В книге освещены общие основы конструирования, даны рекомендации по конструированию и расчету основных деталей и механизмов станков.
Книга базируется на больших экспериментальных и теоретических работах, выполненных в ЭНИМСе за последние годы, и обобщает опыт советского и зарубежного станкостроения. В книге описаны новые прогрессивные конструкции деталей и механизмов; особое внимание уделено вопросам повышения точности и долговечности станков.
Впервые систематизированно изложен комплекс вопросов, связанных с расчетом и выбором оптимальных конструкций станин, направляющих, шпинделей и их опор с позиций обеспечения долговечности и точности станков.
Книга предназначена для конструкторов-станкостроителей, а также может быть полезна для работников других отраслей точного машиностроения.
Табл. 85, илл. 335, библ. 235 назв.
ПРЕДИСЛОВИЕ
За годы Советской власти наша страна превратилась в одну из самых развитых стран мира. Советский Союз создал мощную станкостроительную промышленность. Отечественное станкостроение к настоящему времени представляет собой отрасль промышленности, способную обеспечивать новейшими производительными станками не только промышл'енность СССР, но и экспортировать значительную их часть.
За последние годы происходит закономерный и непрерывный процесс опережающего роста выпуска станков прогрессивных групп: высокопроизводительных и автоматизированных, в том числе с числовым программным управлением, прецизионных станков, станков для новых методов обработки, в частности электрофизических и электрохимических. Важная роль сохраняется за тяжелыми станками.
Основные задачи, стоящие перед станкостроением — значительное повышение производительности труда и уровня автоматизации в машиностроении, удовлетворение непрерывно повышающихся требований к точности обработки, повышение надежности станков.
Если ранее проектирование станков могло основываться на подобии с хорошо зарекомендовавшими себя конструкциями, на условных расчетах и индивидуальном опыте конструкторов, то в настоящее время необходимы статистические обобщения опыта эксплуатации станков и экспериментальных исследований, уточненные методы расчета, соответствующие истинным критериям работоспособности станков, расчетная оптимизация параметров конструкций.
Настоящая книга (в двух томах) обобщает работы авторов в ЭНИМСе и опыт станкостроения по расчету и конструированию деталей и механизмов станков, как машин высокой точности. Первый том посвящен общим вопросам конструирования, направляющим скольжения и качения, несущим системам; второй том — деталям и механизмам привода.
Охвачен большой комплекс экспериментальных исследований, теоретических расчетов, представлены результаты изучения
1»
Предисловие
ОГЛАВЛЕНИЕ ........................ 3
РАЗДЕЛ 1 ОБЩИЕ ВОПРОСЫ КОНСТРУИРОВАНИЯ СТАНКОВ
(д-р техн. наук проф. Д. Н. Решетов)
Введение.................................. 5
Основные направления в развитии конструкций станков .... 6
Систематика деталей и механизмов станков.......... Ц,
Глава I. Точность............................. 14
Погрешности обработки на станках ................ 14
Общие принципы повышения точности............... 19
Погрешности схемы формообразования.............. 23
Геометрическая и кинематическая точность станков...... 23
Погрешности инструментов . . ................... 26
Глава II. Прочность............................ 27
Расчеты при переменных режимах нагрузки........... 29
Повышение прочности ........................ 32
Глава III. Жесткость........................... 35
Влияние упругих деформаций системы на точность и проиаво;
дительность обработки.......................". .35
Влияние жесткости деталей на работу механизмов и возм"ож-
ность производительного изготовления деталей......... 38
Структура упругих перемещений в станках.......... 39
Нормы жесткости станков..................... 40 '
Собственная жесткость и оптимизация конструкций...... 42
Контактная жесткость....................... 45
Особенности вопросов жесткости станков, работающих абразивным инструментом....................... 51,
Глава IV. Износостойкость ....................... 53
Обеспечение совершенного трения . ............... 57
Уменьшение износа конструктивными и технологическими мероприятиями ........".................... 61
Уменьшение влияния износа на работоспособность машин ... 63
Износостойкие упрочнения и наплавки............. 65
Расчеты, обеспечивающие износостойкость . .......... 67 |
Глава V. Теплостойкость ....................... • • бЙ^
Температурные деформации обрабатываемых деталей и инст- _
.румента при резании........................ '<*
Температурные деформации станков от внутренних источников
- . 7<а
Основные пуМг уменьшения влияния температурных деформаций на точность обработки.................... 73
Глава VI. Надежность.......................... 75
Общие зависимости расчета.................... 77
Надежность в период нормальной эксплуатации до появления
пзносовых отказов......................... 78
Надежность при действии износовых отказов ......... 79
Надежность систем с резервированием ............. 82
Вероятностный расчет на выносливость............. 85
Оценка надежности при взносе.................. 87
Литература................................ 87
РАЗДЕЛ II
НАПРАВЛЯЮЩИЕ СКОЛЪЖЕНЛЯ
Глава I. Общие сведения (канд. техн. наук А. С. Лапидус и канд.
