11. Изготовление деталей типа станины и рамы Типовой маршрут обработки.

Ответ: Станины, основания, рамы станков - предназначены для обеспечения требуемых относительных положений и движений присоединяемых к ним сборочных единиц и деталей в условиях допустимых воздействий рабочих нагрузок и внешней среды в течение периода эксплуатации.

Общие требования к станинам:

• неподвижность положения присоединяемых сборочных единиц и деталей;

• обеспечение требуемых относительных движений устанавливаемых подвижных сборочных единиц и деталей;

• обеспечение статических и динамических рабочих нагрузок;

• обеспечение тепловых и внешних воздействий;

• обеспечение периода эксплуатации до ремонта и общего срока эксплуатации;

• соответствие эргономическим, эстетическим, экономическим характеристикам.

Конструктивные формы и размеры станин определяются компоновкой и конструкцией машины или станка, служебным назначением станины, а также выбранным материалом и методом изготовления.

Их классифицируют:

А) по расположению в пространстве:

горизонтальные, вертикальные и наклонные (цельные и составные).

Б)по служебному назначению:

1. Станины без направляющих, обеспечивающие требуемое относительное положение присоединяемых к ним сборочных единиц и деталей.

2. Станины с направляющими, которые кроме требуемого положения должны обеспечивать требуемые движения устанавливаемых на направляющие узлов: кареток, суппортов, столов и т. п.

По траектории обеспечиваемого движения направляющие делятся на прямолинейные и круговые, по характеру трения - направляющие скольжения, качения и комбинированные.

По форме направляющие: плоские, призматические, цилиндрические.

Направляющие могут быть отлиты вместе со станиной, а могут быть накладными в виде планок или пластин, которые прикрепляют к станине винтами или с помощью клея.

Одним из критериев оптимизации конструкции станины является минимальная металлоемкость станины.

У всех станин всегда имеются следующие поверхности:

основание – плоскость для установки на фундамент,

привалочные поверхности – для координации смонтированных на станине узлов, вспомогательные отверстия.

Типовой маршрут

1.Разметка

2.Черновая и чистовая обработка основания

3.Черновая и чистовая обработка верхней плоскости и направляющих

4. Черновая и чистовая обработка плоскостей по передней, а затем задней стенке.

5. Черновая и чистовая обработка боковых плоскостей, а затем торцев.

6. Черновая и чистовая обработка главных отверстий.

7.Обработка вспомогательных отверстий (вверху, внизу, …).

8.Старение.

9.Термообработка направляющих.

10.Отделочная обработка направляющих, затем главных отверстий.

11.Контроль.

УМЕНЬШЕНИЕ КОРОБЛЕНИЯ СТАНИН

Коробление возникает в результате структурных изменений материала в процессах литья, сварки и термообработки, а также в результате пластической деформации.

Для предотвращения коробления применяют:

Естественное старение - путем длительной выдержки заготовок или начерно обработанных станин на откры­том воздухе: в течение не менее 3 мес выдерживают литые станины станков нормальной точности, не менее 6 мес станины станков повышенной точности после черновой обработки.

Для станин станков высокой точности по рекомендациям ЭНИМС необходимо двукратное старение: не менее 6 мес после черновой обработки и затем не менее 3 мес после получистовой.

Недостаткок естественного старения - большая длительность процесса, но не требуется дополнительного оборудования, кроме транспортно-складского.

Методы искусственного старения.

Статическая перегрузка грузами: домкратами, прессами, приспособлениями или под действием собственной массы станины.

Нагружение должно вызывать изгиб в направлении наименьшей жесткости станины и вызывать дополнительные напряжения, составляющие 20-60 % предела прочности материала.

При этом происходит перераспределение, уравновешивание и снижение остаточных напряжений, а кроме того, упрочнение материала станины, повышение предела текучести.

Виброобработка с помощью вибраторов, устанавливаемых на станину.

Под воздействием вибрации напряжения концентрируются на границах зерен и стабилизация размеров осуществляется без деформации станин в отличие от предшествующих способов. Использование вибраторов с плавным регулированием частоты колебаний позволяет осуществить виброобработку станины на нескольких (не менее трех) резонансных частотах по 3-5 мин в диапазоне 10-150 Гц, которые выявляют по возрастанию потребляемой вибратором мощности. Весь процесс продолжается обычно 30-45 мин и обеспечивает снижение напряжений на 50 %.

Низкотемпературный отжиг снижает остаточные напряжения в заготовках на 60 ... 70 %.

В зависимости от марки чугуна станины температуру печи выбирают 520-650°С. Заготовку выдерживают в печи в течение не менее 3 ч из расчета 1,5 ч на каждые 25 мм наибольшей толщины заготовки.

Термоудар рекомендуется применять для заготовок станин массой не более 5 т, длиной не более 3м при отношении толщины стенки к удвоенной приведенной толщине направляющих не более 0,7. Заготовку загружают в разогретую печь, выдерживают в печи при температуре 400-600 °С в течение 5-40 мин, затем охлаждают на воздухе.

Ускоренный отжиг рекомендуется для тех же заготовок, что и термоудар в случаях, когда температура печи после загрузки заготовок падает ниже 400 °С. После загрузки заготовки в разогретую до температуры 340 ... 360 °С печь осуществляют нагрев до этой температуры, выдержку заготовки в течение 1,5 ... 4,5 ч в печи и затем охлаждение заготовки на воздухе.

Упрочняющее тепловое старение применяют для жестких станин и для станин с поверхностно-закаленными направляющими, когда нельзя применить виброобработку. Заготовку нагревают вместе с печью со скоростью не более 150 °С/ч до температуры (250 ± 30) °С [если есть поверхностно-закаленные детали, то нагрев допустим до (180 ± 15) °С]. Далее заготовку выдерживают в печи не менее 5 ч, после чего охлаждают вместе с печью или на воздухе.

Применяют и комбинированные способы, например низкотемпературный отжиг с последующим естественным старением для станин станков классов точности А и С.