МЕТОДИКА АНАЛИЗА СИЛОВЫХ ДЕФОРМАЦИЙ НЕСУЩИХ СИСТЕМ СТАНКОВ ПРИ КОНТАКТНЫХ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯХ ПОВЕРХНОСТЕЙ

  • Михаил Анатольевич Рубцов Поволжский государственный университет сервиса
Ключевые слова: горизонтальный координатно-расточной станок, силовые деформации несущих систем, прецизионный горизонтальный координатно-расточной станок (ГКРС), контактные взаимодействия поверхностей

Аннотация

Учитывая высокие требования, предъявляемые к условиям, в которых должны работать прецизионные станки, исследования силовых деформаций несущих систем являются весьма актуальной задачей. В статье приведена методика анализа силовых деформаций несущих систем станков при перемещении массивных подвижных элементов технологических систем при контактных взаимодействиях поверхностей с помощью метода конечных элементов. Объектом исследования является прецизионный горизонтальный координатно-расточной станок (ГКРС) модели 2А459СФ4. Была разработана объемная модель станка с учетом соединения жестко скрепленных деталей между собой и подвижных частей станка. Исследования проводились с помощью программного комплекса ANSYS Workbench 14.5. В статье представлены принятые допущения, которые учитывались при расчете силовых деформаций при контактных взаимодействиях. Приведено подробное описание настраиваемых параметров контактных взаимодействий в расчетной модели в программном комплексе ANSYS Workbench 14.5. Был произведен статический расчет силовых деформаций несущей системы прецизионного ГКРС при контактных взаимодействиях с последующим занесением данных расчета в таблицы. При расчете происходило дискретное перемещение стойки станка. Расчет производился при трех положениях стойки станка: максимально удаленном от обрабатываемой заготовки, центральном положении и при обработке заготовки. Это осуществлялось с целью рассмотрения влияния положения стойки на общие силовые деформации станины станка и на силовые деформации в стыках при контактных взаимодействиях. Представлен сравнительный анализ смещения контрольных точек при теоретическом и экспериментальном исследованиях. Была доказана адекватность данной методики анализа силовых деформаций несущих систем станков при контактных взаимодействиях поверхностей.

Биография автора

Михаил Анатольевич Рубцов, Поволжский государственный университет сервиса
аспирант кафедры «Сервис технических и технологических систем»

Литература

Косов М.Г., Кутин А.А., Саакян Р.В., Червяков Л.М. Моделирование точности при проектировании технологических машин. М.: МГТУ им. Н.Э. Баумана, 1997. 103 с.
Косов М.Г., Корзаков А.А. Моделирование контактной жесткости деталей с учетом рельефа шероховатости их поверхности // СТИН. 2003. № 12. С. 23–25.
Горшков Б.М. Повышение точности прецизионных станков с составными станинами. Саратов: Изд-во Сарат. ун-та, 2004. 184 с.
Ремнёва О.Ю. Повышение точности обработки отверстий на горизонтальных координатно-расточных станках путем автоматической стабилизации взаимного расположения их осей с осью инструмента : автореф. дис. … канд. техн. наук. Тольятти, 2013. 20 с.
Решетов Д.Н., Иванов А.С. Справочные данные по контактной жесткости плоских стыков // Вестник машиностроения. 2002. № 4. С. 39–45.
Рыжов Э.В. Контактная жесткость машин. М.: Машиностроение, 1966. 193 с.
Пахмуров В.А., Шалдыбин А.Я. Использование метода конечных элементов для анализа конструкции базовых деталей тяжелых станков // Станки и инструмент. 1992. № 2. С. 11–13.
Тихомиров В.П. Имитационное моделирование контактного взаимодействия деталей машин с шероховатыми поверхностями // Трение и износ. 1990. Т. 2. № 4. С. 607–614.
Агафонов В.В. Теоретическое определение центра тяжести и положения главных осей упругой системы станка // СТИН. 2005. № 8. С. 29–31.
Атапин В.Г., Порватова Н.Г. Расчет жесткости базовых деталей тяжелых столов при неравномерно распределенной нагрузке // Вестник машиностроения. 2000. № 7. С. 10–12.
Атапин В.Г. Проектирование несущих конструкций тяжелых многоцелевых станков с учетом точности, производительности, массы // Вестник машиностроения. 2001. № 2. С. 3–6.
Базров Б.М. Технологические основы проектирования самоподнастраивающихся станков. М.: Машиностроение, 1978. 216 с.
Базров Б.М. Расчет точности машин на ЭВМ. М.: Машиностроение, 1984. 256 с.
Балакшин Б.С. Теория и практика технологии машиностроения. В 2 кн. Кн. 1. Технология машиностроения. М.: Машиностроение, 1982. 203 с.
Основы технологии машиностроения / под ред. А.М. Дальского. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 1997. 564 с.
Бушуев В.В. Компенсация упругих деформаций в станках // Станки и инструмент. 1991. № 3. С. 42–46.
Бушуев В.В. Жесткость станков // СТИН. 1996. № 8. С. 26–32; № 9. С. 17–20.
Васильев А.С. Суммарная погрешность обработки и взаимное влияние ее составляющих // Известия вузов. Машиностроение. 1999. № 3. С. 89–96.
Васильев Г.Н., Ягопольский А.Г., Тремасов А.П. Проблемы диагностики и обеспечение надежности металлорежущих станков // СТИН. 2003. № 7. С. 14–17.
Проектирование металлорежущих станков и станочных систем. Ч. 1. Проектирование металлорежущих станов / под общ. ред. А.С. Проникова. М.: Машиностроение, 1994. 443 с.
Агафонов В.В. Определение погрешностей обработки с учетом динамических характеристик упругой системы станка // СТИН. 2006. № 5. С. 10–13.
Опубликован
2016-03-30
Выпуск
Раздел
Технические науки