Материал: Металлорежущие станки Краткий курс

Станины рассчитывают на жесткость и виброустойчивость. Последовательность расчета и его методика изложены в специ­ альной литературе.

§ 4. НАПРАВЛЯЮЩИЕ СТАНИН

Направляющие являются наиболее ответственной частью ста­ нины. Форма, геометрическая точность, жесткость и износостой­ кость направляющих должны обеспечить точность перемещения рабочего органа по заданной траектории и длительное сохранение этой точности. По роду трения направляющие делятся на направ­ ляющие скольжения и качения; по виду траектории на прямоли­ нейные и круговые направляющие.

Форма направляющих должна исключать возможность откло­ нения движущихся частей от заданной траектории. Она должна

Рис. 91. Формы плоских паправляющих станин:

а — плоские: б — V-образные; в — призматические; г, д — формы ласточ­ кина хвоста

быть благоприятной в отношении распределения и восприятия действующих сил. Рабочие поверхности направляющих ориен­ тируют относительно сил резания и тяговых усилий таким обра­ зом, чтобы исключить действие на рабочие органы опрокидываю­ щих моментов или свести их к минимуму.

Наиболее простую форму имеют плоские направляющие сколь­ жения (рис. 91, а). Поверхности 3 и 4 являются опорными; плос­ кости 2 и 5 обеспечивают продольное направление, ограничивая поперечное смещение в горизонтальной плоскости. Вертикаль­ ное смещение стола или суппорта предотвращается планками 1 и 6. Последние могут отсутствовать, если вес подвижных частей обе­ спечивает надежное равновесие системы. Недостатком плоских направляющих является трудность устранения зазоров между

повреждаются стружкой и обладают способностью саморегули­ роваться, но на них плохо удерживается смазка. Трудоемкость обработки призматических направляющих значительно больше трудоемкости обработки плоских направляющих. Поэтому для упрощения технологии применяют сочетание призматических и плоских направляющих (рис. 91, в).

Широкое распространение получили направляющие в форме ласточкина хвоста двух исполнений (рис. 91, г, б), реже приме­ няют направляющие круглого и многогранного сечений.

Для осуществления перемещений вращающихся столов, план­ шайб и других частей применяют круговые направляющие. Наи­ большее распространение получили плоские (рис. 92, а) и приз­ матические (рис. 92, б) направляющие. Первые проще, но требу­ ют дополнительного направления, ограничивающего смещения в горизонтальной плоскости. Призматические направляющие слож­ нее в изготовлении, но лишены указанного недостатка.

На рис. 93 показаны некоторые формы направляющих качения. В качестве тел качения, которые размещаются между сопряжен­ ными деталями, используют шарики (рис. 93, а) и ролики (рис. 93, б). В первой конструкции призмы 1 и 4 неподвижны, а де­ таль 2 связана с перемещающимся рабочим органом 3. Зазоры регулируются винтом 5. В конструкции, где ролики (рис. 93, б) находятся в контакте с призматическим пазом, регулирования зазора не требуется.

Для обеспечения точного перемещения движущихся частей в некоторых конструкциях направляющих необходимы эле­ менты, позволяющие регулировать зазоры между сопрягаемыми поверхностями. Эти элементы нужны для упрощения техноло­ гии изготовления направляющих и выбора зазора, возникаю­ щего от износа (рис. 94). Регулирование может осуществлять­ ся с помощью планки, поджимаемой к направляющим болтам (рис. 94, я), или при помощи клина 7, затягиваемого винтом 2 (рис. 94, б). В последнем случае плоскость а неподвижной де­ тали 5, сопрягаемая с клином, должна иметь уклон, соответ­

болта 4- Износостойкость направляющих определяется качеством мате­

риала и его термической обработкой. Твердость чугунных направ­

гунных направляющих. Материалом для них служат конструк­ ционная углеродистая и легированные стали (15, 20Х и др.).

Наибольшей износостойкостью обладают узлы трения, у ко­ торых чугунные направляющие станины контактируют со сталь­ ными закаленными поверхностями подвижных частей. Указан­ ные поверхности в ряде случаев изготовляют из текстолита или других пластических материалов. Это мероприятие устраняет за диры на рабочих поверхностях, направляющих, особенно станин тяжелых станков.

Большое значение для длительного сохранения точности на­ правляющих имеют микрогеометрия контактных поверхностей и защита ее от стружки, абразивной пыли, воды и др. Последнего достигают применением различного рода уплотнений в форме фет­ ровых щегок-обтирателей, комбинированных уплотнений из масло­ стойкой резины, волокна и др. Лучшими средствами защиты на­ правляющих от стружки являются металлические щитки, при­ крепленные к торцам движущейся детали.

Долговечность направляющих в большой степени зависит от правильного ухода и содержания станка, и в частности, от чистоты

и смазки. В станинах современных станков наряду с ручной смазкой широкое применение получила централизованная смазка направляющих под давлением.

§ 5. О РАСЧЕТЕ НАПРАВЛЯЮЩИХ

Расчет направляющих скольжения ведется на среднее и мак­ симальное удельное давление. Величины среднего удельного дав­ ления на каждую рабочую поверхность направляющих

Величина допускаемых удельных давлений устанавливается в зависимости от материала направляющих, скорости перемещения и группы станков. Наибольшее значение расчетного удельного давления находят по методике, изложенной в специальной лите­ ратуре.

Расчет направляющих качения ведется по контактным на­ пряжениям. При больших нагрузках на рабочих поверхно­ стях направляющих в месте контакта с телами качения воз­ никают значительные контактные напряжения, поэтому, как правило, направляющие качения применяют при небольших на­ грузках.

На основе эпюры распределения давления по длине направля­ ющих определяют наибольшее давление ртах, приходящееся на единицу длины направляющих, а по нему и максимальное усилие, действующее на наиболее нагруженное тело качения:

где к — условные напряжения, относимые к площади сечения тел качения (для коротких стальных к = 200 10б н/м2);

d — диаметр ролика в м; b — длина ролика в м;

£— поправочный коэффициент, учитывающий твердость на­ правляющих (для стальных направляющих при твер­ дости HRC 00 I = 1).