Изучение базовых деталей металлорежущих станков

                          Лабораторная работа №1

Изучение базовых деталей металлорежущих станков.

Цель работы:

1.Изучить базовые детали станков

2.Начертить конструкции базовых деталей станков.

3.Выполнить отчет на формате А4.

Станины.

Несущую систему станка образует совокупность его элементов, через которые замыкаются силы, возникающие между инструментом и заготовкой в процессе резания. К основным элементам несущей системы станка относятся станина и корпусные детали(поперечины, хоботы, ползуны, плиты, столы, суппорты и т.п.).

Станина служит для монтажа деталей и узлов станка, относительно нее ориентируются и перемещаются подвижные детали и узлы. Станина, как и другие элементы несущей системы, должна обеспечивать в течение срока службы станка возможность обработки заготовок  с заданными режимами и точностью. Это достигается правильным выбором конструкции, материала станины и технологии ее изготовления для обеспечения необходимой жесткости, виброустойчивости и износостойкости направляющих.

Станины делят на горизонтальные и вертикальные (стойки).

Форма сечения горизонтальных станин определяется многими факторами: расположением направляющих, условиями удаления стружки и СОЖ, условиями размещения резервуаров для СОЖ и защитных устройств, необходимостью установки на ней подвижных и неподвижных узлов, требованиями к жесткости, удобством проведения ремонтных работ и т.п.

Форма сечения вертикальных станин определяется главным образом требованиями к жесткости. В целях повышения жесткости станины выполняют с двойными стенками или сплошного сечения, с замкнутым контуром, увеличенным числом перегородок и ребер; с этой же целью исключают люки и окна или уменьшают их размеры.

Основным материалом для изготовления служат чугун-для литых станин, сталь-для сварных. Для изготовления станин тяжелых станков иногда применяется железобетон. Для станин станков высокой точности применяется искусственный материал-синтегран, изготовляемый на основе крошки минеральных материалов и смолы. Этот материал характеризуется незначительными тепловыми деформациями.

Направляющие.

Требуемое взаимное расположение узлов станка и возможность относительного перемещения инструмента и заготовки обеспечивают направляющие. Для перемещения узла направляющие должны допускать только одну степень свободы движения. Это достигается соответствующей конструкцией направляющих или силовым замыканием(действием сил тяжести, подпружиненных элементов и т.п.).

Для регулирования начальных зазоров или натягов и восстановления начальных показателей в процессе эксплуатации(например, вследствие изнашивания поверхностей скольжения)предусматривают регулировочные элементы: клинья с продольным и поперечным перемещением; подвижные планки; накладные пригоняемые планки и другие устройства.

По назначению и конструктивному исполнению направляющие можно классифицировать по следующим признакам:

- по виду движения: направляющие главного движения(например, стол-станина продольно-строгального станка);направляющие движения подачи; направляющие перестановки сопряженных и вспомогательных деталей и узлов, неподвижных в процессе обработки;

-по траектории движения: направляющие 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.

Кроме указанных можно отметить такие дополнительные признаки классификации направляющих, как способность восприятия отрывающих сил и опрокидывающих моментов(замкнутые направляющие), способ выполнения направляющих(за одно целое с подвижным узлом или станиной либо накладные, прикрепленные к узлу или станине).

Наибольшее распространение в станках получили направляющие скольжения и качения.

Направляющие скольжения.

Направляющие скольжения обычно изготовляют из серого чугуна. Чугун используется в тех случаях, когда направляющие выполняются как одно целое со станиной или подвижным узлом. Износостойкость направляющих повышают поверхностной закалкой до твердости 42…56 HRC.

Накладные направляющие изготовляют из стали, закаленной до твердости 58…63 HRC. Чаще всего используют сталь 40Х с закалкой токами высокой частоты(ТВЧ), а также стали 15Х и 20Х с последующей цементацией и закалкой. Перспективным материалом для накладных направляющих скольжения являются пластмассы.

По виду трения скольжения различают следующие направляющие:

-гидростатические-направляющие главного движения и подачи; в этих направляющих смазочный слой создается подачей масла под высоким давлением в специальные карманы необходимых размеров;

-со смешанной смазкой-большинство направляющих движения подачи;

-с граничной смазкой-направляющие подачи, работающие при очень малых скоростях скольжения;

-с воздушной смазкой-аэростатические.

Направляющие качения.

В станках широко применяют направляющие качения с использованием в них шариков и роликов как промежуточных тел качения. Достоинством направляющих качения является малое трение, не зависящее от скорости движения. Направляющие качения обеспечивают высокую точность перемещений, равномерность медленных движений, они более долговечны, чем направляющие скольжения. Подобно направляющим скольжения направляющие качения могут быть замкнутыми(г-е) и незамкнутыми(а-в).В незамкнутых направляющих разъединению основных сопрягаемых поверхностей препятствует, в основном, сила тяжести подвижного узла.

Направляющие качения находят все большее распространение в средних и легких станках с ЧПУ, в координатно-расточных, шлифовальных, копировальных и других станках.

Направляющие качения в зависимости от вида тел качения делятся на шариковые(а,г) и роликовые(б,в,д,е).Роликовые направляющие имеют жесткость в 2,5-3,5 раза и несущую способность в 20-30 раз больше шариковых(с плоскими гранями), при тех же размерах.

Защитные устройства для направляющих.

Защитные устройства для направляющих обеспечивают их надежную работу и предохраняют рабочие поверхности от попадания пыли, стружки и грязи.

Щитки, прикрепленные к перемещаемому узлу станка(а) или, реже, к станине, используют при малых перемещениях подвижного узла. Телескопические щитки, состоящие из нескольких подвижных стальных щитков(б)с уплотнениями в подвижных соединениях, применяют в средних и тяжелых станках при значительной длине хода. Стальные ленты(в-д)используют на различных станках с большой длиной хода подвижного узла. Гармоникообразные меха(гармошки)(е), изготовленные из различных материалов, в том числе полимерных, обеспечивают высокую герметичность, применяются на шлифовальных и других станках.