиах, а смешения в неподвижных стыках - предварительно нагруженных конструкций, или совсем не учитываются, или считаются незначительными. Подавляющая часть экспериментальные работ по тангенциальным силовым смешениям выполнена на образцах, что не дает достаточного представления о реальных смешениях непссреды'иеьне на станках, в том числе корпусник деталей и инструментов.

Преобладающее использование нксперикентачьных методов исследования в ушерб теоретическим затрудняет понимание природы силовых смешений, в том числе тангенциальных.

Таким образом, исследование тангенсиальных силовых смешения предварительно нагрутеншх конструкций станков -- актуальная научная задача, направленная на повышение точности станков.

Цзтть работы.'Разработай теоретической модели и методики рас- . чета характеристик такгенциальных силовых смешений предварительно нагруженных конструкций технологической системы с экспериментально!* проверкой непосредственно на станках.

Д'етоды исследования. В работе приценялись теоретические и экспериментальные методы исследований. Теоретические исследования выполнены на Сазе основных положений технологии мапуноотроё-кия; станкостроения, в том ч«ле теории склевых смелеккй; аналитической геометрии; интегрального. исчисления и др. Экслердасенталь-ннв исследования" выполнены на стенда* л непосредственно на стан-

как с применением современных мзтодоз и средств. . . Научная ноьизаа. Теоретически описана, исследована и разработана методика расчета характеристик тангенциальных смлобых смешений, предварительно нагруженных конструкций, дана новая трак-гоька формализации ТС; разрапотана ме-годияа расчета нормальных напряжений с конструкциях с произвольной формой опорной поверх -ностк; установлено •« количсстаенно определено нагрукепие упоров.

Практическая ценность. Предложены зависимости для расчета сихорых смешений предзгригзльно нагруженных конструкций и нормальных напряжений; эффективные методы сюткения тангенциальных смешений с использованием предварительного натяга; расработана и реализована методика определения сил, действующих на упор со стороны предварительно закрепленной конструкции; определен баланс собственных и контактных силовых смешений иесумей системы .стойкой.

• Рэализация работы. Результаты исследования внедрены на машиностроительном заводе имЛАидта г.Баку. Повышена точность обработки, снижен брак деталей. Годоеой экономический аффект составил 6000 руб. по одному изделию.

Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались к обсуждались на научно-технических конференциях АзПИ им. Ч.Ильдрыма 1931-1589 гг., г.Баку; на Всесоюзных и Республиканских научно-технических конференциях: "Трение,износ и смазочные материалы", 1973г., г.Баку; "Прогрессивные методы повышения долговечности деталей нефтяного оборудования", 1980т., г.Баку; "Надежность и качество машин, испытание, диегнссткка, прогаозирова-киа", 1981г., ОСНТО, г.Москьа; "Автоматизация машиностроения на базе гибких технологических систем и робототехнических комплексов", 1989г., г.Баку; н& научных семинарах кафедры "Маталлоре-жулие станки и автоматы" МГТУ им.Н.Э.Баумана в 1983 и 1988 гг.. Диссертация заслушана к рекомендована к засште на заседании кафедры "^еталлсрекуже станки и инструменты" АзЙТУ им.Ч.Ильдрыма,

Публикации. Ном материалам диссертации опубликовано 7 печатных рчп'от. .

Объем работа. Диссертация состоит но введения, пяти глав, сб'!гих ¡'Ь'Родэз, списка литературы иг> 78 наименований к приложе-чиЧ; солерлит ПО страниц иашиь<>писшго текста, 72 рисунков, в таблиц.

краткое содержания дооегтации

В нерпой главе - "Лнализ работ по исследованию характеристик силовых смешений и жесткости станков" иеслэдусгся проблема силовых смешений и связанная с ней жесткость станков. Сличается, что за лоследниэ пятьдесят лет этой теме гтосвяаеш многочисленние советские и зарубежные публикации. Среди них известные груды К.В.Во такова, А.П.Соколовского, Д.Н.Решетова, 3,(¡.Корсакова,А.М.Дгль-ского, З.М.Левиной, В.В.Каминской, В.Л. Зеленского, З.В,Р*етэба, .• Н.Б.Демкина, К.М.Еникеевя, В.А.Скрагана, Г. й.¿икс-Марголина, В.А.Кудиновч, П.М.Чернянского, А.Г.Суслова, Р.М.Свиринского, З.П.Харлушиса, Х.Опица, Хкикебука, Н.Бюэтефелъда и др.

