56. Компоновки шпиндельных узлов и рекомендации по их конструированию

Конструкция шпинделя в основном зависит от способа крепления инструмента или заготовки, а также от элементов привода и применяемых опор. Для уменьшения массы и возможности крепления пруткового материала шпинделя выпускают полыми. Требования к шпинделю:

1. Требуемая жесткость определяется межопорными расстояниями, наличием центрального отверстия

2. Приводные колеса, шкивы, муфты, и их расположения.

3. Тип опор определяется форму, точность размеров, расположение посадочных отверстий под них.

4. Метод базирования крепления инструмента определяется расположением передней консоли

С повышением точности шпиндель выделяют в отдельную группу. Для уменьшение занимаемой произв. площади желательно принимать вертикальную компоновку.

57. Порядок проектирования шпиндельного узла.

1) Тип расположения, вид смазки и уплотнительного устройства

2) Выбор материала шпинделя. Его выбирают из условий обеспечения заданной жесткости, твердости и износостойкости.

3) Выбор подшипников по точности, жесткости и частоте вращения.

4) Выбор способа создания предварительного натяга.

5) Определение главных размеров шпиндельного узла

6) Требования к деталям сопряженных с подшипниками

58. Уплотнительные устройства

Служат для противостояния утечек смазочного материала и проникновению внутрь пыли, абразивных частиц и влаги.

Уплотнения бывают по принципу действия: контактные, щелевые и лабиринтные, центробежные, комбинированные.

Контактные бывают: манжетные, войлочные (гидравлически эффективные). Щелевые и лабиринтные (аэродинамически эффективные) применяются в неограниченном диапазоне скоростей. Центробежные применяются на средних и высоких скоростях и основаны на действии центробежных сил.

59. Смазка опор

Это способ подачи СОЖ в зону трения. Смазочный материал бывает жидким, пластичным, твердым, газообразным. Границы применимости по параметрам быстроходности различают системы смазки:

1. Смазка погружением ( d*m [мм*мин^-1, n=55000….80000 мин^-1)

2. Смазка разбрызгиванием ( n=225000…320000 мин^-1)

3. Смазка циркуляционная ( n=212000…600000 мин^-1)

4. Смазка капельная ( n=280000…400000 мин^-1)

5. Смазка туманом ( n=550000….800000 мин^-1)

6. Смазка впрыскиванием ( n=750000…1000000 мин^-1)

Смазка погружением – простой вид смазки, пригодна для малых частот вращения. Объем камеры должен быть достаточен. Уровень смазочного материала должен быть на уровне оси нижнего колеса. Недостатки: значительное выделение тепла.

Смазка разбрызгиванием осуществляется с помощью крыльчатки или дисков. (20…30 сст 50⁰ С)

Циркуляционная смазка для механизмов с нагруженным режимом. Легко обеспечивается теплоотвод за счет применения системы охлаждения или бака-отстойника больших объемов. (3 сст 20⁰ С)

Капельная система смазки. Ее дозировка осуществляется при помощи игольчатых капельных масленок. Иногда применяют пневматические капельные масленки. Тепловыделение невысоко. Смазочный материал повторно не используют.

Смазка масляным туманов осуществляется сжатым воздухом. Избыток давления препятствует проникновению загрязнений. Применяется для высокоскоростных узлов (12…24 сст 50⁰ С). Конденсация смазочного материала происходит при давлении Р=0,05…0,1 Мпа

Смазка впрыскиванием применяется для особо нагруженных узлов. Для подачи СОЖ в зону трения применяют 3-4 сопла до 4 Мпа. Большой избыток давления применяется для преодоления давления смазочного материала (6…10…сст 50⁰ С)

60. Вязкость смазочного материала выбирают в зависимости от условий работы и системы смазки. Для этого используют смазочные материалы с антизадирными, антипенными и антиокислительными присадками. Среда должна быть нейтральной (ph=7). Окончательный выбор (назначение смазочного материала) необходимо проводить на основе производственного испытания. Консистентные смазки применяют для механизмов с низкой частотой и низким параметром быстроходности для узлов с вертикальным и наклонным расположением узлов. Количество консистентного смазочного материала, закладываемого в опору, существенно влияет на работоспособность и в первую очередь на нагрев. Избыток смазочного материала повышает потери на трение, повышение температуры и вытекание жидкой фракции из консистентного материала, а остаток быстро окисляется. Срок замены консистентного смазочного материала зависит от окислительных процессов. Если температура подшипника более 60 С, то долговечность смазки резко снижается: на 10С – в 2 раза, на 20 градусов – в 4 раза и т.д. Для регулярного обновления консистентного смазочного материала устанавливают специальные маслёнки со сбрасывающим клапаном.

