Основные узлы и механизмы станков. Кинематическая структура станков, страница 3

Чаще всего применяют чугун марки СЧ 15. Он обладает хорошими литейными свойствами, мало коробится, но имеет сравнительно низкие механические свойства (модуль продольной упругости Е=80-150 кН/мм2). Его применяют для изготовления оснований большинства станков, салазок, столов, корпусов задних бабок, тонкостенных отливок небольшой массы с большими габаритными размерами и других деталей сложной конфигурации при недопустимости большого коробления и невозможности подвергнуть их старению.

Низкоуглеродистую сталь применяют при изготовлении сварных базовых деталей относительно простой формы. Сварными базовые детали делают при мелкосерийном и единичном характере производства; их также широко применяют в станках, работающих при ударных и при очень больших нагрузках. По сравнению с литыми сварные конструкции значительно легче при той же жёсткости, поскольку модуль упругости стали в 2-2,4 раза выше модуля упругости чугуна. Кроме того, сварным конструкциям легче придать более совершенные формы с точки зрения жёсткости, в них проще исправить дефекты конструкции, механическая обработка их менее трудоёмка. Для сварных конструкций используют в основном листовую сталь марок Ст 3 или Ст 4 толщиной от 3 мм (лёгкие станки) до 16 (тяжёлые). С целью экономии металла толщина стенок базовых деталей средних и тяжёлых станков может быть уменьшена, но тогда требуется выполнять большее число перегородок и рёбер, что технологически сложнее. Применение конструкционных фасонных профилей в сварных станинах позволяет существенно снизить трудоёмкость их изготовления.

Бетонв качестве материала для станин характеризуется тем, что он хорошо гасит вибрации; это увеличивает динамическую жёсткость станка. Кроме того, большая по сравнению с чугуном тепловая инерция делает бетон менее чувствительным к колебаниям температуры. Модуль упругости бетона меньше, чем чугуна, и ту же жёсткость бетонной станины можно достичь, увеличивая толщину стенок. Вес детали при этом может и не увеличиться, так как удельный вес бетона в три раза меньше, чем у серого чугуна. Существенный недостаток бетона состоит в том, что он поглощает влагу – это влечет за собой объёмные изменения, а попадание масла на бетон повреждает его. Поэтому необходимы мероприятия по защите бетона от влаги и попадания масла.

Для изготовления станин тяжёлых станков иногда применяют железобетон. Обеспечивая такую же жёсткость, как и чугун, железобетон даёт экономию металла примерно на 40-60 %.

Находит применение для изготовления базовых деталей полимербетон. Состоящий из наполнителя (кварц, мраморная или гранитная крошка) и связующего материала (эпоксидная, акриловая или метакриловая смола с отвердителем) полимербетон, обладая сравнительно высоким модулем упругости (Е≈40 кН/мм2) и достоинствами бетона, не боится воздействия масла и влаги.

2.1.4 Исполнения направляющих

В металлорежущих станках применяют направляющие скольжения, качения и комбинированные.

Направляющие скольжения по характеру трения делятся на направляющие полужидкостного трения, жидкостного трения и аэростатические. Полужидкостное трение имеет место на смазанных направляющих, когда смазка не разделяет полностью контактирующие поверхности. Если смазочный материал разделяет поверхности полностью, трение является жидкостным. Это имеет место в гидростатических и гидродинамических направляющих. В аэростатических направляющих сопряженные поверхности разделяются слоем сжатого воздуха.

Направляющие качения разделяют по виду тел качения на шариковые и роликовые.

Все типы направляющих имеют свои достоинства и недостатки, что и определяет их целесообразную область применения. Часто делают комбинированные направляющие, используя достоинства разных типов и достигая тем самым суммарного эффекта.

В зависимости от траектории движения подвижного узла различают направляющие прямолинейные и круговые. Их делят также на горизонтальные, вертикальные и наклонные.