Розроблення та дослідження високошвидкісного токарного патрона плунжерного типу з компенсацією відцентрових сил

Abstract

У кваліфікаційній роботі вирішено важливу науково-прикладну задачу розроблення високошвидкісного токарного патрона плунжерного типу із компенсаторами відцентрових сил у вигляді важелів із вантажами, що взаємодіють із плунжерами, та дослідження його динамічних силових характеристик. Проведено автоматизований розрахунок параметрів зубчатої пасової передачі. Розроблено конструкцію шпиндельного вузла на опорах кочення із радіально-упорних підшипників. Проведено розрахунок радіальної жорсткості переднього кінця шпинделя швидкохідного шпиндельного вузла. Запропоновано конструкцію плунжерного токарного патрона з компенсаторами відцентрових сил у вигляді важелів з контрвантажами, які створюють додаткові осьові сили на плунжерах. Розроблено математичні моделі для визначення статичної та динамічної радіальної сили затиску заготовки, що враховує конструктивні параметри затискного патрона, осьову силу приводу затиску, коефіцієнт тертя в стиках, відцентрові сили затискних кулачків з плунжерами, а також додаткову радіальну силу затиску, створену контрвантажами. Приведені результати моделювання сумарної динамічної радіальної силу затиску заготовки плунжерним токарним патроном з компенсацією відцентрових сил контрвантажами.

In the qualification work, an important scientific and applied problem of developing a high-speed plunger-type lathe chuck with centrifugal force compensators in the form of levers with loads interacting with the plungers, and a study of its dynamic power characteristics was solved. An automated calculation of the parameters of the toothed belt transmission was carried out. A design of a spindle assembly on rolling bearings from radial thrust bearings was developed. A calculation of the radial stiffness of the front end of the spindle of a high-speed spindle assembly was carried out. A design of a plunger lathe chuck with centrifugal force compensators in the form of levers with counterweights that create additional axial forces on the plungers was proposed. Mathematical models have been developed to determine the static and dynamic radial force of clamping the workpiece, which takes into account the design parameters of the clamping chuck, the axial force of the clamping drive, the coefficient of friction in the joints, the centrifugal forces of the clamping jaws with plungers, as well as the additional radial clamping force created by counterweights. The results of modeling the total dynamic radial force of clamping the workpiece by a plunger lathe chuck with compensation of centrifugal forces by counterweights are presented.