Синтез и анализ компоновок металлорежущих станков (90
..pdf1794
Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования
«ЛИПЕЦКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Кафедра технологии машиностроения
СИНТЕЗ И АНАЛИЗ КОМПОНОВОК МЕТАЛЛОРЕЖУЩИХ СТАНКОВ
Методические указания к курсовому проектированию по дисциплинам «Металлорежущие станки» и «Проектирование станочного
оборудования»
Составитель Б.М. Багров
Липецк Липецкий государственный технический университет
2012
Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования
«ЛИПЕЦКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Кафедра технологии машиностроения
СИНТЕЗ И АНАЛИЗ КОМПОНОВОК МЕТАЛЛОРЕЖУЩИХ СТАНКОВ
Методические указания к курсовому проектированию по дисциплинам «Металлорежущие станки» и «Проектирование станочного
оборудования»
Составитель Б.М. Багров
Утверждаю к печати |
Проректор по учебной работе |
Объем 1,4 п.л. |
Качановский Ю.П. |
Тираж 100 экз. |
«_____»__________ 2013 г. |
Липецк Липецкий государственный технический университет
2013
Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования
«ЛИПЕЦКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Кафедра технологии машиностроения
СИНТЕЗ И АНАЛИЗ КОМПОНОВОК МЕТАЛЛОРЕЖУЩИХ СТАНКОВ
Методические указания к курсовому проектированию по дисциплинам «Металлорежущие станки» и «Проектирование станочного
оборудования»
Составитель Б.М. Багров
Объём 1,4 п.л. |
Рукопись и графический |
Тираж 100 экз. |
материал утверждаю. |
Зав. кафедрой технологии машиностроения
Козлов А.М.
Липецк Липецкий государственный технический университет
2012
Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования
«ЛИПЕЦКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Кафедра технологии машиностроения
СИНТЕЗ И АНАЛИЗ КОМПОНОВОК МЕТАЛЛОРЕЖУЩИХ СТАНКОВ
Методические указания к курсовому проектированию по дисциплинам «Металлорежущие станки» и «Проектирование станочного
оборудования»
Составитель Б.М. Багров
Липецк Липецкий государственный технический университет
2012
УДК 914.9(07) Б 147
Рецензент: д-р техн. наук, проф. А.М. Козлов
Багров, Б.М.
Б 147 Синтез и анализ компоновок металлорежущих станков [Текст]: метод. указ. к курсовому проектированию по дисциплинам
«Металлорежущие станки» и «Проектирование станочного оборудования» / сост. Б.М. Багров. – Липецк: Изд-во ЛГТУ, 2012. – 22 с.
Приведена методика синтеза и анализа возможных компоновок металлорежущих станков с учётом их основного назначения – выполнения требуемого процесса формообразования.
Методические указания предназначены для студентов специальности
151001.65 «Технология машиностроения», а также обучающихся по направлению 151900 – конструкторско-технологическое обеспечение машиностроительных производств, при изучении дисциплины «Проектирование станочного оборудования».
Табл. 2. Ил.4 . Библиогр.: 4 назв.
© ФГБОУ ВПО «Липецкий государственный технический
университет», 2012
Общие сведения
Под компоновкой металлорежущего станка понимается система расположения узлов и направляющих, отличающаяся структурой, пропорциями, свойствами и обеспечивающая требуемый процесс формообразования.
Решение задачи синтеза и анализа компоновок с учётом заданной схемы процесса формообразования является наиболее рациональным, так как основывается на использовании модели процесса формообразования, определяющего основное назначение станка.
Компоновка станка рассматривается как блочная структура, состоящая из одного стационарного и нескольких подвижных блоков (узлов), разделённых линейными или круговыми направляющими [1]. Каждый подвижный блок совершает определённое формообразующее движение относительно соответствующей оси системы координат станка.
Для выполнения синтеза возможных компоновок и их анализа, компоновки обозначают краткими структурными формулами [1]. Структурная формула компоновки – определённая последовательность символов, обозначающих блоки компоновки, характеризующая их координатную принадлежность и относительное расположение. Синтез возможных компоновок станка предусматривает получение множества компоновок, каждая из которых,
обеспечивает одинаковые формообразующие возможности станка в соответствии с заданной схемой процесса формообразования.
Подход к разработке и исследованию компоновок с обозначением их структурными формулами позволяет раскрыть структуру компоновки станка с точки зрения его формообразующих возможностей, выполнить качественный отбор наиболее предпочтительных компоновок, выбрать из них оптимальную применительно к конкретным условиям и эффективно использовать САПР для решения указанных задач.
Синтез возможных компоновок станка
Синтез возможных компоновок станка выполняется в следующей последовательности:
-составление формулы схемы формообразования (ФСФ);
-определение системы координат станка;
-составление первичного кода компоновки;
-синтез возможных кодов компоновок;
-синтез возможных формул компоновок.
Составление формулы схемы формообразования
Процесс формообразования, а, следовательно, и формообразующие возможности станка можно характеризовать формулой схемы формообразования [2]. ФСФ записывается в виде упорядоченной последовательности символов
Q = q1 q2 … qi …qn ,
где qi – символ, характеризующий одно из формообразующих движений; n –
число основных движений.
