с 01.01.2007 по настоящее время
Оренбургская область, Россия
с 01.01.1997 по настоящее время
Оренбург, Оренбургская область, Россия
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.
