Темпер деформации токарных станков

Тепловые хар-ки станков, т.е. распределение температур и возникающие в рез-те этого деформации и смещения отдельных деталей и узлов станка, зависят в первую очередь от месторасположения и интенсивности источников тепла, тепловых хар-к мат-ла деталей и узлов и от усл-й передачи тепла в окр. среду путем конвенции и теплоизлучения. Кроме внутр. ист-ков тепла, кот-е имеются в станке, на его тепл. сост-е оказывает влияние тепл. окружение. На рис. 15.1 приведены причины, приводящие к изм-ю теплового сост-я станка. Наиб. Кол-во тепла выделяется в процессе снятия стружки. Часть этого тепла приводит к нагреванию обрабатываемой заг-ки и реж. инструмента. Основная часть тепла уходит вместе со стружкой. Для металлообрабатывающих станков с гориз. станиной часть тепла от стружки может рассеиваться в станину станка. Также значит. влияние на тепл. состояние станка оказывает применение смазочно — охлаждающих жидкостей (СОЖ). Исп-е СОЖ может привести как к непредсказуемым изм-ям теплового состояния станка, так и при умелом использовании его стабилизации тепловых процессов. К внутренним ист-м тепла отн-ся подшипниковые узлы, трущиеся соединения суппорта и др. узлов станка, э/двигатели, привода, гидравлические приборы и т.п.

На тепловое состояние станка также оказывает большое влияние окр. среда.

Тепловое влияние окр. среды машинного зала во многом зависит от места установки станка. При этом играет, в первую очередь, климат машинного зала, который опр-ся гориз. и верт. градиентом темп-р, временными колебаниями температуры и воздушными потоками. На рис. 15.2 представлено гориз. распределение темп-р в машинном зале. Особое влияние распределение темп-р в машинном зале оказывает на крупногабаритное оборудование, для кот-го разность темп-р в разных точках оказ-ся более значительной. Непосредственного возд-я прямых солнечных лучей и близкого расположения обогревательных приборов и оборудования с большим выделением тепла следует избегать в любом случае, так как эти факторы всегда вызывают непредсказуемые изменения теплового состояния станка. Увеличение темп-ры отд. деталей и узлов станка приводит к их расширению и смещению отн-но др. деталей и узлов; в рез-те чего нарушаются вел-ны зазоров и натягов, кот-е были созданы при изг-ии и сборке узлов. Тепл. климат машинного зала зависит от многих ф-ров. В 1ю очередь он зависит от метеоролог. колебаний темп-ры воздуха, кот-е происходят на протяжении года, а также при смене дня и ночи.

Также температурный климат машинного зала зависит от расположения окон, дверей, отопительных приборов и оборудования, которое является источником тепла. В холодное время года па тепловой климат зала может оказывать влияние отбытие наружных ворот, которое приводит к резкому снижению температуры в машинном зале. Резюмируя все вышесказанное, следует

отметить, что при измерении теплового состояния станка необходимо обязательно фиксировать изменение температуры окружающей станок среды.

Работа станков сопровождается теплообразованием, вызываемым процессом резания, потерями в электродвигателях, гидроприводах и механизмах. Кроме того, станки подвергаются внешним тепловым воздействиям, связанным с изменением температуры в цехе. Температура цеха непостоянна: в пространстве - в связи со сложностью теплоотвода т цеха через стены, окна, двери, пол, кровлю и местным подводом тепла or отопительной системы и во времени - в связи с метеорологическими колебаниями температуры (годичными, суточными, непериодическими), ветром, прямыми солнечными лучами, а также в связи с переменными условиями эксплуатации — открыванием ворот, непостоянной работой оборудования и т. д.

Изменение температуры деталей станков, инструмента и заготовок приводят к следующим неблагоприятным явлениям: понижению точности обработки вследствие обратимых температурных деформаций элементов системы; понижению точности измерений; ухудшению условий работы трущихся пар в связи с понижением несущей

способности масляных слоев, температурными изменениями зазоров, уменьшением коэффициента трения, структурными изменениями трущихся поверхностей во фрикционных парах и понижению стойкости инструмента.

Влияние температурных деформаций сказывается на точности работы вследствие: разных коэффициентов линейного расширения материалов деталей; непостоянного температурного поля станка в пространстве: разности скоростей нагрева деталей с большой я малой массой. Температурные деформации обрабатываемых деталей в наибольшей мере определяются теплообразованием при резании, а крупных деталей также переменность температуры цеха. Температурные деформации станка в первую очередь вызываются внутренними источниками тепла, а также переменностью температурного поля в цеху.

Основную часть времени станки работают в условиях нестационарного теплового состояния. Наблюдаются тепловые циклы, соответствующие времени обработки детали, смене или суткам, и, наконец, году в связи с годичными изменениями температуры наружного воздуха, грунта и воздуха в цехе. Для оценки наибольших температурных деформаций в большинстве случаев оказывается все же возможным исходить из стационарного теплового состояния, исключая из рассмотрения период разогрева и учитывая перерывы в работе машины или переменность теплообразования расчетом по среднему теплообразованию. Изменение теплового состояния станка в процессе его работы вызывает температурные деформации режущего инструмента, самого станка и обрабатываемой заготовки.