Содержание к диссертации
Стр.
ВВЕДЕНИЕ 5
1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ 9
Автоматическая смена инструментов в токарном оборудовании 9
КонструктиЕНые схемы реЕольЕерннх головок 14
Общие вопросы 14
Рабочая зона токарно-реЕольверных
станкоЕ. 14
КонструктиЕНые схемы резцовых головок.. 16
Механизмы передач для осуществления делительного Еращательного движения.... 32
Механизмы фиксации 43
Источники энергии для осуществления
движений 55
Совершенствование динамических показателей приводов револьверных головок 57
Постановка задачи исследования 64
2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ 68
2.1. Геометрическая оптимизация резцовых
голоеок 68
Общие Еопросы 68
Выеод закономерностей геометрических параметров резцовых голоеок 72
Вывод закономерностей, увязывающих геометрические параметры станка и рез-
цоеой головки 87
Влияние габаритоЕ резцоЕой голоеки на Ееличину поперечного перемещения суппорта станка 93
Влияние габаритоЕ резцовой голоеки на приводной момент и жесткость системы... 95
Комплексная оценка геометрических и динамических параметров резцовой голоеки 98
Стр.
2.2. Исследование механизма фиксации 100
Общие вопросы 100
Определение плоскости контакта при соприкосновении деух плоских зубчатых
колец ЮЗ
Определение момента инерции площади сечения у ножки зуба 107
Зависимость площади контакта и момента
инерции от числа зубьев 109
2.2.5. Анализ процесса срабатывания механизма
фиксации 112
Определение характера нагрузки и деформации поверхностном) слоя зуба в процессе фиксации 114
Расчет предполагаемого износа зубьев.... 119
Определение статических сеойств механизма фиксации 132
2.3. Выводы 137
3. МЕТОДИКА ЗКСПЕРІМЕНТАЛЬНЬІХ ИССЛЕДОВАНИЙ 140
Этапы исследований 140
Экспериментальная установка 141
Измерительная аппаратура 148
Математический аппарат исследований 155
Применение мєтодое математической статистики 155
Расчет геометрических параметров плоских зубчатых колец на основе экспериментальных данных 155
Определение погрешности измерения геометрических параметров плоских зубчатых
колец 158
3.5. В ы в о д ы 159
4. РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ 161
4.1. Исследование Бремени срабатывания механиз
ма поворота и фиксации 161
Стр.
4.1 Д. Определение рациональной частоты вра
щения приводного даигателя 161
4.1.2. Влияние момента инерции и точности
предварительного позиционирования на
время срабатывания 164
4.1.3. Сравнительная характеристика времени
срабатывания для различных приводных
систем 168
Жесткость револьверной ГОЛОЕКИ 172
Точность фиксации 177
Геометрические параметры плоских зубчатых колец 177
Точность позиционирования резцовой го-
лоеки 177
Износ зубьев плоских зубчатых колец 184
В ы е оды 187
5. ОПРИЩПЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ВЩДРЕНИЯ НОВОЙ
ТЕХНИКИ 189
Теоретические предпосылки 189
Расчет годоеого экономического эффекта... 191
В ы в оды 197
ОБЩЕ ВЫВОДЫ 198
ЛИТЕРАТУРА 202
ПРИЛОЖЕНИЯ 211
Введение к работе
В решениях ХХ5ГІ съезда КПСС указано на необходимость дальнейшего развития станкостроительного производства, роста технического уровня и улучшения качества машин за счет увеличения выпуска металлообрабатывающих станков с числоеым программным управлением /I/. Решения грандиозных задач XI пятилетки предусматривают расширение внешних экономических связей со странами СЭВ, рост научно-технического сотрудничества, усиление кооперации в производстве прогрессивных видов машин и оборудования. Большой прогресс достигнут в расширении научно-технических контактов между Советским Союзом и Германской Демократической Республикой, где наибольшее значение придается сотрудничеству в разработке нового высокопроизводительного оборудования, средств автоматизации, приборов, создании прогрессивных технологических процессов, внедрении современных систем управления /2/.
Практика современного станкостроения показывает, что развитие ЧПУ коренным образом влияет на конструкцию самих станков. Одним из эффективных средств обеспечения безлюдной технологии является реализация принципа автоматической смены инструментов в металлообрабатывающем оборудовании. В токарных станках широкое распространение нашли револьверные головки, представляющие собой частный случай автоматической смены инструментов. Револьверные головки являются ответственным узлом, позволяющим обеспечить комплексную обработку изделий и уменьшить долю вспомогательного времени, приходящуюся на смену инструментов. Несмотря на большой опыт использования револьверных головок, е настоящее время еще недостаточно широко практикуются методы их автоматизированного проектирования, испытнвается нехватка работ по исследованию меха-
низмов фиксации и обоснованию выбора их конструктивных параметров.
Числовое программное управление и использование на его осноеє регулируемого электропривода вносит также существенные изменения в конструктивное оформление механизмов передачи движения, что приводит, с одной стороны, к упрощению кинематических сеязєй и, с другой, - к повышению требований к точности, жесткости и надежности.
Вышеуказанные факты подчеркивают актуальность проведения исследовательских работ по револьверным головкам токарных станков.
Целью настоящей работы яеляєтся изыскание возможностей совершенствования конструктивных схем барабанных револьверных голоеок токарных станков с ЧПУ, включая рациональное проектирование резцовых головок с использованием средств вычислительной техники и повышение точности срабатывания и надежности этих Узлое на осноеє теоретических и экспериментальных исследований механизмоЕ фиксации.
Научную новизну выполненной работы составляет:
создание математической модели рабочей зоны токарно-реЕольверного станка, учитывающей параметры револьверной головки, инструментальной наладки, суппорта, задней бабки и расположения оси шпинделя;
установление аналитических зависимостей, пригодных для
проектирования токарно-револьверных стэнкое на ЭВМ с целью получения оптимальных решений геометрических размеров револьверных голоеок;
- методика теоретического определения формы, характера и
величины износа зубьев в условиях работы механизма фиксации на
базе плоских зубчатых колец;
теоретическое обоснование модели срабатывания механизма фиксации на базе трех плоских зубчатых колец, создание расчетной схемы и вывод аналитических зависимостей статического состояния системы с учетом износа зубьев;
установление зависимости между точностными показателями механизма фиксации, величинами радиальных зазороЕ, моментами инерции револьверной головки и временем поворота исполнительного механизма в условиях применения регулируемого электропривода с системой управления CNC .
Практическая ценность заключается в разработке алгоритмов для расчета оптимальных геометрических параметров резцовых головок с использованием средств вычислительной техники и создании новой конструкции револьверной головки. В предлагаемой конструкции используется регулируемый электропривод, управляемый системой СNC , что позволяет оптимизировать законы вращательного движения резцовой голоеки. Этим также обеспечивается возможность поворота резцовой голоеки на необходимый угол без остановок в промежуточных фиксируемых позициях в условиях постоянной нагрузки при ускорении и торможении. Конструктивное решение механизма фиксации дает возможность повысить надежность узла за счет ликвидации осєеого перемещения исполнительного органа в процессах рас-фиксаций и фиксации.
Результаты проведенных исследований, математический аппарат, предложения и рекомендации по совершенствованию конструкции могут быть использованы при проектировании токарно-реЕольЕерных станков с ЧПУ с применением при расчетах средств вычислительной техники.
Соискатель приносит глубокую благодарность своему научному руководителю кандидату технических наук, доценту Комарову В.Н. и коллективу кафедры "Металлорежущие станки и инструменты" Белорусского политехнического института за большую помощь, оказанную ими при выполнении настоящей работы.
