Расчет металлорежущих станков. Выпуск третий: Конспект лекций, страница 2

В вертикальносверлильных станках шпиндель помещается в гильзе, а последняя — в отверстии кронштейна (шпиндельной бабки).

---------------------------------------------------

* Продолжение. Начало смотреть «Расчет металлорежущих станков»,

вып. первый и второй, изд. 1962 г,

§ 12. Шпиндельные бабки (кронштейны)

вертикальносверлильных станков

   Станины  вертикальносверлильных  станков служат для

установки на них коробок скоростей, шпиндельных бабок и

сверлильных столов. Шпиндельные бабки обычно размещены

на направляющих  станины.

   В станках этого типа получили широкое распространение

плоские направляющие, которые в свою очередь подразделяются на плоские прямоугольные и косоугольные направляющие. Ниже  излагается расчет применительно к каждому из

этих профилей направляющих.

I. СТАНИНА, НА КОТОРУЮ  УСТАНАВЛИВАЕТСЯ

ШПИНДЕЛЬНАЯ   БАБКА, ИМЕЕТ ПРЯМОУГОЛЬНЫЕ

НАПРАВЛЯЮЩИЕ

     1) Шпиндельная бабка совершает поступательное

    движение подачи вдоль направляющих при сверлении

   Вертикальносверлильные  станки повышенной  мощность

строятся таким образом, что при сверлении поступательное

движение совершает шпиндельная бабка и одновременно с последней премещается и  шпиндель, совершая вращательное

рабочее движение. В этом случае поступательное движение

подачи осуществляется при помощи гидропривода  Гидроци-

линдр с поршнем помещается в полости станины. Через по-

средство штока   поршень  соединен с бабкой, давлением

жидкости в цилиндре обеспечивается необходимая  тяговая

сила (см рис. 1—2).

а) Вывод зависимостей для расчета основных размеров

направляющих и тяговой силы

   Шпиндельная  бабка не является неподвижной, а совершает при сверлении поступательное движение подачи.

   Прежде чем приступить к расчету основных размеров направляющих  и тяговой силы, необходимой для перемещения

шпиндельной  бабки при сверлении, следует составить расчетную схему. При этом надлежит принять закон распределения

контактных напряжений, выбрать расчетную эпюру напряжений (удельных давлений).

   Принимаем  прямолинейный  закон распределения удельных давлений на гранях направляющих.  Причем,  удельное

давление принимаем равным  нулю в середине длины направ-

ляющих кронштейна.

Графическое  изображение контактных  напряжений  в на-

правляющих подвижной  шпиндельной  бабки показано на рас-

четной схеме (рис. 1).

 

Рис. 1. Расчетная схема к определению основных

размеров плоских прямоугольных направляющих

и  тяговой силы в вертикальносверлильном станке.

   При работе станка на шпиндельную  бабку действуют сле-

дующие  силы: сопротивление внедрению сверла в обрабаты-

ваемый материал , именуемое осевой силой резания, определяется по формуле:

сила трения  на гранях шлицев шпинделя, где

  —средний диаметр шпинделя в мм;

— коэффициент трения.

Момент резания при сверлении определяется формулой:

 где

    — постоянная, учитывающая влияние механи­ческих свойств обрабатываемою металла;

        и   - максимальные значения диаметра сверла в мм и подачи  мм/об.

Кроме того, на шпиндельную бабку действуют силы трения  и , вызываемые удельными давлениями на передней и задней гранях направляющих; сила трения  на боковых гранях шлицев шпинделя, которая определяется так: , а также сила трения , которая возникает на боковой грани вследствие действия крутящего момента   при сверлении, определяемая как  где — показана на расчетной схеме; - коэффициент трения. Последней можно пренебречь вследствие ее малости. Все перечисленные силы преодолеваются тяговой силой, действующей на выступающий прилив шпиндельной бабки, а следовательно — на шпиндельную бабку.

а) Вывод зависимостей для расчета основных размеров направляющих и тяговых сил

Шпиндельная бабка, рассматриваемая нами как жесткое тело, при работе станка находится в равновесии под действи-ем перечисленных выше сил.

На этом основании применяем к ней условия равновесия статики.                                              

Уравнение проекций сил, действующих на шпиндельную бабку, на вертикальную ось x будет иметь вид: