Показатели динамического качества станка

Основное служебное назначение металлорежущих станков – обеспечивать обработку деталей. При этом должны выполняться несколько основных условий:

—  обработка должна выполняться с заданной точностью, все размеры чертежа детали должны быть безусловно выполнены;

—  обработка должна выполняться с заданным качеством обрабатываемой поверхности (должен быть соблюден микро- и макрорельеф поверхности, отсутствие, или наоборот, наличие наклепа поверхности);

—  обработки на станке должна выполняться с заданной производительностью;

—  обрабатывать детали на станке должно быть экономически выгодно;

—  станок должен быть удобен в обслуживании как при каждодневной эксплуатации (эргономика рабочего места станочника), так и при многолетнем общем сроке службы (ремонтопригодность).

Точность обработки определяется относительным смещениями режущего инструмента и детали по нормали к обработанной поверхности, создающими нарушения заданных размеров, формы и относительного положения поверхностей обрабатываемой детали. Точность обработки деталей на станке зависит главным образом от таких характеристик станка как:

—  жесткость станка – способности узлов и несущих конструкций станка противостоять появлению упругих деформаций под действием силовых воздействий

механический металлорежущий станок резец

j =с = F/d или

c =j = Q/y;

—   геометрическая точность станка. Геометрическая точность обеспечивает заданное взаимное расположение и траекторию перемещения узлов станка;

— точность позиционирования исполнительных органов станка (особенно для станков работающих в автоматическом цикле) – является одним из видов геометрической точности;

—  теплостойкость станка – сопротивляемость возникновению деформаций от внутренних и внешних источников тепла;

—  виброустойчивость – способность всего станка и его узлов противостоять внешним колебаниям (например, от другого, рядом установленного оборудования) или возникновению и поддержанию колебаний, источник которых находится в самом станке. Особенно сильно сказываются на точности обработки колебания режущего инструментом по нормали к обрабатываемой поверхности детали.

Виброустойчивость это одна из характеристик динамического качества станка.

В динамике станков используют понятия и математический аппарат теории автоматического управления. Физическую величину, характеризующую воздействие на упругую систему (УС), называют входной координатой (хвх), а результат воздействия – выходной координатой (xвых). Например, входная координата УС – силовое воздействие сил резания на шпиндель, а выходная – вызванное этой силой перемещение шпинделя.

Динамическая система станка включает сам станок с приспособлением инструментом и деталью (система СПИД) и образуется совокупностью упругой системы станка во взаимодействии с рабочими процессами (РП).

Рабочие процессы – процесс резания, трение в подвижных парах и в стыках, гидродинамические процессы гидроаппаратуры (клапанов, золотников, гидродвигателей и т.п.) и трубопроводов, электромеханические процессы в электродвигателях, в электромагнитных муфтах и т.п.

Рабочие процессы оказывают на упругую систему силовое воздействие и приводят к перемещениям и деформациям ее элементов.

Динамические процессы – изменение параметров системы (в том числе и параметров, характеризующих рабочие процессы) под влиянием того или иного внешнего воздействия (ВВ) – колебания, разгон, торможение и т.п.

Понятие "внешние воздействия" означает лишь независимость этого воздействия от параметров системы. ............