Силовие смешения и жесткость станкоз исследуются глаьгал.! образом с точки зрения их злияния на точность обработки и виброустойчивости станйоь. Вопросам формирования точности станков пос-вяшеьы гак «се труды З.Э.Пуша, а.С.Проьитсола, В.Н.Подураева, В.А.Ратакрова, Е.Г.Нахаггетоьа, В.Т.Портмана и пр.

Ддя обозначения графической зависимости смешения в функции силы нами принят тернии "Характеристика силовых смешений" (лСС), так как' он более всего соответствует своему содержанию. ХСС отражает реальные свойства ТС, ее упругие и неупругие сопротивления.

Общепринято считать, что местность ТС отражает "ее упругие свойства. Но на силовиа смешения влияют и силы трения. Тек как жесткость определяется по экспериментальным ХСС, то до настоящего Бремени не существует способов определения истинного ее ана-чекия. Признавая влил низ си.т трония нь оияоане смешения, т не мочсем их игнорировать в технологических: расчетах точности. Б последние годы проф.Чррнянски!.! П.м. пведлояен аналитический метод расчета силочнх смекепий с учетом жесткости / сил тоения ТС ка стадии проектирования. 1'читываптся йипичяскке свойства конструкции, ее размерь и технология обработай. На рис.1, дана с/ома расчета точности обработки по коэффициенту песткостч п ХСС. Кая видно из рис Л. три периодическом изменении силы регалия на величину • рассчитываемый размер к геоксгрия обтбятыааемэЯ летали будут изменяться в зависимости от приятой тмечетной схемы: I - расчет но ХСС, 2 - расчет по коэффициенту жесткости по рзэгруаочной аетьи ХСС, 3 - расчет* как ;{ я о втором случае, но

по Отгрузочной ветви ХСС. Экспериментально вта позиция подтверждена в работах к.т.н., доц.Дьяконовой Н.П.

Д основу теоретических описаний силовых смешений положено • представление о ТС как о системе, состоящей из элементов упругого и неупругого сопротислений. Силовые смотзгая сопровождаются работой сил трения. Эти принципиальные позиции использованы намк и при исследовании тангенциальных силовых смешений ТС.

Анализ работ в области силовых смешений и формировании точ-■носги станков позволил выделить предмет чалих исследований -силовые смешения предварительно нагруженных конструкций ТС. Пол ними мы будем поникать конструкции, вклотагашие разъемные неподвижные соединения с произвольной (формой поверхности, внешние силы которых частично или полностью воспринимаются силами трения, распределенным по поверхности этого соединения. Такие конструкции весьма распространены в станках, но их исследовании» уделялось крайне мАлое внимание, а получешые на образцах результаты не получили достаточного прикладного использования.

На основе проведенного анализа в настоящей работе поставлены следуелче задачи.

1. Анализ предварительно нагруженных конструкций несуких систем кетаялорежушик станков.

2, Разработка теоретической модели характеристик тангенциальных силовых сметаний предварительно нагруженных конструкций.

3,- Разработка методики расчета нормальных напряжений в конструкциях с произвольной формой опорной поверхности.

4. Разработка методики расчета тангенциальных смешений с использованием теоретических моделей по п.2.

5; Экспериментальное исследование тангенциальных силовых смешений предварительно нагруженных конструкций технологических систем. •

б. Разработка рекомендаций по снижению тангенциальных скло-01« снесений элгментоэ технологической систему с целью повышения точности.

Во второй глава - "Теоретическое исследование характеристик тангенциальных силовых смешений"'рассмотрены Еопросы формализация "ТС л построения теоретической модели характеристик тангенциальных силовых еивиеннй.