техн. наук Г. А. Левит) ..................... 89
Классификация направляющих................. . 89
Условия и режимы работы направляющих ........... 91
Технические требования к направляющим ........... 93
Тенденции развития и пути совершенствования направляющих 97
Глава II. Трение в направляющих (канд. техн. наук Г. А. Левит и
канд. техн. наук Б. Г. Лурье)..............__..... 98
Граничное трение.......................... 98
Смешанное трение ......................... 100
Жидкостное трение......................... 116
Глава III. Износ направляющих (канд. техн. наук А. С. Лапидус) . . 118
Виды изнашивания направляющих................ 118
Износ направляющих станков различных типов........ 122
Причины задиров на направляющих.............. 132
Оптимизация конструктивной формы направляющих по износу 139
Глава IV. Равномерность движения по направляющим (канд. техн.
наук Б. Г. Лурье)......................... 151
Влияние различных факторов на равномерность медленных перемещений.............................. 152
Расчет металлорежущих станков на равномерность подач . . . 158
Методы и средства повышения устойчивости движения .... 162
Глава V. Материалы направляющих (канд. техн. наук А. С. Лапидус) 167
Технические требования к материалам для направляющих . . . 167 Распределение материалов данной пары трения между сопряженными направляющими..................... 168
Характеристика пар трения для направляющих........ 170
Выбор материалов для направляющих.............. 191
Глава VI. Выбор масел для направляющих (канд. техн. наук А. С. Лапидус) ............'....................
Противоизносные свойства масел для направляющих подачи . . . 191
Масла для направляющих подачи и установочных перемещений 197
Масла для направляющих главного движения ......... 199
Глава VII. Общие вопросы конструирования направляющих (канд. техн. наук А. С. Лапидус, канд. техн. наук Г. А. Левит и канд. техн. наук Б. Г. Лурье)..................
Конструктивные формы и основные размеры направляющих . .
Устройства для регулирования направляющих ..........
Накладные направляющие............'..........
Конструкция направляющих станков., отдельных типов.....
Устройства для защиты направляющих..............
Глава VIII. Расчет давлений и упругих перемещений в направляющих
(д-р техн. наук 3. М. Левина). .-.................
Определение нагрузок на направляющие . ............
Определение реакций' и средних давлений . . ..........
Определение наибольших давлений.................
Определение давлений в направляющих кругового движения . -5
Определение упругих перемещений в направляющих......
Влияние конструкции направляющих и размеров отдельных элементов на жесткость и распределение давлений.........
Глава IX. Расчет и проектирование направляющих смешанного трения
(канд. техн. наук Г. А. Левит и канд. техн. наук В. Г. Лурье.)
Направляющие смешанного трения .............:. . .
Направляющие смешанного трения с гидроразгрузкой.....
