Публикация научных статей.
Вход на сайт
E-mail:
Пароль:
Запомнить
Регистрация/
Забыли пароль?
Международный научно-исследовательский журнал публикации ВАК
Научные направления
Поделиться:
Срочные публикации в журналах ВАК и зарубежных журналах Скопус (SCOPUS)!




Разделы: Машиностроение
Размещена 31.07.2014.

Обеспечение жесткости вертикально-фрезерного станка с ЧПУ с применением средств SolidEdge

Питулов Артем Николаевич

КПФУ

студент

Научный руководитель: Хусаинов Рустем Мухаметович канд. техн. наук, доцент кафедры конструкторско-технологического обеспечения машиностроительных производств Набережночелнинского института (филиала) Казанского федерального университета, г. Набережные Челны


Аннотация:
В статье рассматриваются вопросы моделирования системы станок-инструмент-деталь с целью предварительной оценки упругих деформаций при обработке, что дает возможность предупредить возникновение брака.


Abstract:
In this article there are discussed issues of modeling system “machine – tool – instrument – part” in order to preliminary assessment the elastic deformations during the machining. It gives the opportunity to prevent appearance of defect.


Ключевые слова:
металлорежущие станки; технологическая оснастка; жесткость

Keywords:
machine-tools; machining attachments; rigidity


УДК 67.05

Жесткость несущей системы оценивается по величине относительных смещений инструмента и заготовки под действием сил резания. Эти смещения зависят от величины силы резания, собственной жесткости отдельных узлов станка, контактной жесткости между узлами станка и от порядка расположения этих узлов в пространстве. При оценке погрешностей под действием упругих деформаций необходимо также учитывать деформации инструментальной оснастки, приспособления и заготовки. Элементы технологической системы могут деформироваться по-разному при различном их расположении и разном направлении сил резания. Если не принимать во внимание этот фактор, могут возникнуть недопустимые погрешности при обработке. Поэтому при изготовлении точных деталей необходимо произвести предварительную оценку упругих деформаций технологической системы.

Для выполнения проекта была выбрана система SolidEdge, ввиду доступности студенческой лицензии. SolidEdge, являясь предшественником САПР NX, использует схожие модули проектирования и инженерного анализа.

 

Рисунок 1– Несущая система станка.

 

Расчетная модель фрезерного станка включает в себя следующие узлы
(дан разрез по средней линии станины, рис. 1)):

1- стойка, 2- каретка, 3- шпиндельная бабка, 4- шпиндель, 5- рукав, 6- патрон,7- инструмент, 8- стол, 9- салазки, 10- регулирующая пластина, 11- станина.

 

Деформации несущей системы вносят значительный вклад в образование погрешности обрабатываемой поверхности. Для снижения погрешности необходимо:
1. Произвести трехмерное моделирование и симуляцию технологической системы фрезерного станка.

2. Оценить деформации инструмента и заготовки.

3. Изменяя схему резания, взаимное расположение инструмента, приспособления и заготовки, обеспечить суммарную деформацию в пределах допуска.

Применяя для этой цели инструменты трехмерного моделирования можно:
1. Устранить потери на брак вызванные недопустимыми упругими деформациями технологической системы.

2. Повысить качество изготовляемых деталей.

Для решения поставленной задачи было применено программное обеспечение SolidEdgeST6 (студенческая лицензия) от компании SiemensPLMSoftware, из применённых модулей были применены “Моделированиедеталей”, “ Конструирование сборок ”, “ Создание чертежей ”, “ Симуляция ”

Для построения расчетной схемы были построены трехмерные модели деталей несущей системы и осуществлена их сборка с учетом характера соединений. Имитировалась установка станины на трех опорах.

По линии условного контакта (резания) инструмента и заготовки были приложены равнодействующие сил резания Р1 и Р2.

 

Рисунок 2 Приложенные     ограничения.                      Рисунок 3Приложенные силы и контакты.

 

  Для проведения анализа был использован «Статический анализ». Для этого была построена конечно-элементная сетка (рис. 4). Далее выполнялась симуляция нагружения модели несущей системы силами резания (рис. 5). В качестве результатов для последующего анализа были определены величины смещения инструмента и заготовки по осям координат с помощью функции «Проба» (рис. 6).

 

 

 Рисунок 4 Создание сетки.

 
 

 Рисунок 5Результаты симуляции.


  

Рисунок 6Деформации измеренные функцией “Проба”.

 

Итоговая деформация в точке резания определяется как сумма смещений инструмента и заготовки, определенных с помощью функции “Проба”. В случае превышении суммарной деформации допуска на обработку поверхности необходимо:

1. Определить какой элемент технологической системы оказывает решающее влияние на суммарную деформацию и повысить его жесткость.
2. Изменить схему резания.

3. Изменить взаимное расположение инструмента, приспособления и заготовки.

  В результате данного исследования выявилась возможность предварительной оценки упругих деформаций технологической системы под действием сил резания средствами трехмерного моделирования и конечно-элементного анализа.
  Применяя эти результаты можно обеспечить заданное качество изготовляемых деталей.

Библиографический список:

1. Бушуев В.В. Станочное оборудование автоматизированного производства. М.: Изд-во «Станкин», 1986.
2. Левина З.М., Решетов Д.Н. Контактная жесткость машин. М.: Машиностроение, 1971.
3. Решетов Д.Н., Портман В.Т. Точность металлорежущих станков. М.: Машиностроение, 1986.




Комментарии пользователей:

Оставить комментарий


 
 

Вверх