Obrabotka Metallov 2011 No. 1

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ № 1 (50) 2011 22 ОБОРУДОВАНИЕ мых в ANSYS, приведено в табл. 1. При определении наибольшей высоты неровностей профиля H max ис- пользовались формулы для стержневой модели, при- веденные ранее, и в нашем случае H max = 3,92 мкм. В дальнейшем при определении контактных деформа- ций использовались две модели – Bonded для первого случая и Frictionless для второго случая, которые наи- более полно отражают работу стыков с учетом работы плоскостей и граней. Т а б л и ц а 1 Сравнение моделей контакта ANSYS Модель Перемещение т. О по оси y , мкм No separation 3,9334 Bonded 3,7894 Rough 7,8217 Frictionless 9,0042 Рис. 3. Моделирование стыков на стойке (шпиндельная бабка здесь прозрачна) Рис. 4. Моделирование и результаты расчета подвижного стыка «стойка – шпиндельная бабка» в ANSYS Приведенные в табл. 2 результаты показывают, что для расчета контактных деформаций в соединени- ях несущей системы тяжелого многоцелевого станка, отличающихся большой площадью контакта поверх- ностей, предпочтительно использовать стержневую модель шероховатой поверхности и модель Friction- less ANSYS. Как известно из литературы, стержне- вая модель лучше соответствует экспериментальным данным. Расчет на основе эмпирических зависимо- стей (технический расчет) ориентирован на средние значения контактной податливости k , что отражается на перемещении. В условиях автоматизированного проектирования следует использовать модель Fric- tionless ANSYS, дающую практически такой же ре- зультат, как стержневая модель. Т а б л и ц а 2 Результаты сравнения методов расчета контактных деформаций в подвижном стыке «стойка – шпиндель- ная бабка» Метод Перемеще- ние т. О по оси y , мкм Нормальное сближение поверхностей a , мкм Грань R 1 Грань R 3 Технический расчет [1] 3,11 [4] 1,45 0,43 Сферическая модель 4,53 [4] 1,96 1,46 Стержневая модель 5,26 [4] 2,33 2,04 Модель ANSYS 5,21 − − Список литературы 1. Левина З.М., Решетов Д.Н. Контактная жесткость машин. – М.: Машиностроение, 1971. – 264 с. 2. Демкин Н.Б. Контактирование шероховатых по- верхностей.– М.: Наука, 1970.–227 с. 3. Трение, изнашивание и смазка: справочник/ под ред. И.В. Крагельского и В.В. Алисина. – М.: Машино- строение, 1978. – Кн.1. – 400 с. 4. Атапин В.Г., Войнова Е.В . Расчет контактных де- формаций в соединениях тяжелого многоцелевого станка // Обработка металлов.– 2010. – № 4. – С. 27-31. 5. Металлорежущие станки/ под ред. В.Э. Пуша. – М.: Машиностроение, 1986.– 256 с. 6. Демкин Н.Б., Рыжов Э.В. Качество поверхности и контакт деталей машин. – М.: Машиностроение, 1981. – 244 с. ABOUT CALCULATION MODELS OF CONTACT DEFORMATIONS FOR AUTOMATION DESIGN OF CARRIER SYSTEM OF MACHINING CENTER V.G. Atapin, E.V. Voinova Application of known models for calculation of contact deformations in connections of carrier system of machining center at a design stage is consider. Key words : machining center, contact deformations, design, calculation models.