Обеспечение жесткости

Жесткость станка - это его свойство сопротивляться появлению смещений под действием постоянных или медленно изменяющихся во времени сил, В об­щее смещение входят деформации тела деталей (станины, шпинделя, суппор­та и др,); контактные деформации, характерные для механизмов, в которых начальное касание деталей происходит в точке или по линии (подшипники ка­чения, кулачковые механизмы); деформации стыков между деталями. С жесткостью станка непосредственно или через технологическую наследствен­ность связана точность обработанных деталей. Кроме того, деформации отдельных деталей станка и стыков между ними приводят к повышению кон­центрации напряжений, перекосам, нарушению жидкостного трения в парах скольжения. Поэтому размеры и параметры многих узлов и деталей опреде­ляют по критерию жесткости.

Жесткость станка связана с его компоновкой. Применяют жесткие замкнутые рамные конструкции; двухстоечные вертикальные станки, более жесткие, чем одностоечные; симметричные конструкции, в которых упругие смещения в направлении, влияющем на точность обработки, меньше смеще­ний, появляющихся в несимметричных конструкциях. Осесимметричными де­лают, например, шпиндельные бабки (рис. 22,а), столы вертикально-протяж­ных станков (рис. 22,6),

Высокой точности формы обработанных деталей можно достичь, когда при относительном перемещении инструмента и детали жесткость технологи­ческой системы остается практически постоянной. Поэтому обеспечивают по­стоянство жесткости шпинделя по углу поворота, рационально располагают опоры станка (например, одностоечные станки устанавливают на трех опорах: две - в средней плоскости стола, третья - под стойкой).

Детали, оказывающие существенное влияние на жесткость, целесообразно размещать так, чтобы они работали на растяжение-сжатие, В этом случае жест­кость выше по сравнению с конструкцией, в которой детали работают на изгиб и кручение.

Для уменьшения деформаций тела деталей их изготовляют из материа­лов с высоким модулем упругости, их поперечному сечению придают рацио­нальную форму, например кольцевую вместо круговой (рис, 2,2, в). В кор­пусных деталях типа стоек делают перегородки (рис, 12,г), благодаря кото­рым стенки нагруженной детали работают совместно и искажение ее контура значительно уменьшается. Для снижения местных деформаций плоские стенки снабжают ребрами.

Для повышения контактной жесткости узлов и станка в целом уменьшают число стыков; улучшают качество обработки контактирующих поверхностей; в подшипниках, направляющих качения, передачах винт-гайка качения и дру­гих узлах создают предварительный натяг.