61.Несущая система – совокупность деталей и узлов станка, обеспечивающих взаимное расположение инструмента и обрабатываемой заготовки под действием силовых и температурных полей. В несущую систему входят: шпиндель с опорами, базовые детали (корпуса коробок, станины, стойки, столы и т.д.), которые обеспечивают связь между инструментом и заготовкой. К несущей предъявляются требования:1)обеспечение заданной первоначальной точности;2)стабильность формы и размеров в течение заданного срока эксплуатации для сохранения точности и технологической надёжности;3)жёсткость несущей системы, которая определяется жёсткостью самих деталей и жёсткостью подвижных и неподвижных деталей;4)виброустойчивость как способность противостоять колебаниям инструмента и заготовки;5)небольшие температурные деформации или теплостойкость, особенно при неравномерном распределении тепла;6)небольшое изменение сил и коэффициентов трения. К базовым деталям несущей системы относятся станины, основания, стойки, суппорты, револьверные головки, корпусы шпиндельных бабок. Данные детали делятся на 3 группы:1)детали типа брусьев, у которых один габаритный размер значительно больше двух других;2)детали типа пластин, у которых один габаритный размер значительно меньше двух других;3)детали типа коробок – все габариты приблизительно одного порядка.

65.Направляющие станков должны обеспечивать необходимую траекторию движения исполнительного звена станка и заданное позиционирование в любом положении. Требования к направляющим:1)точность изготовления рабочих поверхностей и их взаимного расположения;2)качество и однородность поверхностного слоя рабочих поверхностей;3)долговечность;4)силы трения на направляющих должны быть небольшой величины и иметь небольшие изменения во времени;5)жёсткость;6)демпфирующие свойства – есть направляющие жидкостного, смешанного, аэростатического трения, трения качения. Направляющие смешанного трения – высокие и непостоянные по величине силы и коэффициенты трения, которые зависят от скорости относительного движения. Главное достоинство – высокая контактная жёсткость и хорошие демпфирующие свойства, что обеспечивает надёжную фиксацию узла после её перемещения. Наиболее целесообразная область применения – прецизионные станки с небольшими силами резания. Направляющие жидкостного трения применяются на станках в виде гидростатических и гидродинамических направляющих. Вязкое трение (жидкостное) гидростатических направляющих устраняет потерю устойчивости и возможность пульсирующего движения при малых скоростях, что обеспечивает высокую чувствительность при отработке малых перемещений. Отсутствуют износ, высокие демпфирующие свойства. Недостатки: высокая стоимость, сложная система циркуляции, требуется тщательная очистка смазочного материала, жёсткость самая низкая (применяется на станках с небольшими нагрузками и высокими требованиями по точности и качеству). Аэростатические обладают наименьшим коэффициентом трения. При отключении подачи воздуха обеспечивается надёжная фиксация подвижного узла. Нет необходимости в системе циркуляции. Недостатки: способность к автоколебанию, низкие демпфирующие свойства, невысокая грузоподъёмность. Применяется, если требуется высокая точность позиционирования, для вспомогательных перемещений слабонагруженных узлов и для приводов ускоренных перемещений. Направляющие качения – относительно малое трение и износ. При условии надёжной защиты от загрязнений отличается высокой долговечностью, имеют высокую контактную жёсткость. Недостаток – обладают большим разбросом сил трения, большой дисперсией из-за случайных погрешностей сопрягаемых поверхностей и трудностями фиксации подвижных узлов. Применяется в прецизионных станках при небольших нагрузках и больших скоростях, и во всех случаях, когда сложно обеспечить циркуляцию. По форме направляющие бывают: прямоугольные (плоские), треугольные (призматические), трапециевидные (ласточкин хвост), цилиндрические. Бывают охватывающие и охватываемые. Могут быть комбинированными, если сочетаются разные формы. Прямоугольные отличаются высокой технологичностью, простотой контроля, надёжностью регулировки при сборке и при эксплуатации, в охватываемом виде плохо удерживают смазку, нуждаются в надёжной системе защиты от загрязнений. Треугольные направляющие обладают свойством автоматического выбора зазора под своим весом. Трапециевидные – компактная конструкция, но низкая технологичность – сложны в изготовлении. Цилиндрические – в охватываемом виде отличаются невысокой жёсткостью вследствие изгиба направляющих. Применяется при малой длине хода, а в охватывающем виде сложно изготавливать.

