Корпусные детали

Условия работоспособности корпусных деталей определяются требованиями к станку, как к технологической машине, которая должна обеспечивать обработку изделий с заданными точностью, шероховатостью поверхности и производительностью. Важнейшими среди этих требований являются требования к показателям динамического качества 1 и технологической надежности станков.

Рис. 2. Износ направляющих кор­пусных деталей станков мод. 2620А:

1 и 2 — нижние салазки; 3—5 — круго­вые направляющие столов

1 — корпуса шпиндельной бабки; 2 — каретки ; 3 — станины

Показатели динамического качества характеризуют устойчивость системы: станок, приспособление, инструмент, обрабатываемая деталь по отношению к внешним воздействиям. Источниками последних являются нагрузки от массы заготовок и перемещаемых узлов станка, силы инерции и резания, нагрев системы теплотой, выделяющейся при резании и работе двигателей и т. д. Чем выше устойчивость системы, тем меньше отжатие инструмента при работе станка, меньше вибрации и скачки. Одной из основных причин ухудшения динамического качества являются упругие деформации системы. Увеличение жесткости системы средних токарных станков от 900 до 4500 кгс/мм снижает шероховатость обрабатываемой поверхности на 10—30%. При одном и том же усилии резания точность обработки на тяжелых токарных станках пониженной жесткости уменьшается на два, а иногда на три класса по сравнению с точностью обработки на станках с достаточной жесткостью. Ориентировочно время обработки единицы поверхности пропорционально корню квадратному из величины жесткости, т. е. увеличение жесткости системы, например, в 4 раза позволяет уменьшить машинное время приблизительно в 2 раза.

Жесткость упругой системы станок—деталь—инструмент зависит от жесткости корпусных деталей.

Рис. 3. Коробление при вылежива­нии деталей станка мод. 1Е61М:

Технологическая надежность характеризует способность станка сохранять точность обработки и качество обработанной поверхности в течение заданного периода эксплуатации. Она зависит от многих факторов, среди которых износ и коробление корпусных деталей имеют существенное значение.

Износ направляющих корпусных деталей развивается непрерывно и неравномерно на различных участках. В качестве примера непрерывности изнашивания могут служить результаты эксплуатационных испытаний деталей горизонтально-расточных станков (рис. 2).

Скорости изнашивания деталей станков различных типов и моделей колеблются в широких пределах (табл. 2). Сопоставление скоростей изнашивания направляющих с допусками на неточность перемещения деталей по ним (табл. 3) показывает, что износ корпусных деталей может довольно быстро привести к выходу станка за пределы норм точности.

Представление о характере и величине коробления, вызванного релаксацией остаточных напряжений при вылеживании деталей, дает рис. 3.

Коробление под действием внешних нагрузок исследовали на станинах токарных станков мод. 1Е61М. Результаты измерения прямолинейности направляющих после окончательной обработки, свертывания станин с тумбами, полной сборки станка и последующей (через двое суток) разборки, показали, что в процессе сборки детали претерпели заметную деформацию, однако в собранном станке они находятся в допустимых пределах (рис. 4). В отдельных случаях отрицательные последствия коробления устраняли дополнительной обработкой деталей в сборе.

В дальнейшем силы, вызвавшие существенное начальное коробление деталей, практически не влияли на форму направляющих. Условия длительного нагружения, характерные для эксплуатации станин, имитировали с помощью грузов. Детали измеряли в течение нескольких месяцев, однако коробления обнаружено не было. Приведенных данных недостаточно, чтобы определить, в чем реально может проявиться, а также в каких случаях и в какой мере опасно коробление литых деталей. Основой для таких выводов могли быть только надежные результаты исследования коробления деталей в собранных станках при эксплуатации. Тем не менее из сопоставления величин коробления деталей и допускаемых погрешностей формы направляющих видно, что при производственном цикле малой длительности отрицательные последствия коробления могут проявиться в первые месяцы после сборки станка и привести к снижению его геометрической точности.

Рис. 4. Деформация станин станков мод. 1Е61М

(непрямолинейность направляющих для каретки) в плоскости:

а — вертикальной; 6 — горизонтальной;

1 —после шабрения;

2 — после свертывания с тумбами; 3 — после полной сборки станка и последующего демонтажа фартука, суппорта и задней бабки; 4 — после полного демонтажа станка; 5 — после вторичного свертывания с тумбами

Коробление представляет наибольшую опасность для станков высокой и особо высокой точности. Вопрос о короблении подробно рассмотрен в главе VI.

Таким образом, работоспособность и долговечность корпусных деталей зависят от их жесткости, износостойкости и стойкости против коробления.