Токарный станок

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

° ВЗФПИР

РЕСПУБЛИК (59 4 Б 23 В 3/06

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

° flO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОЧНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСИОМЪ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3791462/25-08 (22) 18.09-84 (46) 28,02.86. Бюл, И 8 (71) Закавказский филиал Экспериментального научно-исследовательского института металлорежущих станков (72} А.А.Арзуманян (53) 621.941.24(088,8) (56} Ачеркан Н.С, и др, Металлорежущие станки. И.: Машиностроение, 1965, т. 1 с. 25-27.

54) (57) ТОКАРНЫЙ СТАНОК, содержащий станину с продольными налравляющими, на которых установлен с возможностью перемещения от поивода с ходовым

„Я0„„1214328 А винтом и гайкой продольный суппорт, отличающийся тем, что, с целью повышения устойчивости процесса резания при одновременном повышении качества обработки и долговечности станка, ходовой винт размещен над направляющими станины в зоне, ограниченной отрезками прямых, проведенных из точки, лежащей на средней линии передней направляющей к оси центров и к точке на середине ее высоты над направляющими и дугой окружности с диаметром, равным удвоенной высоте центров над направляющими станины, 1214328

Изобретение относится к станкостроению.

Цель изобретения — повьппение качества обработки при одновременном повьппении долговечности станка путем уменьшения сил трения в направляющих и обеспечения тем самым условий для равномерного перемещения суппорта.

На фиг. 1 представлен станок, общий вид; на фиг. 2 — схема сил, действующих на суппорт и обрабатываемую деталь в вертикальной плоскости; на фиг, 3 — схема сил, вид в плане, на фиг. 4 и 5 — зона оптимального расположения ходового винта для станков с различными направлениями под суппорт.

Токарный станок содеряжт станину 1, переднюю бабку с коробкой скоростей 2, коробку подач 3, заднюю бабку 4.

На направляющих 5 станины 1 установлен супп рт б с реэцедержателем 7. Суппорт б приводится в движение с помощью ходового винта 8 через гайку 9. Ходовой винт 8 получает вращение от шпинделя 10 посредством промежуточных передач (не показано) и огражден телескопическими защитными щитками 11, закрепленными на суппорте с двух сторон. Ходовой винт 8 монтируется на двух регулируемьж опорах и расположен над передней направляющей в зоне, ограни-. ченной отрезками прямьы, проведенных к оси центров и половине ее высоты из точки, лежащей на средней линии передней направляющей, и дугой окружности с диаметром наибольшей . обрабатываемой деталч 12.

Выбор расположения ходового винта обоснован следующим.

Известно, что для повьппения устойчивости движения суппорта большое значение имеет создание условий для получения наименьшей силы трения на направляющих, что возможно при совмещении равнодействующей силы трения с линией приводного усилия путем конструктивного решения компановки направляющих и приводного звена, Исходя яз этого расчетным путем определено оптимальное место расположения ходового винта по отношению к направляющим суппорта.

На представленной схеме учтено воздействие на суппорт сял резания, 35 сил реакции направляющих, сил тяжести и сил трения на направляющие, выполненные в виде половины ласточкина хвоста в сочетании с вертикальной гранью и передней плоской направляющей.

Центром системы координат выбрана точка на плоскости передней направляющей в ее середине. Для удобства

1О схема рассматривалась в двух плоскостях ZOY u XOY.

Расчет сводился к определению координат Еи 7 равнодействующей силы F (от горизонтальных составля15 ющих всех действующих сил) в зависимости от конструктивных размеров и сил резания.

При приложении в этой точке направленного противоположно Р npu2g водного усилия расположение приводного звена .будет оптимальным. Зона расположения координат приложения силы F в зависимости от сил резания является зоной расположения ходового винта.

На схеме обозначено:

А — нормальная реакция плоской части направляющей половины ласточкина хвоста, Н вЂ” нормальная реакция наклонной .части направляющей половины ласточкина хвоста;

С вЂ” нормальная реакция на передней плоской направляющей;

С - сила тяжести суппорта

Р„, Р>, Р— составляющие силы резания;

F — равнодействующая всех сил трения направляющих и Px, Е „ fg f — силы трения на направляющих, g — координата центра тяжести суп. порта, Н вЂ” высота центров, 45

1. — расстояние от середины передней направляющей до вершины резца; а и Ь вЂ” то же, до середины опорных поверхностей задней направляющей;

Й вЂ” расстояние от середины наклонной направляющей до плоской направляющей ласточкина хвоста.

