Жесткость и износостойкость станков

Главным критерием станка является его жесткость. Под жесткостью узла имеется в виду способность сопротивления появлению по осям координат упругих смещений под действием нагрузки. Жесткость, можно определить как отношение силы, приложенной к узлу в заданном направлении, к упругому отжатию этого узла.

Величины упругих отжатий в узлах технологического оборудования связаны с деформациями. Деформации возникают из-за действия приложенных к ним сил. Рассмотрим пример с металлорежущими станками:

• Контактная деформация. Она обусловлена действием сил, приложенных к узлам, опирающимся на тела качения. Первое касание деталей производится в точке или по линии (в подшипниках качения, кулачковых механизмах, направляющих качения).
• Деформация деталей узла. Возникает под действием приложенных к ним сил (растягивающих, сжимающих, изгибающих и т.д.).
• Деформация стыков. На величину отжатия узла деформация стыков оказывает влияние в большей степени, чем допустим деформация его деталей и контактная деформация. В этом случае жесткость стыка будет зависеть не только от величины микроскопических неровностей, но от способа обработки.
• Деформация тонких тел (при неполном касании по их поверхностям). Клинья и планки, используемые для компенсации износа соприкасающихся поверхностей, находясь между двумя плоскостями, не обеспечивают их полного касания по всей поверхности.

Основные меры направлены на то, чтобы повысить уровень жесткости станков, создание таких конструкций, которые могли воспринимать большие силы резания при малой деформации узлов. К этим мерам следует относить: усиление качества поверхностей стыков; снижение количества стыков и уменьшение кинематических связей; увеличение жесткости слабых органов (планок, клиньев, цанг); установка клиньев и планок в узлах со стороны, противоположной действию сил; обеспечение в конструкциях с опорами и направляющими качения предварительного натяга.

Износостойкость. Из-за постепенного изменения поверхностей трения при взаимодействии двух сопряженных деталей, начинается их изнашивание. Иначе говоря, уменьшение размеров и изменение формы деталей. Следует сказать, что большинство деталей машин выходит из строя из-за износа. При изнашивании в миниатюре могут происходить пластические и упругие деформации, сдвиг, усталостные разрушения материала деталей.

Для многих узлов и деталей в большей степени характерен абразивный износ. Основное мероприятие, которое повышает износостойкость, это смазывание трущихся поверхностей. Также рекомендуется применять износостойкие материалы и защиту поверхностей от загрязнения.