Actual Problems in Machine Building 2015 No. 2

Актуальные проблемы в машиностроении. 2015. №2 Технологическое оборудование, оснастка и инструменты ____________________________________________________________________ 203 тым прямоугольным и стержневым (рёбра) конеч- ными элементами. 2. Внешней нагрузкой являются собственный вес паллеты и вес обрабатываемой детали ( F = 2000 кН). 3. Центр тяжести детали A смещен в плоско- сти xy относительно оси поворота стола на 1/20 дли- ны и 1/30 ширины паллеты (рис. 2). Основной нагрузкой для паллеты является вес обрабатываемой детали. В этом случае силы F i ( i = 1,…,4) рассчитываются по формуле, полученной методами сопротивления материалов [2]:       1/ 4 1 / / 2 / / 2 i F F x L y B        . Далее отдельная сила F i распределяется рав- номерно между тремя угловыми точками, являющи- мися узлами конечноэлементной сетки (рис.2). При учете собственной жёсткости обрабатываемой детали принимается, что деталь жестко закрепляется в угловых зонах паллеты в трех точках (рис. 2, места приложения сил), что обеспечивает эквивалентность схем нагружения для двух рассматриваемых случаев – без учета и с учетом жёсткости обрабатываемой детали. Для оценки совместной работы системы паллета – обрабатываемая деталь нами предлагается использовать условную корпусную де- таль минимальной жёсткости (без перегородок, ребер жёсткости, замкнутых внутренних контуров и др.) c расчетным весом 2000 кН и поперечным сечением, обеспечивающим за- данный эксцентриситет центра тяжести А ( x,y ) с координатами (рис. 3): / 20 5,6 20 0, 28 x L    м, / 30 3,6 30 0,12 y B    м. Для всех расчетов учитывалось ограниче- ние на толщину стенок и ребер паллеты по ли- тейным условиям согласно формуле [3]:   min 10 2 / 3 t L B H    , мм, где L, B, H – габаритные размеры конструкции (м). Для заданной паллеты минимальная тол- щина стенки составляет t min = 23 мм. Результаты и обсуждение Расчёты проведены в среде программного комплекса APM WinMachine (версия 7.0) ме- тодом конечных элементов для: 1) паллеты с оптимальными размерами [1], 2) паллеты с толщиной стенки корпуса 23 мм (с ограничениями по литейным услови- ям). Результаты расчетов, приведенные в таблице, показывают, что жёсткость обрабатывае- мой детали существенно влияет на жёсткость паллеты и, следовательно, несущей системы стола в целом – имеет место снижение перемещений (на 43,6 %) и массы (на 22,3 %) палле- ты. В связи с тем, что толщины элементов достигли ограничений по литейным условиям, а перемещение 0,289 мм существенно меньше, чем для оптимальной паллеты заданной жёст- 0,182 м 0,189 м 0,226 м 0,220 м 3,6 м 5,6 м х y А ( x,y ) Рис. 3 . Поперечное сечение обрабатываемой корпусной детали Рис. 2 . Паллета и схема нагружения ее поверхности L В Н F 1 /3 F 2 /3 F 3 /3 F 4 /3 x y A ( x,y ) C