62.По условиям стабильности, жёсткости и виброустойчивости для деталей несущей системы применяют чугун, сталь и бетон. Основным материалом для изготовления несущей системы является чугун, т.к. обладает преимуществами: литейные свойства, демпфирующие свойства. Для улучшения литейных свойств в чугуны добавляют легирующие элементы (никель, хром и ванадий). Для стабилизации формы деталей несущей системы из чугуна подвергают старению. Оно бывает искусственным и естественным. Естественное связано с большими затратами на издержки производства и заключается в выдержке на открытом воздухе в течение 6-18 месяцев. Оно является наиболее эффективным, но медленным. Искусственное старение:1)отжиг при температуре 500-600 на время 48 часов;2)тепловая обработка (низкотемпературный отпуск) при температуре 200-300 в течение 28 часов, применяется для деталей сложной и разностенной формы, обладающих высоким градиентом остаточных напряжений и применяется в качестве первого этапа старения;3)вибрационное старение – для деталей, которые подвергаются значительным нагрузкам при эксплуатации, обработка в течение 6-8 часов на специальных вибростендах;4)метод термоударов – это быстрый нагрев в течение 15-30 минут, применяют одновременно как для снятия напряжений, так и для упрочнения, применяют для деталей с невысокими требованиями по точности. СТАЛЬ. По отношению к чугуну позволяет сэкономить материал, сборка – при помощи сварки, для повышения жёсткости применяют рёбра, толщина стенок меньше за счёт этого, но сложнее технология изготовления и применяется реже. БЕТОН. По демпфирующим свойствам лучше чугуна, лучше по антикоррозионным свойствам. Для повышения его жёсткости применяют армирование. Полимербетоны – лучшие по демпфирующим свойствам, в основу заложены наполнители в виде щебня 3-4 фракций, а в качестве связующего материала используют эпоксидные смолы. Они отличаются высокой размерной стабильностью и виброустойчивостью. Разработка конструкций деталей несущей системы должны строиться по принципу наилучшего использования материала. Форма должна хорошо переносить как изгибающие, так и крутящие моменты, поэтому в качестве основных применяются пустотелые конструкции замкнутого профиля, предпочтение отдаётся прямоугольному профилю. Иногда с целью повышения демпфирующих свойств литейные стержни (формованные) оставляют внутри отливки. В отдельных конструкциях станков внутренние полости используют для хранения смазочного материала, СОТС. Для литейных условий желательно иметь в конструкции детали равную толщину стенок и данное условие является главным по отношению к жёсткости. При увеличении толщины стенок жёсткость и масса конструкции увеличиваются в равной мере, поэтому для увеличения желательно повышать габаритные размеры. Проёмы и окна значительно снижают жёсткость конструкции, поэтому при проектировании желательно, чтобы они были сплошной коробчатой формы. Для компенсации применяют дополнительные рёбра и перегородки. При принятии решения о конструктивной форме детали в первую очередь учитываются требования технологии литья, затем требования механообработки. При разработке формы базовых поверхностей коэффициент контактной податливости главным образом зависит от качества обработки сопрягаемых поверхностей. Для повышения жёсткости деталей несущей системы и компенсации упругих перемещений используют способы:1)введение дополнительных опор;2)применение противовесов;3)применение пружинных или гидравлических домкратов;4)применение автоматического регулирования упругих перемещений (с помощью системы датчиков).

63.Динамические характеристики несущей системы называются упругой системой станка и определяют виброустойчивость технологической системы и, соответственно, относительные колебания инструмента и обрабатываемой заготовки. Данные характеристики зависят от массы, моментов инерции деталей, демпфирующих способностей материала и стыков, сил сопротивления (сил трения). Амплитудно-частотные и амплитудно-фазовые характеристики деталей несущей системы определяются на основе расчёта по проектированным моделям. Способы повышения виброустойчивости несущей системы:1)снижение интенсивности источников вынужденных колебаний путём более высокоточного изготовления детали, проведением качественной сборки и балансировки;2)изменением геометрических размеров;3)повышение демпфирующих способностей элементов – применение опор, направляющих гидростатического трения, применение виброгасящих прокладок;4)применение систем автоматического управления уровнем колебаний.

