15 мая 2016г.
Повышение требований к точности размеров и формы деталей, обрабатываемых на нестационарных металлорежущих станках, обусловило необходимость исследования динамических процессов, протекающих в этих станках.
При разработке, изготовлении и эксплуатации приставных станков [1 … 9] (Рисунок 1), в условиях, когда деталь не демонтируется с крупногабаритного агрегата, а станок устанавливается под деталью или рядом с деталью для обеспечения геометрической точности следует обеспечить устойчивость движения инструмента и детали.
В связи с тем, что обрабатываемые детали имеют большую массу и габариты, они не транспортабельны для восстановления на машиностроительных предприятиях.
Таким образом, необходимо создать условия для обеспечения получения заданной геометрической формы восстанавливаемого изделия на месте его эксплуатации. В этом случае, одной из первых задач, которую следует решить, является обеспечение на приставных станках устойчивого движения инструмента и обрабатываемой детали. Необходимо обеспечить условия для получения детали с минимальным отклонением геометрических размеров и формы, а это достигается обеспечением устойчивого положения режущего инструмента относительно детали и наоборот. Отклонение от заданного положения возникает в результате внешнего воздействия на систему приставного станка (режим обработки, силовые и тепловые воздействия и т.д.).
Динамические явления в станках многообразны и для оценки их имеется целый ряд показателей. Необходимо обеспечить надежность и работоспособность станка при воздействии внешних условий. Отечественные и зарубежные ученные проводят большой объем исследований в этом направлении. Известно большое количество
работ по динамике станков,
работ, направленных на
изучение деформационных процессов и жесткости стационарных станков,
и влияние их на точность обработки.
Характерная особенность динамики приставных станков обусловлена широким диапазоном изменения параметров динамической системы станка, его массы, конфигурации, требованиями к точности обрабатываемой детали и др. Изменение параметров системы, в том числе и параметров, которые характеризуют рабочие процессы под влиянием различных внешних воздействий, определяют динамический процесс.
Для приставных станков исследование динамических процессов находится в стадии изучения. Показатели динамического качества составляют часть
показателей приставного
станка и определяются его служебным назначением. При обработке на приставных станках следует учитывать негативные влияния от действия внешних сил, которые вызывают
отклонения геометрических размеров, например, повышенное пыление, температуру и др. К внешним воздействиям относятся также условия подготовки станка к работе: установка на основание мельницы; установка цапфы на опорных роликах станка, подключение мельницы к электродвигателю. Значительную роль оказывает нагрузка на станок от мельницы; колебание её оси, при вращении; контактные давления на опорные ролики. Температурные деформации, практически на обработку не влияют, т.к. масса обрабатываемой цапфы велика и она поглощает тепло, выделяющееся в процессе обработки.
В процессе обработки крупногабаритных цапф внешние воздействия по отношению к упругой системе могут быть постоянными или переменными. На упругую систему, особое влияние оказывают: неуравновешенность мельницы, её масса, колебание оси мельницы в пространстве, колебание станка, вызываемые погрешностями обработки буртов цапфы и опорными роликами.
В конструкции приставного станка для обработки крупногабаритных цапф помольных мельниц упругая система характеризуется малым количеством подвижных соединений и малым количеством неподвижных слабо затянутых соединений. Массой и моментами инерции узлов можно пренебречь ввиду большой массы восстанавливаемой детали, по сравнению с массой станка, от подвижности которой зависят перемещения станка на опорах.
В направляющих и в подшипниках переносного станка жёсткость зависит от смещения центра тяжести, в данном случае масса снимаемой стружки незначительна по отношению к массе мельницы, а, следовательно, жесткость не изменяется при снятии слоя металла. Следует отметить, что существенное влияние на суппорт, оказывает толщина срезаемой стружки. В рассматриваемом случае отсутствует инерционная связь в упругой системе, т.к. мало подвижных частей и они обладают малой массой по сравнению с обрабатываемым изделием.
Переходные процессы практически отсутствуют, в связи с тем, что мельница вращается с постоянными оборотами, отсутствует разгон и торможение.