Для посгроенил расчетной схемы выполнен анализ силоро!: нз-предварительно гагрулекнпх конструкций станков, ь тал чис-

Схема расчета точности Обработки : - характеристике силовых смешений 4; пэ коэффициенту местности.

У

мкы

1,5

0.5

ж N

/

Ч гкИ

Рнс.З. Характеристика сияоеьк смещений в плоскости стыка корпуса передней СаСки станка ыод. 1££2С&1 : I - экспериментальная, 2 - расчетная.

Рис.2. Схема расчета давления по опорной повесхности произвольного контура.

Л0- способов крепления корпусных д&талей и инструментов.

При расчете силовых смешений таких сложных конструкций, как иетал^орецушие станки, вояснуг роль играет обоснованная ее форма-< лизация. Формализованная система станка должна бить достаточно простой, но при этом ,че должны теряться ее главные, принципиальные свойства. Нами использованы основные положения разработанной в последние годы теории структур технологических систем.

В отлична от принятого нами предложено иное, но столь же . строгое обоснование способа формализации 1С. Смешение статической системы находится из уравнения динамики для ьязного сопротивления или Кулонова трения.

ул^уУ (2}

, Для к «голого элемента технологической системы, и для системы в целом, соответственно, смешение Уп к ус при Кулоновом трении находятся из уравнения (2).

(3)

(4)

* ЧУ'

В уравнениях (I) ... (4) приняты обозначения: У - смешение,

" ¿оаффицианты вязкого и КулоноБа трения, N - нормальная сила, F - внешняя сила, Т* - сила трония £ -го элемента,-жесткость I го элемента.

Математические зависимости (I) ... (4) позволяйте сформулировать главный принцип формализации ТС при исследовании силовых смешений: любую механическую систему можно представить в виде некоторой совокупности элементов упругости (ЗУ) и влементов трения (ЭТ), т.е. получим известный результат, но в более простой и наглядной форме.

Элементы ЭУ и ЭТ имеют собственные характеристики, зависящие иди н« аав1!слшие от внешних сил. За элемент« ЭУ оохраняютйя чисто упруги о сЕойстаа. Деформируясь, он "роящает" смешения. Элемент ЭТ изменяет величину сил, деформирующих ЗУ.

ИзоЗракение ТС в виде оакон'омерной совокупности основных ' влсмантог с учетом их собственных характеристик поззоляет описывать силовые смешений реслышх конструкций.

?еоретичэс!.ал модель характеристик тангенциальных силовых

о

смешений получается из (4) ив общем виде представляет собой сумму смешений отдельных модулей.

У,+ «>.

где П - число модулей, т - порядковый номер модуля, Р -произвольно направленная внешняя сила. При собственных характеристиках ЭУ и ЭТ, независящих от внешних сил, для примера запишем

Ум" и разгрузке Ум".

силовые смешения модуля при нагручении

р 0 0,5Т т 2Т зт '

Ун 0 0 0 т/у 2Т//

я т// 1,бТ/у- 2Т// 2Т/У Я//

Внешняя сила /Г задана в долях от силы трения, что позволяет наглядно выделить роль сил трения в формировании силовых смешений и свойства характеристики.

Один из важнейших выводов, следующий из модели (5), свидетельствует о том, что в системе, посла ее разгрузки, сохраняются остаточные силы упругости /• ест , вызываюпие явление "поледей-ствия". При одинаковых модулях и независимых характеристиках остаточные силы упругости зависят от сил трения модулей Т и числа модулей. П _ (п+0п

гкт ~~ 1 2 (б)

Поя модулем принято понимать совокупность одного элемента трения и одного- элемента упругости". Свойства модуля, включенного' в какую-либо формализотнную систему, не изменяются. Поэтому модуль формирует свойства ХСС технологической системы. ■

Количественно сила трения или жесткость элемента может оказаться очзнь малой величиной. Тогда силовая характеристика модуля будет близка к собственной характеристике соотввтствушего элемента.