64. Изменение теплового состояния несущей системы оказывает значительное влияние на точность обработки, особенно неравномерное изменение температуры в пределах габаритных размеров деталей. Основным источником тепловыделения является электродвигатель, зона резания и трущиеся поверхности. Температурные деформации в несущей системе изменяются во времени по законам случайных функций. Расчёты температурных полей является сложной задачей и определяется в результате эксперимента. Способы уменьшения влияния температурных деформаций:1)уменьшение тепловыделения – применение более качественных электродвигателей, местного охлаждения двигателя;2)тепловая изоляция – применение изоляционных материалов и применение интенсивного охлаждения;3)целесообразное расположение источников тепла;4)интенсивный теплоотвод за счёт применения принудительного охлаждения;5)метод, основанный на взаимной компенсации элементов конструкции;6)автоматическая компенсация температурных смещений на основе контроля температуры в разных точках объёма деталей несущей системы станка.

66. Наличие непосредственного контакта сопрягаемых поверхностей направляющих смешанного трения обусловливает высокие требования к выбору материала, т.к. материал и технологии упрочнения влияют на износостойкость. Направляющие из серого чугуна отличаются простотой получения, но не обеспечивают достаточной долговечности. Износостойкость получают при термообработке, закалка повышает износостойкость в 2 раза при обработке одной направляющей, при обработке двух – в 4 раза. Применение легирующих присадок в чугуны значительно повышает износостойкость, также применяют специальные покрытия (хромирование на глубину 25-50 мкм обеспечивает твёрдость HRC 68…72). Применяют напыление слоем молибдена – повышает износостойкость в 4-5 раз. Для стальных направляющих применяют стали азотируемые и цементируемые. Иногда применяют пластмассы. Способы регулирования зазоров – при помощи всевозможных планок, клиньев. При применении направляющих накладных все болты должны располагаться равномерно и зажаты одинаково. Расчёт ведут по износостойкости и жёсткости.

67. Создание направляющих , основанных на жидкостном трении при использовании гидродинамического эффекта, возможно только при больших скоростях устойчивого трения. Эти направляющие имеют специальные скосы для удержания смазки. Гидростатические направляющие применяют более часто, т.к. они обеспечивают хорошее трение, демпфирующие свойства, НО трудности с фиксацией подвижного узла, сложная система смазки. Повышение жёсткости гидростатических направляющих осуществляется при использовании автоматических регуляторов толщины смазочного слоя, имеющих обратную связь с системой подачи смазки по расходу или по давлению. Они очень чувствительны к качеству сборки.

Аэростатические направляющие. Конструктивное оформление этих направляющих основано на разделении всей рабочей поверхности на несколько карманов с независимым подводом и распределением воздуха. Динамические характеристики аэростатических опор (направляющих) значительно ниже характеристик гидродинамических опор.

77.Основаны на создании магнитного поля, под действием которого магнитный узел перемещается по направлению. Отсутствуют трение и износ, хорошо автоматизируются и управляются. Величина усилия небольшая и зависит от воздушного зазора. Применяют в аэростатических направляющих с высокими скоростями 0,3…1,2 м/с. Линейные двигатели – отличаются высокой точность позиционирования.

76.Применяются в качестве тяговых устройств привода станков-автоматов, область применения ограничивается величиной хода по доступным габаритам кулачка. Материал кулачков должен обеспечивать контактную прочность и износостойкость. Твёрдость поверхности доHRC52. Профилирование кулачков – на основе закона движения исполнительных звеньев и скорости их перемещения.

