Obrabotka Metallov 2015 No. 1

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ № 1 (66) 2015 45 ОБОРУДОВАНИЕ При назначении допускаемых перемещений [∆ x ], [∆ y ], [∆ z ] для несущей системы в зоне об- работки рассматриваются отклонения от пло- скостности и прямолинейности на обработанной поверхности. Согласно ГОСТ 24643–81 для ше- стого квалитета при фрезеровании допуски пло- скостности и прямолинейности составляют [18]: • при вертикальном перемещении шпиндель- ной бабки (5 м) – 60 мкм; •  для поперечного хода стойки (до середины станины 4,5 м) – 60 мкм. По заводским данным погрешность обработ- ки в зоне резания распределяется между фрезер- но-расточным станком и столом как 70 и 30 %. Из-за невозможности учета в расчете всех фак- торов, влияющих на точность обработки, при- нимаем коэффициент запаса по жесткости рав- ным 1,5. Окончательно допуски плоскостности и прямолинейности для фрезерно-расточного станка составляют 28 мкм. Перемещения т. О в зоне резания опреде- ляются суммой перемещений в результате соб- ственных деформаций несущей системы и кон- тактных деформаций в стыках. При расчете несущей системы из полученного допуска на перемещения т. О (28 мкм) вычитаются переме- щения т. О , полученные в результате контактных деформаций. Окончательно получаем: [∆ x ] = 14,11 мкм, [∆ y ] = 19,89 мкм, [∆ z ] = 22,55 мкм. В процессе оптимизации несущей системы станка считаем, что перемещения в зоне об- а б Рис. 4. Исходное ( а ) и деформированное ( б ) состояния станка работки по координатным осям x , y , z должны быть меньше или равны соответствующим допу- скаемым перемещениям. Для принятой системы предпочтений эффективным считается вариант с наименьшей массой и перемещениями, равными или близкими допускаемым значениям. Задача условной оптимизации (1) решает- ся методом штрафных функций в форме ( r – штрафной параметр) 1 ( , ) ( ) 1 / ( ) J j j X r f X r g X j         , с использованием метода Давидона–Флетчера– Пауэлла для решения задачи безусловной опти- мизации [13, 14]. На рис. 4 представлено деформированное состояние несущей системы фрезерно-расточ- ного станка. Видно, что стойка испытывает со- вместное действие изгиба и кручения и является наиболее нагруженным элементом несущей си- стемы станка. В таблице приведены результаты исследования несущей системы с различным ис- полнением базовых деталей для разных условий эксплуатации в сравнении с серийным исполне- нием. Типовые условия эксплуатации : чистовая обработка, фреза торцовая диаметром 250 мм, число зубьев 20, глубина резания 0,5 мм, пода- ча на зуб 0,05 мм, частота вращения шпинделя 170 мин –1 . Результаты расчетов показывают, что име- ются возможности по улучшению компоновки базовых деталей по сравнению с их серийным