' В дальнейшем для нас представляет гратический и научный интерес вывод из (5) о том,что наличие сил трения в системе не исключает линейности, например, нагрузочной яетви ХСС. И наоборот: нелинейность ХСС: не является достаточньм доказательством нелинейности собственных характеристик состаьляюлих элементов упругости. ' .

В третьей главе - "Расчет тангенциальных силовых смегенкй типовых звеньев несуоих систем станков" рассмотрены вопросы рас. ' 7

четб силовых смещений наиболее распространенных звеньев предварительно нагруженных конструкций ТС на безе сформулированных выше теоретических положений.

Первым и необходимым этапом является расчет удельных давлений норкало.ных напряжений по опорной поверхности сопряженных деталей несущей системы станков.

Ь виду сложности конструкций и разнообразности форм опорных поверхностей нами выбран наиболее универсальный метод расчета,позволяющий получить достаточно простые решения для свынх разнообразных форм поверхности.

■ Доя целей нашего расчета достаточно знать линеаризованную змЬру нормальных напряжеячй. Из наиболее .известных на сегодняшний день являгтся методы расчета удельных давлений в направляющих прямолинейного перемещения в станках к использование расчетных зависимостей внецектрового сжатия. Первый метод достаточно громоздкий и сводится к решению статически неопределимой задачи. Второй ие-тод прост, использует известные зависимости ив курса "Сопротивление у.атериелов", но удобен для простых конфигураций опорной псве-рхмости.

Сущность выбранного нами ыетода расчета заключается в том, что для "любой опорной поверхности составляется только три уравнения статики, отражавших расковесле внешних Г^, и реактивных .

сил к моментов, рис.2. Задача сводится к статически определимой.

Для решения задачи пришибается два допущения: (I) эпюра реактивных сил ограничена плоскостью, (2) реакция основания £ прямо пропорциональна величине упругой осадки 2 в той же точке -гипотеза прямой пропорциональности (гипотеза Винклера - Циммерма- • на).

Ъ^Аъ+бу+В (7)

9 = /С-2 (8)

гдз ¿1 - контактная нормальная жесткость, А, В,Г - постоянные ко-л&ициенч'ы, X, У - координаты опорной поверхности, С учетом ¡.7) и (8) составляются три уравнения статики.

/,'г' «I

ХЯ* - Г ь С. X (А{Х+В, Щ)ЧШу ао)

Л; У1С Т т \

где Ц /*г - сумма внешних сил, спроектированных на ось Н ;

Мж сУмка "°"енгов внешних сил относительно осей, соот-

ветственно к, У ; Х}£> У(£ ', Хг£ , У2.- координаты с -ой опорной поверхности, определяющих область интегрирования. В диссертации даны решения (3) ,»„ (II) для наиболее распространенных видов опорной поверхности, в том числе для опорных поверхностей, выполненных в виде кольца. В атом случае уравнения записаны в цилиндрических координатах. Для примера запишем только одно, аналогичное (9). ^

I (АгрСС^г Вг

и о

где - наибольший и наименьший радиусы С -ой опорной

поверхности; р, - радиус-вектор и угол, опредэляюший его положение.

Решения (9) ... (12) доводятся до простых готовых формул. На пример, давление в точке = , 7° = О определяется по зависимости _.. гг.

(13)

Для унификации расчета силовых смешений используем понятие "типовые элементы конструкций": деформируемые детали, и деформируемые стыки с нормальными и тангенциальными силовыми смешениями. Собственную, характеристику силовых смешений деталей (у -характеристика ) считаем упругой и линейной, а характеристики нормальных ( б* -характеристика) и тангенциальных ( Т" -характеристика) силовых смешений - нелинейными.

В отличие от известных представлений установлено, что ^-характеристика соответствует структура: ЭУ-ЭТ-ЭУ при независимых собственных характеристиках элементов, а силовые смешений У^-опискваотся зависимостью:

где ^ " Уг ~ ^есткость характерных первого и второго участков X -характеристики; Ту - упругая составляш&я силы трения, Р - внешняя сила. Из (4) следует, что второй участок -характеристики не отражает чисто пластической деформации.'В соответствии с теорией, согласно принципу удвоения, он может проявляться только лри разгрузке при условии, когда сила трения 'Г > ЭТу , что из-за физических свойств материала в обычных экспериментах не выполняется.