68.Реализация направляющих качения возможна:1)при свободном прокатывании тел качения между подвижными элементами;2)когда тела качения имеют фиксированные оси качения. Материалы для рабочих поверхностей должны обеспечивать высокую твёрдость и однородность поверхностного слоя. Применение чугуна возможно для станков невысокой точности и невысокой нагрузки, т.к. направляющие из чугуна не выдерживают высоких нагрузок. Применяют в основном закалённые стальные направляющиеHRC60…62, изготавливают из сталей ШХ, низкоуглеродистых сталей с последующей закалкой или азотированием. Число тел качения в одном ряду больше или равно 12…16. Это потому что при уменьшении возможно копирование погрешности направляющих. Значительное увеличение тел качения приводит к тому, что большое число их не принимает участие в работе. Диаметр тел качения. С уменьшением диаметра увеличивается сила трения, а с увеличением диаметра увеличиваются габариты. С увеличением диаметра жёсткость увеличивается, т.к. больше площадь пятна контакта. Для ролика: диаметр несущественно влияет на увеличение жёсткости, т.е. лучше увеличивать длину ролика. Применение предварительного натяга в направляющих качения устраняет вредное влияние зазоров и обеспечивает повышение жёсткости в 2-3 раза. Максимальная длина натяга до 7-10 мкм для шариковых и 10-15 мкм для роликовых направляющих. Расчёт предварительного натяга осуществляется для определения необходимого усилия, но не превышающие допустимые нагрузки по прочности; действие внешних нагрузок не должно уменьшать до предела действие предварительного натяга (до размыкания стыка).

69.Соединение направляющих различных видов в конструкции станка позволяет максимально использовать их положительные свойства. Направляющие смешанного трения могут быть разгружены от лишних усилий направляющими качения или противодавлением смазочного материала (гидростатические направляющие), в результате чего обеспечивается высокая долговечность и при этом сохраняется жёсткость и надёжная фиксация при позиционировании. Разгрузка направляющих смешанного трения осуществляется вспомогательными телами качения. Гидроразгрузка направляющих смешанного трения – за счёт подачи в разгружающие карманы смазочного материала, используются в станках повышенной и высокой точности для повышения долговечности и сохранения законов взаимного перемещения исполнительных звеньев.

70.Для эффективной работы направляющих необходимы совершенные защитные устройства, предохраняющие рабочие поверхности направляющих от различных видов загрязнений (окалина, мелкая стружка, абразивная пыль, агрессивная среда). При отсутствии защитных устройств скорость изнашивания направляющих увеличивается в разы. Расположение в зоне с большей вероятностью схода стружки защитных козырьков повышает срок службы направляющих в 1,5 раза. Уплотнения, устанавливаемые на концах подвижных узлов, предохраняют направляющие от попадания загрязнения вглубь направляющих. В качестве защитных устройств применяют войлочные, резиновые, полимерные, контактные защитные устройства. Телескопические щитки предназначены полностью закрыть направляющие от пыли, стружки, влаги. Состоят из набора взаимно подвижных щитков, у которых одна сторона опирается на направляющую через бронзовую или пластмассовую прокладку, а второй поверхностью – на соседний щиток. Иногда во внутреннюю полость телескопических щитков подаётся сжатый воздух для создания избытка давления, препятствующего попаданию внутрь лёгких загрязнений. Стальные ленты являются надёжным способом защиты. Применяются для защиты протяжённых направляющих. Гармоникообразные меха используются в шлифовальных станках и других видах оборудования с лёгким режимом обработки. Меха изготавливают из различных полимерных материалов, армируемых стекловолокном. Для лучшей защиты применяют наклеивание фольги или распыление порошкообразных покрытий. В зависимости от условий работы станка возможно применение одновременно нескольких видов защитных устройств.

73. В них обеспечивается жидкостное трение на боковых поверхностях ходового винта. Наиболее сложное исполнение. Недостатки – сложность системы смазки, высокие требования к качеству, сложность сборки. Для обеспечения большой нагрузочной способности высота профиля резьбы в 2 раза больше, чем у трапецеидальной, что обеспечивает площадь прилегания. Минимальная величина бокового зазора в пределах 10-15 мкм, а давление 3-4 Мпа.

71. Тяговые устройства предназначены для перемещения подвижных звеньев станка вдоль направляющих и является последним звеном кинематической цепи привода подач и вспомогательных движений. Требования к тяговым устройствам связаны с обеспечением точности движения исполнительных звеньев станка:1)закон заданного движения и изменения скорости и пути перемещения;2)чувствительность к малым перемещениям;3)быстродействие всего привода, исключая инерционные и упругие свойства тягового устройства;4)жёсткость тягового устройства, которая влияет на статические и динамические погрешности движения исполнительного звена;5)зазоры на рабочих поверхностях тягового устройства должны быть минимальными или отсутствовать, особенно когда имеется возможность раскрытия стыка. В зависимости от того, какие требования являются превалирующими (главными), используют различные тяговые устройства (механические, электромагнитные, гидравлические, пневматические, комбинированные). Механические в основном преобразуют вращательное движение электродвигателя в прямолинейное вдоль направляющих. Это винт-гайка, червяк-рейка, зубчатое колесо-рейка, кулачковые механизмы, кривошипно-шатунные механизмы. Электромагнитные – в станках с коротким ходом движения, для создания небольших тяговых усилий применяются линейные двигатели. Гидравлические и пневматические тяговые устройства – в виде пары поршень-цилиндр широко применяется в станках. При перемещении подвижных узлов в вертикальном направлении масса подвижного узла полностью передаётся на тяговые устройства. Для преодоления применяют противовесы в виде грузов или гидравлическое уравновешивание.

