Тема: Сравнительный анализ конструкций приводов главного движения токарного станка

Актуальность темы. Разработка прогрессивных конструкций металлообрабатывающих станков представляет собой важнейшую задачу в области машиностроения.
Высокие требования к достижимым параметрам точности обрабатываемых на станках изделий обуславливают необходимость постоянного увеличения точности самих металлорежущих станков.
Работоспособность металлорежущих станков в значительной мере определяется точностью вращения шпинделей, статической и динамической жесткостью шпиндельного узла, предельно допустимой частотой вращения, диапазоном изменения частот вращения, нагревом, несущей способностью и долговечностью подшипников. Лишь немногие из перечисленных параметров работоспособности в настоящее время нормируются.
Таким образом, тема магистерской диссертации, связанная с исследованиями влияния конструкции шпиндельных узлов (встроенный или раздельный привод, схем установки подшипников, схем нагружения) влияющих на их жесткость является актуальной.
Цель магистерской диссертации - выполнить сравнительный анализ конструкций приводов главного движения токарного станка.
Методы исследования. Теоретические и экспериментальные базируются на основных положениях станкостроения, технологии машиностроения и методе конечных элементов.
Научная новизна. Разработаны компьютерные модели встроенного и раздельного приводов токарного станка, позволяющие изменять жесткость шпиндельных узлов в зависимости от их опор.
Практическая ценность. Разработаны конструкции шпиндельных узлов с рациональными параметрами жесткости.
Апробация работы. Основные положения и результаты магистерской диссертации докладывались и обсуждались на следующих конференциях:
1) ХХХП Научно-техническая конференция «Актуальные проблемы науки и образования» ПГУ секция «Металлообрабатывающие станки» (г. Пенза, 13 апреля 2022 год);
2) ХУШ Международная научно-техническая конференция
«Материалы и технологии ХХ1 века» секция «Оборудование, инструменты и оснастка для обработки материалов резанием» (г. Пенза, март 2022 года).
Публикации. По теме магистерской диссертации опубликовано 1 научная статья в сборнике входящих в перечень РИНЦ:
1. Орипов Б.А., Кочетков Д.В. Сравнительный анализ конструкций приводов главного движения токарного станка // Материалы и технологии XXI века : сборник статей ХУШ Международной научно-технической конференции. - Пенза: Приволжский Дом знаний, 2022. - С. 52-57.
Купить

1. Спроектированы встроенный и раздельный приводы главного движения токарного станка с максимальной и минимальной частотой вращения шпинделя соответственно 3000 мин-1 и 15 мин-1.
2. Разработаны трехмерные модели конструкции сборки встроенного и раздельного приводов главного движения в CAD-программе SolidWorks.
3. По аналитическим зависимостям установлено, что для спроектированных встроенного и раздельного приводов величина радиального упругого перемещения переднего конца шпинделя изменяется 1,5 - 2 раза в зависимости от схем нагружения, установки подшипников и геометрических параметров шпинделя. Методика расчета жесткости шпинделя по аналитическим зависимостям не учитывает влияние осевой жесткости подшипников в опорах шпинделя.
4. Результаты проведенных исследований напряженно- деформированного состояния шпиндельных узлов спроектированных приводов показали, что отличие величин перемещения переднего конца шпинделя по сравнению с аналитическими составляет (силы действуют в одной плоскости): для встроенного привода - 4,6% при противоположном направлении сил P и Q, и 25% при направлении сил в одну сторону; для раздельного привода - не более 8%.
5. Методом конечных элементов для спроектированных приводов установлено существенное влияние до 51% на перемещения переднего конца шпинделя при действии сил P и Q в разных плоскостях.
Купить