Направляющие смешанного трения с механической разгрузкой
Глава X. Расчет и проектирование гидродинамических направляющих (канд. техн. наук Г. А. Левит)..................
Расчет..................................
Рекомендации по выбору размеров опор . '............
Рекомендации по выполнению смазочных канавок и клинообра-
зующих скосов и по системе смазки........... . . ; .
Гидродинамические направляющие медленных перемещений . .
Глава XI. Расчет и проектирование гидростатических направляющих
(канд. техн. наук Г. А. Левит и канд. техн. наук В. Г. Лурье)-
Гидростатические незамкнутые направляющие с дроссельным регулированием......... .......•.............
Гидростатические замкнутые направляющие с дроссельным регулированием .....*......................•
Требования к гидростатическим направляющим и к станкам,
оборудованным ими........................
Конструкции гидростатических направляющих .........
Литература..............................• •
РАЗДЕЛ III НАПРАВЛЯЮЩИЕ КАЛЕНИЯ
(д-р техн. наук 3. М. Левина)
Глава-1. Конструкции направляющих качения .........'..
Формы направляющих........................
Материал и термическая обработка направляющих . . . . • • •
Размеры и число тел качения....................
Способы создания и величина предварительного натяга . . ...
Конструкции накладных направляющих...........
Конструкции сепараторов......................
Направляющие с возвратом тел качения. Шариковые и ролико-- вые опоры . . . ;...........,......... . . . i •
Технические требования к направляющим........... 384
Защитные устройства и смазка направляющих качения .... 392
Нормализация элементов направляющих качения ....... 396
Глава //.Расчет направляющих качения . ............... 397
Распределение нагрузок в' направляющих качения...... 39?
Расчет на -статическую прочность................. 409
Расчет на жесткость......................... 411
Расчет на долговечность по усталости поверхностных слоев . . 416
Расчет потерь на трение..................... 417
Расчет частоты собственных колебаний............. 420
Геометрические и силовые зависимости в направляющих с натягом................................. 422
* Глава III. Основные характеристики работоспособности....... 427
Нагрузочная способность..................... 429
Жесткость............................... 429
, Точность и чувствительность установочных перемещений . . . 431
Сопротивление движению..................... 433
Динамические характеристики.................. 433
Причины выхода из строя...................... 436
Литература......................- . . ........ 437
: . РАЗДЕЛ IV
НЕСУЩИЕ СИСТЕМЫ СТАНКОВ
Глава I. Конструкции. Общие сведения и рекомендации (д-р. техн. наук
В. В. Каминская).......................; . . 439
Станины и основания....................... 442
Корпусы шпиндельных бабок и коробок передач (коробки) . . 454 Детали узлов для поддержки и перемещения инструмента и
изделия .,...-........................... 455
Глава II. Жесткость несущих систем (д-р. техн. наук В. В. Каминская) 459
Общие положения исследования жесткости несущих систем
• и их элементов........................... 460
Жесткость горизонтальных станин в совместной работе с фундаментами.............................. 477
Жесткость несущих систем одностоечных и портальных станков . 520
Жесткость. коробок...........,......... ; . . . 552
Жесткость ползунов и хоботов . .................. 561
Глава III. Колебания несущих систем (д-р. техн. наук В. В. Каминская) 563
Колебания несущих систем, вызываемые возмущениями от привода................................... 565
•Колебания несущих систем, вызываемые колебаниями основания.................................. 580
^ Расчетное определение амплитуд колебаний элементов несущих
систем..................;..-........... 595
Глава IV. Температурные поля и температурные деформации корпусных
1 , деталей (канд. техн. наук Ю. Н. Соколов) ............. 629
' • Глава V. Унификация элементов несущих систем станков (Л. Н. Грачев,
Д. А. Манусевич) ...'..,...............,..... 648
; Литература ,,,,,,...............,,,.,,..,,. 658
Цена: 300руб.