72. Особенность передачи – наличие смешанного трения и связанного с ним износа. Достоинства:1)самоторможение, которое способствует надёжной фиксации подвижного узла даже при вертикальном перемещении. Износостойкость пары повышается за счёт оптимального подбора материала винта и гайки. Схемы расположения опор передачи винт-гайкаРасположение упорных подшипников в одной опоре (А) снижает вредное влияние температурных деформаций, изменяющих расстояние между опорами. Расположение упорных подшипников с внешней стороны опор (Б) используют в длинных тяжело нагруженных ходовых винтах для обеспечения гарантирования работоспособности при большом изгибе. Для коротких ходовых винтов применяется схема Г с расположением подшипников в одной опоре. Схема В с использованием упорных подшипников в двух опорах повышает жёсткость передачи и применяется в станках с ЧПУ.

74. Достоинства: малое трение, отсутствие зазоров вследствие создания предварительного натяга, высокая жёсткость, достаточная долговечность. Недостатки: ограниченная точность перемещения, определяемая исходными погрешностями винтовых поверхностей винта и гайки и разностью размеров тел качения, а также наличием канала возврата. Основное применение получили передачи винт-гайка со сплошным потоком шариков, циркулирующими по замкнутой траектории. Материал ходовых винтов и гаек в зависимости от вида термической обработки может быть 38ХМЮА, 30ХЗВА (азотирование), ШХ15, ХВГ (объёмная закалка), 18ХГТ, 12ХНЗА (цементирование). По конструкции данные передачи должны обеспечивать создание предварительного натяга:1)за счёт осевого смещения полугаек (разрезанных поперек);2)за счёт относительного поворота двух полугаек; 3)установки демпфирующих вставок между телами качения, имеющими различный коэффициент линейного расширения по отношению к телам качения;4)подача смазки под давлением, т.е. создание избыточного давления передачи винт-гайка. Для защиты передачи применяют защитные устройства в виде гармоникообразных мехов. Потери на трение в передаче винт-гайка качения незначительные при углах подъёма винтовой линии более 2-3 градусов и кпд выше 0,9…0,95. С уменьшением угла самоторможение увеличивается, нагрузочная способность тоже, но и трение возрастает.

79. Являются наиболее сложными и служат для формообразования сложных поверхностей, таких, как спираль архимеда, эвольвентные и винтовые поверхности, для образования которых необходимо создать несколько согласованных формообразующих рабочих движений, количество которых может доходить до 10 и выше. Кинематическая цепь каждого движения должна иметь ручное, механическое или электрическое управление. Для изображения кинематических связей используются структурные связи, в которые входят:1)укороченные цепи;2)контуры основных узлов;3)все движения (рабочие и вспомогательные);4)взаимосвязь движений. К механизмам настройки относят коробки передач с гитарами. Создание или разработка структурных схем осуществляется в облегчении понимания принципа работы станка. Для создания структурной схемы необходим иметь подробную информацию об обрабатываемой поверхности и типе инструмента.

75. Особенности: большое передаточное отношение (за один оборот колеса рейка перемещается на длину начальной окружности); малопригодна на малые перемещения; зазоры и неравномерность передаточного отношения за счёт ошибок (погрешностей) зубчатого зацепления – их не применяют в станках с ЧПУ; отсутствие самоторможения затрудняет использование для вертикального перемещения; малые потери на трение, высокий кпд – применяется в продольно строгальных станках и долбёжных; технологичность изготовления и сборки передачи колесо-рейка обусловливает низкую стоимость. Для изготовления реек и колёс применяют конструкционные и легированные стали с поверхностной закалкой. Передача червяк-рейка обладает свойствами, близкими к передаче винт-гайка. Червяк выполняет функцию короткого винта, специальная червячная рейка является неполной гайкой. Червяк-рейка при меньшей точности обеспечивает большую жёсткость, особенно при большой длине хода, поэтому применяется в тяжёлых станках. Червяк изготавливают из малоуглеродистых сталей с цементацией и закалкой, а рейку – из бронзы и чугуна. В отдельных случаях для станков повышенной точности червяк делают из бронзы, а рейку – из стали.