По зависимости ( .4) с учетом (9) ... (II) построены ХСС и . численно определены силовые смешения предварительно закрепленных резцов, корпусных деталей и упругих звеньев несушей системы станков.

Численными расчетами установлено, что при нагружении указанных конструкций в пределах возможных сил рээания тангенциальные силовые смешения достигают 15 ... 20 мкм, а остаточные смешения после разгрузки составляют 2 ... 8 мкм. Независимо от величины сил эакрелеления предварительно нагруженных конструкций они всегда сме маются' год действием сил резания. Как правило, в диапазоне возможных сил резания проявляются два, наиболее характерных участка характеристик тангенциальных силовых смешений: первый участок с минимальными ставши смешения и второй участок интенсивного роста смешений.

В четзертой главе -"Экспериментальное исследование тангенциальных силовых смешений предварительно нагруженных конструкций несущих систем станков" оценивается сходимость расчетных и экспериментальных силовых смешений для одних и тех же условий и конструкций, а так же изучаются закономерности силовых смешений непосредственно на станках или физических моделях.

Силовое нагружениа осуществлялось динамометрами, смешение регистрировалось электронной измерительной системой, мод. 21£ с ценой деления до 0,1 мкм и осциллографом. Использовались индуктивные контактные и бесконтактные измерительные преобразователи. При. необходимости использовался двухкоодоинатный графопостроитель для автоматического построения ХСС.

Экспериментальные исследования проводились на специально созданных стевдах и станках мод.Ю£С0Й1, 1Г.62 и др. в лебораТории кафедры и на заводе "Красный пролетарий" им.Ефремова.

Исследовались силовые смешения шпиндельной и задней бабок в плоскости с.тыка и в рабочей зона на уровне линии центров, смешения плиты и пиноли задней бабки, силовые смешения резцов с раз- . личнши способами крепления.

Анализ результатов исследования подтвердил основные теоретические положения. Росчитаннке и экспериментально полученные ХСС имеют хорошую сходимость. На рис.3, построены расчетные и экспериментальные ХСС, отнесенные к плоскости стыка передней бабки станка модЛбКЯОФ!, а на рис.4, - аналогичные ХСС для резцов с

клиновым креплением. Наибольшее отклонэни расчитанных смешений от экспериментальных не превышает 5-2056, не'считая сопряжения двух участков характеристики, рис.4.

При различных условиях экспериментальных исследований всегда наблюдались остаточные смешения: наименьшие - в плоскости стыка корпусных деталей, наибольшие - на линии центров токарных станков. В последнем случае существенное влияние, на наш взгляд, отказывают контактные силовые смешения.

Исследование большой партии новых станков мод.16К20. в условиях производства показали, что имеет место значительное рассеивание нагрузочных и остаточных смешений при одинаковых условиях нагружения. Для корпуса передней бабки размах выборки составил 21 мкм.

Установлено, что в обшем балансе смешений шпинделя в радиальном направлении на долю шпиндельной бабки приходится не менее 30^, а в осевом направлении - 60-70%. Эти денные вскрывают новые существенные резервы повышения точности станков.

Аналогичные результаты получены при исследовании силовых смешений корпусов задних бабок: большая величина смешений, значительная разница смешений в плоскости стыка со станиной и на уровне линии центров, рассеивание силовых смешений. Например, для станков мод.16К 2051 осевое смешение корпуса задней бабки на лиьии.центров достигает 22 мкм.

Обшая картина силовых смешений резцов с различными способами крепления достаточно хорошо иллбстрируется на рис.4.: четкое вы деление двух участков ХСС й наличие остаточных смеше.гай; при первичном нагружении -. график I , повторение сложного замкнутого контура,при поворотных нагрукениях - график 2 . Наличие упора -график 3 , мало изменяет форму ХСС и величину смешений. Причем в диапазоне нагрузки Р ■ 0.... 1,0 кН упор, в пределах точ-

ности измерений, не влияет на величину силовых смещений, а сами смешения минимальны.

