Obrabotka Metallov 2013 No. 3

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ № 3 (60) 2013 60 ОБОРУДОВАНИЕ. ИНСТРУМЕНТЫ столов удовлетворяются конструктивными решения- ми, направленными на обеспечение симметрии схем нагружения, увеличение размеров опорных плоско- стей, уменьшение расстояния между опорами, но в большей степени – за счет многократного увеличе- ния моментов инерции поперечного сечения, т. е. га- баритов и массы. 2.1. Постановка задачи Изменение положения в пространстве любой точки обрабатываемой детали, установленной на поворотно-подвижном столе, в процессе ее переори- ентации в рабочей зоне зависит от жесткости стола и обрабатываемой детали, массы обрабатываемой де- тали и положения ее центра тяжести относительно оси поворота стола, величины и направления силы резания. Указанные параметры, кроме жесткости стола, являются исходными при проектировании: часть из них определяется номенклатурой обрабаты- ваемых деталей, другие – характеристиками станка и режущего инструмента. Жесткость стола, зависящая от жесткости паллеты, корпуса саней и станины, не- обходимо обеспечить в процессе проектирования. В компоновке стола реализованы такие решения несущей системы, при которых станина и сани под действием внешней нагрузки испытывают главным образом деформацию сжатия. Поэтому высота ста- нины и саней назначается минимально допустимой по конструкторско-технологическим соображениям. Для паллеты стола характерно преобладание дефор- мации изгиба. В связи с тем что перемещения при из- гибе существенно больше перемещений при сжатии и, следовательно, жесткость несущей системы стола будет определяться в основном жесткостью палле- ты, далее подробно рассматривается проектирование паллеты, как наиболее деформируемого элемента си- стемы. Серийная паллета представляет собой простран- ственную тонкостенную конструкцию прямоуголь- ной формы ячеистой структуры с размерами L = = 5,6 м, B = 3,6 м, H = 0,8 м (рис. 5). По нижнему контуру паллеты расположены продольные и попе- речные ребра прямоугольного поперечного сечения. Корпус паллеты опирается на направляющие саней Рис. 4 . Поворотно-подвижный стол Рис. 5. Паллета, расчетная схема ее поверхности и опорная поверхность кольцевого поперечного сечения (внешний диаметр 3,6 м). Основные размеры серийной паллеты получе- ны в конструкторском бюро на основе технического расчета [22]. Расчетная схема паллеты строится на основе сле- дующих положений. Корпус паллеты моделируется пластинчатым пря- моугольным и стержневым (ребра жесткости) конеч- ными элементами. В процессе построения более мел- кой сетки ребра моделируются пластинчатым КЭ. Паллета опирается на жесткие круговые направ- ляющие саней стола. Расчетными нагрузками являются собственные веса паллеты (380 кН для серийной паллеты) и об- рабатываемой детали (2 МН). Силы резания ввиду их малости по сравнению с указанной нагрузкой не учитываются; так, при чистовом торцовом фрезеро- вании наибольшая компонента силы резания состав- ляет 3,0 кН. Полагаем, что обрабатываемая деталь установле- на на технологических базах, совпадающих с угло- выми зонами паллеты. Внешняя нагрузка F от веса детали и паллеты в предельном случае характеризу- ется силами F i ( i = 1, …, 4), приложенными в угловых точках паллеты (рис. 5). Распределение нагрузки от веса детали в угловых точках паллеты определяется по формуле, полученной на основе методов сопро- тивления материалов [22]: ( ) ( ) ( ) 1/ 4 1 / / 2 / / 2 . = ± ± ⎡ ⎤ ⎣ ⎦ i F F x L y B (8) В общем случае центр тяжести детали A (рис. 5) смещен в плоскости xy относительно оси поворота стола на 1/20 длины и 1/30 ширины паллеты; это – наибольшее значение эксцентриситета, установлен-