78.При использовании систем автоматического регулирования адаптивного управления и автоматической компенсации погрешностей, необходимостью совершать небольшие перемещения с высокой точностью. Главным источником погрешностей при малых перемещениях являются переменные силы резания. Замена механизмов со смешанным трением, отличающихся высоким градиентом силы трения на трение качения, повышает точность, но не устраняется полностью возможность скачкообразного движения. Радикальным способом устранение скачкообразного движения – это переход на полное жидкостное трение. Но организовать его во всех механизмах системы очень сложно. Для повышения жёсткости привода и возможности отработки микроперемещений применяют специальные устройства:1)упруго-силовой привод, принцип действия основан на деформации упругого звена, которое создаётся силовым воздействием; упругое звено имеет постоянную жёсткость и линейную характеристику; упругие звенья чаще выполняют из пружинных сталей, можно использовать и различные резиновые, силиконовые материалы;2)привод с растормаживанием – основан на том, что под действием систем управления вспомогательное устройство в течение определённого времени пропускает движение от основного электрического, гидравлического, механического двигателя; управление осуществляется устройством с меньшей мощностью, чем основного электродвигателя; в качестве самотормозящих устройств используют клиновые механизмы, винтовые и червячные пары, упругие звенья в виде стальных лент, самотормозящиеся волновые передачи, обгонные муфты;3)магнитострикционный привод – основан на свойстве ферромагнитных материалов изменять линейные размеры при намагничивании; Достоинства: наряду с высокой жёсткостью, устройство легко поддаётся управлению прямым электросигналом; Недостаток: зависимость магнитострикционного явления от температуры; Под действием магнитного поля меняется модуль упругости материала и иные механические характеристики. Быстрое действие механизма при сплошном сердечнике снижается, поэтому применяют наборные пластины или винтовые;4)тепловой – основан на изменении линейных размеров под действием температуры; в исходное положение узел возвращается при охлаждении; концы стержня крепятся шарнирно для самоустановки; Недостаток: наличие источника тепла может приводить к изменению линепйных размеров сопряжённых деталей; Данный вид механизмов имеет всякую инерциальность при разном охлаждении размеры линейные неравномерно и быстро уменьшаются, это плохо контролируется; Такие устройства снабжаются системой автоматической компенсации температурных погрешностей;5)гидравлический привод типа гидроцилиндр с объёмным регулированием; стабильная подача жидкости может быть организована при 2-3 м³/мин, если меньше – то эффективность резко снижается. Для малых точных перемещений перспективно использование регулируемых гидростатических опор. Высокое быстродействие – преимущество; пропорциональность перемещения величине тока жидкости. Желательно использовать данное устройство с системами автоматической компенсации погрешностей и в системах адаптивного управления.

80. Согласно ГОСТ 25762-83 кинематические элементы и характеристики резания обозначаются: главное движение D_V, движение подачи D_S, касательное движение D_τ. Как объект производства режущий инструмент имеет особенности:1)высокая стоимость инструментального материала;2)сложность геометрических форм и большое количество технологических операций;3)высокие требования к точности;4)повышенное влияние физико-механических свойств инструментального материала на качество режущего инструмента;5)высокая твёрдость инструментальных материалов. Технология изготовления режущего инструмента в различных условиях производства различна. В частности, мелкосерийное и массовое производство – оборудование универсальное, а в массовом – высокопроизводительное специальное. В соответствии с ЕСТПП разработка техпроцесса инструмента включает этапы:1)классификация объектов производства;2)количественная оценка инструмента определения типа производства;3)анализ конструкции на основе типовых техпроцессов;4)выбор заготовки и способы её получения;5)выбор технологических баз;6)выбор видов обработки;7)составление маршрута обработки;8)разработка технологических операций;9)расчёт точности, производительности, экономической эффективности. Основные этапы изготовления инструмента:1)заготовительный;2)выполнение основных формообразующих операций;3)термическая обработка;4)шлифовально-заточные;5)химико-термическое улучшение.