Составим систему уравнений равновесия сил я моментов; Е F„ = - (А+В+С)-Р„ +F = 0; Fv = " Ру

1214328

В = --7 — - = 1,74Ру, Р з п 4

В = 0%69Pz ý О, +Н)) О и @20 мм) ф 250 мм Fz = -Bz + А + С + G - Pz = О, Z М = Р. < — РуН вЂ” Аа + В Ь +

+ В а + С = О; Му — — Px Н вЂ” FZp + fBd = 0>

М = FYF Р7 7 — fBb — fAa = О, где f — коэффициент трения между направляющими (f = 0,15);

B> = Bcosg Ву = Bs1II 0(., о(= 55

Решая систему уравнений, получаем зависимости:

А= --(С1I + Р fr + Py (0,7Ъ+Й-НЯ

С = — G(a-g)+P (а-3) +

1 а z.

Р7(0,7(а-b) — d+H)} °

F = f(A+B+C)+PI, = f(G+P, +

+ 1,92Р ) + Р7., Р Н + 1 22fP@d

F F

1 Г

YF = -- . f (С + Ру (1,92 Ь+М-H)j +

+ Рк J (2) Подставив данные в выражения (1) и (2), найдем координаты ZF u YF точки приложения приводного усилия, следовательно, координаты оси ходового винта.

В качестве конкретного примера приведем расчет по данным токарного станка с наибольшим диаметром обработки 320 мм.

Данные для расчета: (случаи обработки ф 25

Н = 170 мм

40 мм при

Н = 170 мм при ф20 мм

Координаты реакций направляющих:

A(a,о,), A(320,î), В (Ь, о), В (305,20)

Вес суппорта G 70 кг, g = 5 мм при обработке детали ф 250 мм, g — - коордипата центра тяжести суппорта (g = 15 мм при обработке детали ф 20 мм), Р g — вертикальная составляющая силы резания, определяемая по форрр ле

Р -С t - Б .V К

P Р

При черновой обработке стали 45

Ср =300, Хр = 1, Ур =- О 75, Пр = — 0,15, t = 4 мм, S = 1,3ìì/îá, U = 33 м/мин, Pz = 60 кг.

При чистовой обработке

1 мм, S = О 4 мм/об, 190 м/мин, P- = 60 кг, Принимая во внимание примерное соотношение Р:Ру.Px = 1:0,4:0,25 и значения f = 0,15, о(= 55, получим расчетные формулы:

А = — (G g + P (В+О, 33b+d-H)j

С = -- (С(а-g)+P (1,33а-l— - О,ЗЗЬ1

915С + 1,44Р2

Подставив в расчетные формулы конкретные значения, получим координаты точек расположения оси ходового винта:

Точка М, — Z; = 83, YF- 79,5, М вЂ” Z q 61,3, Yr — — 59,8, 30 М вЂ” ZF = 83, YF = 166,2, М4 — 7Р— — 61,3р7 — — 126 р6 °

При отсутствии силы резания:

М,-Z, --0;YF=5

М вЂ” ZF = 0; F = 15. c Точки М; и М находятся на линии

1 соединяющей ось центров с точкой М точка N — на середине высоты центров, а точка Mq — на линии, соединяющей точки Mз и Мз.

Таким образом, определилась зона

oiròèìàëüHoão7 расположения ходового

КОтОРаЯ OI ÄSHH IßHII siHHIIHMH проходящими через точки М1, М<, N77,, 3р М4, М> и M„, M3 Точки М1 и

М находятся в зоне наибольшего диаметра обработки и поэтому не могут быть приняты во внимание.

Учитывая малые расстояния от середины передней направляющей (точ5

I ки О) до точек М1 и М, можно принять их совмещенными с точкой О, Таким образом, зона оптимального расположения ходового винта определилась отрезками прямых, проведенных к оси центров и середине ее высоты из точки, лежащей на средней линии передней направляющей, и дугой окруж12) >328

1 нос. и с диметром наибольшей обрабатыва е мой д е тали . г налоГкчньй расчет бь1л проведен дл -.окарного станка с направляющими для суппорта в виде плоскости ипризмы.

Таким образом. размещение ходовоГо ви та;над направляющими с":. Bi-fB ны в оптимальной зоне позволяет создать условия получения наименьшей силы трения суппорта по направляющм путем совмещения равнодействующей силы трения с линией действия приводноео усилия, что приводит к устойчивости движения суппорта, 1214328

Составитель Ю.Ельчанин

Техред О.Неце Корректор.А.Тяско

Редактор M.Ïåòðîâà филиал ППП "Патент", r.Óæãoðoä, ул.Проектная, 4

Заказ 826/17 Тираж 1000 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5