Символ qi (за исключением q1) определяет вид движения и расположение его оси относительно оси предыдущего движения. Символ q1 характеризует только вид движения узла, несущего заготовку. Для обозначения символов qi
рекомендуется применять следующие буквы латинского алфавита [2]:
-T, H – прямолинейные движения;
-R, C – вращательные движения.
При этом:
-T – прямолинейное движение, направление которого перпендикулярно направлению предыдущего прямолинейного движения или перпендикулярно оси предыдущего вращательного движения;
-H – прямолинейное движение, направление которого параллельно
направлению предыдущего прямолинейного движения или параллельно оси предыдущего вращательного движения;
- R – вращательное движение, ось которого перпендикулярна направлению предыдущего прямолинейного движения или перпендикулярна оси предыдущего вращения;
-С – вращательное движение, ось которого, параллельна направлению предыдущего прямолинейного движения или параллельна оси предыдущего вращения.
Формулу схемы формообразования составляют с учётом формообразующих движений станка аналога и при этом необходимо выполнять следующее:
-запись ФСФ начинать с символа (q1), определяющего вид абсолютного движения узла, несущего заготовку. Если это движение прямолинейное, то его обозначают буквой Т, если вращательное – буквой R;
-заканчивать запись ФСФ символом (qn), определяющим вид и расположение оси движения узла несущего инструмент;
-применять свойства цепей формообразования [2].
Определение системы координат станка
При синтезе и анализе блочных структур компоновок станков для определения координатной принадлежности блоков используют систему обозначения координат станка, отвечающей рекомендациям международной организацией по стандартизации (ISO) [3]. В соответствии с этим стандартом применяют прямоугольную систему основных осей координат X, Y, Z. Положение осей координат и положительные направления перемещений относительно них определяют по правилу «правой руки» (см. рис.1):
а) большой палец соответствует положению – оси X, указательный – оси Y,
средний – оси Z;
б) если расположить большой палец вдоль положительного направления оси, то положение других сжатых в кулак пальцев укажет положительное направление вращения вокруг этой оси.
Рис. 1. Положение осей координат и положительные направления перемещений относительно них по правилу «правой руки»
Кроме перемещений относительно основных осей координат, возможны перемещения относительно вторичных (U, V, W), параллельных основным.
Ось Z – всегда параллельна оси вращения основного шпинделя.
В многошпиндельных станках основным шпинделем является тот, ось которого, перпендикулярна поверхности установки заготовки. Положительное направление оси Z соответствует направлению удаления инструмента от заготовки (независимо от того перемещается ли узел с инструментом или нет).
Для станков с вращением заготовки (например, токарных) ось X
параллельна направлению движения поперечной подачи, а + X по направлению удаления инструмента от оси вращения заготовки.
Для станков с вращением инструмента ось X расположена горизонтально. Для горизонтальных станков (ось Z – горизонтальная) ось + X всегда вправо если смотреть со стороны шпинделя на заготовку. Для вертикальных одностоечных станков ось + X всегда вправо, если смотреть от шпинделя на стойку. Для вертикальных двухстоечных станков ось + X вправо, если смотреть от основного шпинделя на левую стойку.
Положение оси Y и её положительное направление определяют по правилу
«правой руки» или правилу «правого винта». Правило «правого винта»: если мысленно вращать ось +X в направлении к оси +Y, то винт с правой резьбой будет вкручиваться вдоль положительного направления оси Z.
Составление кода компоновки
Код компоновки записывается на основе ФСФ, принятой системы координат и составляется в виде последовательности символов
k = g1g2…gi…gn ,
где gi – символ, обозначающий i-й подвижный блок (узел), совершающий определённое формообразующее движение относительно соответствующей оси; n – число подвижных блоков.
В качестве символов gi используют буквы аналогичные буквам,
применяемым для обозначения движений узлов относительно соответствующих осей координат при программировании станков с ЧПУ. Блоки, совершающие движения относительно основных осей обозначают:
- X – |
блок, совершающий прямолинейное движение относительно оси X; |
- Y – |
блок, совершающий прямолинейное движение относительно оси Y; |
- Z – |
блок, совершающий прямолинейное движение относительно оси Z; |
- А – |
блок, совершающий вращательное движение вокруг оси X; |
- В – |
блок, совершающий вращательное движение вокруг оси Y; |
- С – |
блок, совершающий вращательное движение вокруг оси Z. |
Блоки, совершающие вторичные движения относительно осей (U, V, W) параллельных основным обозначают:
- U – |
блок, совершающий прямолинейное движение относительно оси U; |
|
- V – |
блок, совершающий прямолинейное движение относительно оси Y; |
|
- W – блок, совершающий прямолинейное движение относительно оси W; |
||
- D – |
блок, совершающий вращательное движение вокруг оси U; |
|
- E |
– |
блок, совершающий вращательное движение вокруг оси V; |
- R |
– |
блок, совершающий вращательное движение вокруг оси W. |