МКЭ-анализ жесткости суппорта тяжелого токарного станка в статике и динамике

Abstract

С помощью МКЭ проведены виртуальные испытания суппорта токарного станка. Суппорт имеет пять степеней свободы и является массивной возвышающейся конструкцией. Моделирование выполнено в связи с реновацией станка и подъемом линии центров. Варьировались положения каретки, салазок (внутренние координаты) и конструкционные материалы. Испытующие воздействия прилагались по всем проекциям силы резания. Выполнены статический, модальный и гармоническое анализы. Опасным резонансом оказалась раскачка суппорта в поперечном направлении. Внутренние координаты влияют на частоту резонанса (60 – 90 Гц) и на жесткость. Она изменяется от 344 Н/мкм в статике до 20 Н/мкм в динамике. Компоновка суппорта имеет ресурс жесткости. Она допускает возвышение инструмента. Положительным особенностью является малый кроссинг между осями. Максимальная жесткость инструмента достигается при положениях салазок и каретки около центра.Сочетание предельных вылетов инструмента в продольном и поперечном направлениях опасно из-за автоколебаний. Допустим переход от чугунного исполнения суппорта к стальному. Желательно одновременно заполнять полимербетоном станину под суппортом.