При обработке цапфы могут возникать колебания, в связи с тем, что масса мельницы и диаметр цапфы большие, но цапфа относительно тонкостенная. Обычно число колебаний равно числу оборотов, поэтому практически отклонений от круглости цапфы
нет, т.е. размеры
соответствуют требованиям, установленным нормативно-технической документацией. Несмотря на то, что мельница имеет дисбаланс и ось её смещается при вращении, приставной станок, обладая большой жесткостью, обеспечивает отслеживание за движением оси.
Формообразующим движениям инструмента и детали в процессе обработки или восстановлении всегда сопутствуют вспомогательные движения узлов станка (разгон, остановка детали и т.д.) Отдельно рассматривается динамика приставных станков на «холостом ходу», но она входит составной частью в динамику станка при обработке детали.
Динамические показатели качества пристанных станков составляют часть общих показателей и определяются служебным назначением станка: обеспечивать обработку и восстановление деталей требуемой точности с заданным качеством поверхности, которые установлены в нормативно-технологической документации, при высокой производительности и низкой себестоимостью процесса.
Устойчивость системы и характеристика ее реакции на внешние воздействия определяет динамическое качество приставного станка.
Таким образом, основными показателями динамического качества приставного станка являются: запас и степень его устойчивости, отклонения параметров динамической системы при внешних воздействиях; быстродействие системы, точность обработки и восстановления, производительность рабочего процесса.
Список литературы
1.
Пат. 31116 Российская
Федерация, МПК7 В 23 В 5/00. Приставной станок для обработки цапф / Ю.А Бондаренко, М.А. Федоренко; заявитель и патентообладатель БГТУ им. В.Г. Шухова. – № 2003107122/20; заявл. 14.03.03; опубл. 20.07.03, Бюл. №20. – 1 с.
2. Пат. 31346 Российская Федерация, МПК7 В 23 В 5/32. Приставной станок для обработки цапф / Ю.А Бондаренко, М.А. Федоренко; заявитель и патентообладатель БГТУ им. В.Г. Шухова. – № 2003106247/20; заявл. 07.03.03; опубл. 10.08.03, Бюл. №22. – 1 с.
3. Пат. 31347 Российская Федерация, МПК7 В 23 В 5/32. Приставной станок для обработки цапф / Ю.А Бондаренко, М.А. Федоренко; заявитель и патентообладатель БГТУ им. В.Г. Шухова. – № 2003106249/20; заявл. 07.03.03; опубл. 10.08.03, Бюл. №22. – 1 с.
4.
Пат. 89830 Российская Федерация, МПК7 В23В5/00. Станок для обработки внутренних поверхностей цапф помольных мельниц/Т.М. Санина, Ю.А. Бондаренко, М.А. Федоренко; заявитель и патентообладатель БГТУ им. В.Г. Шухова. – № 2009132048/22, заявл. 25.08..2009, опубл. 20.12.2009 г. Бюл. № 35.
5. Пат. 75339 Российская
Федерация, МПК7 Станок для обработки цапф помольных мельниц/ М.А. Федоренко,Ю.А. Бондаренко,
Т.М. Федоренко; заявитель и патентообладатель
БГТУ им. В.Г. Шухова. – № 2008104754/22, заявл. 07.02.2008, опубл. 10.08.2008 г. Бюл. № 22.
6. Бондаренко, Ю.А. Бездемонтажное восстановление цапф трубных мельниц/ Бондаренко Ю.А., Федоренко М.А. - Строительные материалы. 2003. № 8.
С. 16.
7.
Федоренко, М.А. Бездемонтажное восстановление кpупногабаpитных
агpегатов/ М.А. Федоренко, Т.М. Санина, Ю.А. Бондаренко, А.А. Погонин, А.Г.
Схиртладзе. - Ремонт,
восстановление,
модернизация. 2009. № 11. С. 11-14.
8. Федоренко, М.А. Исследование обеспечения необходимой
шероховатости поверхности крупногабаритных вращающихся деталей приставными станочными модулями/ М.А. Федоренко, Ю.А. Бондаренко, Т.М. Федоренко.- Вестник Белгородского государственного технологического университета им. В.Г. Шухова. 2008. № 2. С. 35-38.
9.
Федоpенко, Т.М. Восстановление pаботоспособности цапф помольных мельниц с пpименением пеpеносного станка/ Т.М. Федоpенко, М.А. Федоpенко, Ю.А. Бондаpенко. - Технология машиностроения. 2009. № 3. С. 20-21.
