Компоновке узлов токарного станка

Влияние компоновки станка на температурные деформации, приводящие к относительному смещению инструмента и обрабатываемой детали, особое значение имеет при проектировании прецизионных станков. Соображения, связанные с облегчением отвода стружки, важны для станков высокой производительности резания, особенно в тех случаях, когда сливная стружка не должна накапливаться в рабочей зоне станка.

Из всего множества возможных для заданных движений вариантов базовых компоновок необходимо выбрать один, наилучший для конструируемого станка и конкретных условий его использования на производстве. Некоторые критерии для отбора вариантов могут быть обусловлены в формализованном виде и окончательно сформулированы в виде условной записи. Если станок предназначен для обработки крупных деталей, то нежелательно эту деталь вместе с подвижным узлом перемещать вертикально. Пользуясь символикой алгебры логики, это условие можно записать таким образом:

 

,

 

где ,  – читаются как подвижный узел (не О) и как горизонтально-подвижный узел (не Z).

Этому условию удовлетворяет лишь часть вариантов множества           (см. рис. 4.4, а), а именно те, которые входят в подмножество (см. рис. 4.4, б). Если тяжелую деталь следует обработать с высокой точностью, то желательно, чтобы эта деталь или была совсем неподвижной, или имела бы только одно горизонтальное перемещение. Это условие можно записать таким образом:

 

,

 

и при этом возможными остаются лишь варианты, изображенные на рис. 4.4, в. Рассмотренное условие иногда целесообразно также для станков, встраиваемых в автоматическую линию или автоматический участок.

Можно также поставить условие, чтобы горизонтально-подвижные узлы примыкали к неподвижному. При этом не будет изменения консольно приложенной нагрузки от собственной массы и соответствующих погрешностей обработки. Данное условие формально записывают в виде

 

 

и характеризует подмножество вариантов (рис. 4.4, г).

Совместное выполнение трех условий может быть записано в форме матрицы для использования способа поразрядной конъюнкции:

 

М 1	–		+		+
М 2	–	–			+
М 3	–		+			–
	Ф	Ф		XOYZ		Ф
				YOXZ

 

Знак Ф соответствует нуль-множеству, которое выражает противоречие условий.

Итак, совместное выполнение поставленных условий приводит к тому, что из всего возможного множества компоновок (см. рис. 4.4, а) оказываются пригодными лишь два варианта, изображенные на рис. 4.8.

 

 

Рис. 4.8. Варианты компоновок, удовлетворяющие совокупности

Ограничивающих условий

Из двух оставшихся возможных вариантов базовой компоновки выбирают лучший по различным дополнительным соображениям. Так, например, в зависимости от решения вопросов автоматизации загрузки-выгрузки деталей на рабочую позицию может оказаться предпочтительным любой из оставшихся вариантов. Тщательный анализ жесткости всей несущей системы может привести к окончательному выбору варианта, обеспечивающего достаточную жесткость. Известно, например, что замкнутые несущие системы (портального типа) могут существенно повысить статическую жесткость и виброустойчивость по сравнению с той же компоновкой, но не замкнутого вида.