Одновременно со смешением резцов измерялось их силовое воздействие на упор. На рис.5, построены экспериментальные графики силовых смешений резца и одновременного силового воздействия резца на упор, который выполнен в вида пустотелого т«изометрического стакана. При жестком упоре, по расчетам, сила на упоре должна дос тигать 2,0 кН при сдвигавшей силе' 5,5 кН. Год действием сил на

упорах образуются лунки до десятых доалй миллиметра, что влияет на точность обработки при мерных резцах.

В производственных условиях получены статические характеристики силовых смешений резцов, построены экспериментальные и теоретические распределения.

В пятой главе - "Внедрение результатов исследования" рассмотрены методика и рекомендации по снижению силовых смешений и повышению точности ТС.

Известные методы снижения тангенциальных силовых смешений за счет геометрической точности сопряженных поверхностей, снижения шероховатости и тангенциальных напряжений, уменьшения числа стыков и др. г имеют свои ограничения.

Установлено, что весьма эффективным методом снижения тангенциальных силовых смешений несущей ситемы станков является применение различных конструкций типа "упор" с предварительным натягом. Применялись различные схемы создания натяга.

Используя резоц, как физическую модель, на рис.4, показан эффект применения упора с предварительным натягои - график 4. Силовые смешения уменьшились в 3,3 раза. Схема крепления резца такая же, как на рис.5а, но тпнзометричвская опора заменена регулируемым упором.

Полученный эффект снижения силовых смешений и теория силовых смешений позволяют сделать вывод более обгаий; направленный на повышение точности станков: всякое крепление деталей силвад,направленными по нормали к плоскоет крепления, не исключает тангенциальные силовые смешения. Применение упоров не решает проблемы, Эффективными являйтся только различные упоры, шпонки и др., работавшие с предварительным натягсм.

На наш взгляд, важным фактором повышения точности станков является снижение собственных и нормальных силовых смешений корпусных деталей в силу их большего удельного веса в обюем балансе силовых смвиениЯ гапинвелей, пинолей и пр. Очевидно, что снизить в первом случае силовйе смешения технически проста, чем при соизмеримой их величине.

Некоторые результаты исследований внедрены на машиностроительном заводе им.Л.1йщдта г.Баку. Ка токарном многорезцовом полуавтомате мод.КП2 устанавливались резцы с предварительным па-

. Гис.4. Силовые смешения резца с клиновым креплекие.м: 1,2 -"переичнсе и вторичное нагружение без упора ; 3-е упором ; 4 - с упором и предварительным натягом ; 5 - без упора, расчетная.

1 уаН 25

20

Í5 —я—.

¡—хЛ: ¥ // /

А / /

к-" Л

Рис.5. Силовая нагрузка упора . а - физическая модель ; б - гшЬики силовых скеще-.ний*(2) и силовой нагрузки упора (II .

тягом на финишной опреации. Благодаря этому повышена точность обработки деталей п 2,9 раза, снижен брак по точности обработки. Экономический эффект составил 5000 руб. о год на одно изделие.

Результаты исследования используются в учебном процессе, в том числе в курсе "Металлорежущие станки и инструменты", в новых лабораторных работах.

ощие вывода И результаты работ«

I. Теоретически описана к исследована характеристика тангенциальных силовых смешений, разработана методика расчета этих смешений для предварительно нагруженных конструкций нзсушей системы станков, предложена новая трактовка обоснования формализации технологических систем п.ри расчете силовых смешений.

•2. Независимо от метода крепления и величины сил зажима предварительно нагруженных конструкций несушей системы станков, всегда имеют место тангенциальные силовые смешения. Установка штифтов, шпонок, упоров к т.п. устройств не исключает эти смешения, которые для корпусных деталей ч резцов достигают 3...15 мкм.

