РАСЧЕТ ЖЕСТКОСТИ ШПИНДЕЛЬНОГО УЗЛА

На твердость рассчитывают шпиндельные узлы всех типов. При всем этом опре­деляют упругое перемещение шпинделя в сечении его фронтального конца, для ко­торого делается стандартная проверка шпиндельного узла на твердость. Это перемещение принимают в качестве упругого перемещения фронтального кон­ца шпинделя.

В перемещении учитывают только деформации тела шпинделя и РАСЧЕТ ЖЕСТКОСТИ ШПИНДЕЛЬНОГО УЗЛА его опор. Собственные деформации обрабатываемой детали, режущего инструмента, ко­нического либо другого соединения инструмента со шпинделем определяют до­полнительными расчетами, не относящимися к расчету шпиндельного узла на твердость.

Находят круговую и осевую твердость. При расчете круговой жест­кости все силы приводят к двум взаимно перпендикулярным плоскостям Y и 2, проходящим через РАСЧЕТ ЖЕСТКОСТИ ШПИНДЕЛЬНОГО УЗЛА ось шпинделя. Вычисляют круговое перемещение его фронтального конца в этих плоскостях, а потом суммарное перемещение

Нужно учесть существенное воздействие осевой опоры на перемещение фронтального конца, что является следствием защемляющего (реактивного) мо­мента, возникающего в осевой опоре и обратного по знаку моменту нагрузки. Дополнительное круговое перемещение представляет собой сдвиг фронтального конца под действием РАСЧЕТ ЖЕСТКОСТИ ШПИНДЕЛЬНОГО УЗЛА силы, возникающей как следствие защемляю­щего момента. Значения коэффициента, учитывающего при расчете жесткости шпинделя наличие в фронтальной опоре защемляющего момента, приведены в табл. 6.22. Круговое перемещение шпинделя в данном сечении, к примеру в плоскости Y,

где перемещение, вызванное извивом тела шпинделя;

перемещение, вызванное нежесткостью (податливостью) опор;

сдвиг, вызванный РАСЧЕТ ЖЕСТКОСТИ ШПИНДЕЛЬНОГО УЗЛА защемляющим моментом;

перемещение, вызванное податливостью контакта меж кольцами подшипника и поверхностями шпинделя и корпуса, определяемое по зависимости (4.7).

Смещение фронтального конца шпинделя зависит не только лишь от его размеров, жесткости опор, нагрузок, да и от схемы нагружения.

Схема 1. Приводной элемент шпинделя размещен меж его опорами (рис. 6,16). Эта схема типична для токарных и РАСЧЕТ ЖЕСТКОСТИ ШПИНДЕЛЬНОГО УЗЛА фрезерных станков, также для многоцелевых станков с ЧПУ. Круговое упругое перемещение шпинделя в расчетной точке слагается из последующих перемещений: тела шпинделя под действием силы Q на приводном элементе; , вызванного деформацией опор от силы Q; тела шпинделя под действием силы резания Р; , вызванного деформацией опор от силы Р РАСЧЕТ ЖЕСТКОСТИ ШПИНДЕЛЬНОГО УЗЛА.

Примем обозначения: / — расстояние меж фронтальной А и задней В опора­ми шпинделя; а — вылет его фронтального конца (консоль) ; b - расстояние от приводного элемента до фронтальной опоры; / — среднее значение осевого момента инерции сечения консоли; 12 — среднее значение осевого момента " инерции сечения шпинделя в просвете меж опорами; S1 и52 - площади сече РАСЧЕТ ЖЕСТКОСТИ ШПИНДЕЛЬНОГО УЗЛА­ния фронтального конца и межопорной части шпинделя; Е - модуль упругости материала шпинделя; G — модуль сдвига материала шпинделя; и — ра­диальная твердость фронтальной и задней опор; коэффициент защемления в фронтальной опоре.

Упругое перемещение фронтального конца шпинделя, слагающееся из всех нареченных выше перемещений, но без учета защемляющего момента


В зависимостях (6.1), (6.2) и в следующих под Р РАСЧЕТ ЖЕСТКОСТИ ШПИНДЕЛЬНОГО УЗЛА и Q понимают состав­ляющие сил, приведенные к одной плоскости. Перед Q принимают символ «плюс» если силы Р и Q ориентированы в одну сторону, и символ "минус", если они ориентированы в обратные стороны.

Введя в зависимости (6Л) и (6.2) безразмерное отношение , характеризующее относительную длину межопорной части шпинделя, из равенст РАСЧЕТ ЖЕСТКОСТИ ШПИНДЕЛЬНОГО УЗЛА­ва находят наилучшее значение , а как следует, и среднее по условию жесткости расстояние меж опорами шпинделя.

Схема 2. Приводной элемент размещен на задней консоли на расстоянии с от задней опоры (рис. 6.17, а). Этот случай характерен для внутришлифовальных и отделочно-расточных головок. Перемещение фронтального конца шпинделя с учетом защемляющего РАСЧЕТ ЖЕСТКОСТИ ШПИНДЕЛЬНОГО УЗЛА момента в фронтальной опоре

Знаки перед Q соответствуют случаю, когда силы Р и Q ориентированы в одну сторону. Если же они ориентированы в обратные стороны, знаки перед Q заменяются на обратные. Перемещение фронтального конца шпинделя при отсутствии защемляющего момента вычисляют по формуле (6.3) при

Схема 3. Шпиндель не нагружен силами от привода, на РАСЧЕТ ЖЕСТКОСТИ ШПИНДЕЛЬНОГО УЗЛА него действует толь­ко сила резания Р (рис. 6.17, б). Такие шпиндельные узлы нередко используют в прецизионных станках. Перемещение фронтального конца шпинделя с учетом защемляющего момента в фронтальной опоре

Угол поворота шпинделя в фронтальной опоре

Значение , среднее по условию жесткости шпиндельного узла, находят из уравнения

В связи с тем что с уменьшением межопорного расстояния РАСЧЕТ ЖЕСТКОСТИ ШПИНДЕЛЬНОГО УЗЛА биение шпинделей на подшипниках качения возрастает, для их вводят ограничение


raschet-trudozatrat-na-razrabotku-programmnogo-produkta.html
raschet-tyagovogo-elektromagnita-postoyannogo-toka-referat.html
raschet-udelnih-kapitalnih-vlozhenij.html