сотрудник с 01.01.2007 по настоящее время
Оренбургская область, Россия
сотрудник с 01.01.1997 по настоящее время
Оренбург, Оренбургская область, Россия
сотрудник с 01.01.2014 по настоящее время
Оренбургская область, Россия
УДК 62 Инженерное дело. Техника в целом. Транспорт
Повышение жёсткости универсальных самоцентрирующих приспособлений – одно из актуальных направлений в области проектирования станочной оснастки. Расчёт распределения нагрузки между витками и зубьями спирально-реечного механизма представляет собой сложную инженерную задачу. При работе над статьей выявлено, что смежная пара витков и зубьев, находящихся в зацеплении, не всегда совпадает с геометрической смежной парой вследствие погрешности исполнения витков и зубьев по шагу и профилю. Это основано на экспериментальных данных и положении о том, что ошибки шага и профиля спирали определяют характер рабочих давлений в зацеплении витков и зубьев. В статье рассмотрены технические решения, в которых, без существенных изменений конструкции, повышается жёсткость самоцентрирующих приспособлений за счёт установления соответствия алгоритма изменения упругих свойств деталей спирально-реечного механизма алгоритму изменения нагрузки между несущими элементами. Предложены конструктивные решения, основанные на реализации упругого смещения первого наиболее нагруженного витка, что позволяет уменьшить натяг между зубом рейки кулачка и витком спирали диска. Это обстоятельство способствует перераспределению нагрузки в зацеплении несущих элементов спирально-реечного механизма. Проведены испытания разработанных конструкций, которые дали положительные результаты.
жёсткость, распределение нагрузки, спирально-реечный механизм, токарные станки
1. Feng P.F., Yu D.W., Wu Z.J., Uhlmann E. Jaw-chuck stiffness and its influence on dynamic clamping force during high-speed turning // International Journal of Machine Tools and Manufacture. 2008. Vol. 48. Is. 11. Рp. 1268–1275.
2. Lu K., Wang Y., Gu F., Pang X., Ball A. Dynamic modeling and chatter analysis of a spindle-workpiece-tailstock system for the turning of flexible parts // Int J Adv Manuf Technol. 2019. Vol. 104. Рр. 3007–3015.
3. Singh A., Asjad M., Gupta, P. Reconfigurable machine tools: a perspective // Life Cycle Reliab Saf Eng. 2019. Vol. 8. Рр. 365–376.
4. Rahman M., Ito Y. Machining Accuracy of a Cylindrical Workpiece Held by Three-Jaw Chuck // Bul. of the Japan Society of Precision Eng. 1979. Vol. 13. No. 1. Pp. 7–12.
5. Thorenz B., Westermann H.-H., Steinhilper R. Evaluation of the influence of different clamping chuck types on energy consumption, tool wear and surface qualities in milling operations // Procedia Manufacturing. 2018. Vol. 21. Pp. 575–582.
6. Lu K., Gu F., Longstaff A., Li G. An investigation into tool dynamics adaptation for chatter stability enhancement in the turning of flexible workpieces // Int J Adv Manuf Technol. 2020. Vol. 111. Pp. 3259–3271.
7. Feng P.F., Yu D.W., Wu Z.J., Uhlmann E. An improved computation model for critical bending force of three-jaw chucks // Journal of Materials Processing Technology. 2008. Vol. 208. Is. 1–3. Рp. 124–129.
8. Rahman M., Tsutsumi M. Effect of spindle speed on clamping force in turning // Journal of Materials Processing Technology. 1993. Vol. 38. Is. 1–2. Рp. 407–415.
9. Nyamekye K., Mudiam S.S. A model for predicting the initial static gripping force in lathe chucks // The International Journal of Advanced Manufacturing Technology. 1992. Vol. 7. Рp. 286–291.
10. Tsutsumi M. Chucking force distribution of collet chuck holders for machining centers // Journal of Mechanical Working Technology. 1989. Vol. 20. Pр. 491–501.
11. Чернянский П.М. Последействие механической системы станков // Вестник машиностроения. 2013. № 1. С. 57–59.
12. Ивасышин Г.С. Влияние упругого последействия и аддитивности упругого последействия упругой системы прецизионного металлорежущего станка на статическую характеристику трения, износостойкость и фреттингостойкость плоских направляющих // Трение и смазка в машинах и механизмах. 2006. № 9. С. 32–39.
13. Ивасышин Г.С. Влияние упругого последействия на контактную жёсткость металлорежущих станков и автоматических роторных линий // Известия вузов. Машиностроение. 1988. № 3. С. 126–130.
14. Серёгин А.А., Кравцов А.Г. Мониторинг технологических систем при обработке точных поверхностей сложного контура // Вестник Южно-Уральского Государственного Университета. Серия «Машиностроение». 2018. Том 18. № 4. С. 48–56.
15. Блинов Д.С., Морозов М.И. Неравномерность распределения нагрузки между сопрягаемыми витками ролика и винта с гайкой планетарной роликовинтовой передачи // Наука и образование: научное издание МГТУ им. Н.Э. Баумана. 2014. № 9. С. 1–14.
16. SU 1514502, СССР, МКИ В 23 В 31/02. Самоцентрирующий токарный патрон / А.А. Серёгин. № 4318826/31-08; заявл. 25.08.87; опубл. 07.02.1989, Бюл. № 38. 4 с.
17. SU 984704, СССР, МКИ В 23 В 31/16. Трёхкулачковый самоцентрирующий токарный патрон / Г.С. Ивасышин. № 3317394/25-08; заявл. 13.07.1981; опубл. 30.12.1982, Бюл. № 48. 4 с.
18. SU 1288028, СССР, МКИ В 24 В 17/12. Спирально-шлифовальный станок / Г.С. Ивасышин, М.И. Парышкура, А.А. Серёгин. № 3949220/25-27; заявл. 09.09.85; опубл. 07.02.1987, Бюл. № 5. 4 с.
19. Walter M.F., Ståhl J.E. The connection between cutting and clamping forces in turning // International Journal of Machine Tools and Manufacture. 1994. Vol. 34. Is. 7. Pр. 991–1003.
20. Estrems M., Arizmendi M., Cumbicus W.E., López A. Measurement of clamping forces in a 3 jaw chuck through an instrumented aluminium ring // Procedia Engineering. 2015. Vol. 132. Рр. 456–63.