'3. Эффективным средством снижения тангенциальных силовых смешений в несушей системе станков является применение различных конструкций типа "упор" с прэдварьтельгам натягом. Благодаря ето-му, например, силовые смешяния закрепленных резцов удалось уменьшить в 3,3 раза. '

.4, Расчег и экспериментальные исследования тангенциальных .силовых смешений предварительно нагруженных конструкций несущей системы станков показывают, что при их нагружекии в пределах принятых сил резания возникают необратимые остаточные тангечииаль-ньэ смешения, достигавшие 2-,.. 5,0 мхи.

Б. Разработана методика"расчета распределения давления по опорной поверхности произвольной конфигурации леталой станков.

6. Исследования станков мод.16К20 в условиях тронасодстза показали, что имеет место рассеивание нагрузочные Ун и остаточных У ост смэшвнг!. корпуса передней бабки при одинаковых условиях нягруяения с размахом выборки 21 мкм.

7. В обцем балансе силсвьяс смолений корпусных деталей станков велика роль сойстаелных и контактных нормальных деформации.

14

*

Для шпиндельной Йабки станков мод. 1Ш20<51 на их долю приходится до общих смешений шпинделя в осевом направлении и не менее 33% - з радиальном ( вгориэонтальной плоскости). &тот результат по-новому сталит задачу повышения точности проверки кесткости станков..

- 8. Определена закономерность предварительно зажа-■¿■ых резцов. Установлено, что всегда смешаются под действием сил релаиия и при налички упора нагружают его силой, по данным нашего эксперимента, до 200 К при сдЕигаюшей силе 5,5 кН. Обра-зуюсаяся на поверхности упора лунка приводит к дополнительному снижению точности установки мерных резцов.

9. Разработана и реализована методика определения сил, дей-ствуюаих на упор со стороны предварительного зажатого резца.

10, Результаты исследования внедрены на машиностроительном заводе им.Л.Шмиита р.Еану\ . Повышена точность обработки деталей ч 2,9 раза, снижен брак по точности обработки. Экономическая эффективность составила 5000 руб. в год по одному изделию.

Основное содержание диссертации опубликовано е следующих р?ботах:

1. Гусейнов Т.Н. Влияние трения в стыках на касательные смешения елементов узлов станков. Трение, износ и смазочные материалы: Тезисы докл. Республиканская научн.-техн.конф.: Баку, 1978, с.40-44.

2. Гусейнов Т.Н. Влияние упругих элементов смешений в затянутых стыках на жесткость узлов станка. - Прогрессивные методы повышения долговечности деталей нефтяного оборудования Тезисы докл. Республиканская научн.-тохн.конф.: Баку, 1980, с.16-17.

3. Гусейнов Т.Н. Исследования тангенциальных смешений неподвижных стыков станков. Расчет и проектирование механических систем. Тематический сборник научных трупов. АзПИ им.Ч.Кльдрша, .Баку. 1931, с. 134-136.! ' '

4. Чернянский U.U., Гусейнов Т.п. Упругие смешения резцов. ИзЕестик вузов. Машиностроение, 1951, № 8, с.119-121.

5. Чернянский П.М., Дьяконова Н.П^, Гусейнов Т.Н. и др.

0 методе оценки характеристик жесткости станков в стадии проектирования и его экспериментальной проверки. Надежность и качество машин; испытание, диагностика, прогнозирование. Тезисы докл. Всесоювн.научн-техн.конф.: - И.: ВСНТО, 1981, Ы.П. - с. 109-III.

6. Гусейнов Т.Н. К вопросу смешений предварительно нагруженных корпусных деталей станков. Эффективность технологического оборудования механосборочного производства. Технический сборник научн.трудоз. АзПИ им.Ч.Ильдрыма. Баку: 1984, с.33-37.

7. Гусейнов Т.Н. Определение смешений в стыках предварительно нагруженных деталей станков с ЧПУ. - Автоматизация машиностроения на базе гибких технологических систем и робототехни-ческих комплексов: Тезисы доюг. Республиканская научн.-техн.кокф.

Баку,- 1989, с,56-57