Анализ жесткости новой конструкции стола CNC 200 R

В ходе анализа напряженно-деформированного состояния поворотного стола CNC200R было выявлено, что базовый вариант вследствие недостаточной жесткости не обеспечивает требуемую точность обработки детали при высоких усилиях резания.

Для улучшения показателей по напряжениям, перемещениям и деформациям предлагается:

а) пересмотреть конструкцию задней бабки и заменить пару радиально-упорных подшипников серии 46114 на пару радиально-упорных подшипников серии 46115 большего типоразмера с целью повышения жесткости и увеличения натяга между кольцами подшипника;

б) заменить материал плиты серый чугун СЧ20 на материал высокопрочный чугун ВЧ42 с лучшими прочностными характеристиками;

в) оптимизировать конструкцию плиты по критериям жесткости, увеличив количество и размер ребер жесткости.  

Расчет оптимизированной конструкции выполнен также в среде SolidWorks Simulation 2009. В новой конструкции жесткость пары радиально-упорных подшипников задней бабки составляет: радиальная – 1,89е+008Н/м; осевая –1,36е+008 Н/м. Материал плиты – серый чугун СЧ20 заменяем на высокопрочный чугун ВЧ42 с лучшими прочностными и упругими характеристиками.

Эпюра эквивалентных напряжений представлена на рисунке 3.11. Действующие напряжения растяжения-сжатия приведены в таблице 3.15.

Таблица 3.15 – Результаты исследований эквивалентных напряжений

Рисунок 3.11 – Эпюра эквивалентных нормальных напряжений

Эпюра упругих перемещений представлена на рисунке 3.12. Перемещения по осям приведены в таблице 3.16.

Таблица 3.16 – Результаты исследования перемещений

Рисунок 3.12 – Эпюра упругих перемещений

Эпюра эквивалентных деформаций представлена на рисунке 3.13. Перемещения по осям приведены в таблице 3.17.

Таблица 3.17 – Результаты исследования деформаций

Рисунок 3.13 – Эпюра эквивалентных нормальных деформаций

По полученным результатам исследований можно сделать следующие выводы:

Максимальные напряжения растяжения / сжатия для новой конструкции поворотного стола CNC200R меньше, чем для базовой конструкции:

1,89e+007 Н/м² < 4,29e+007 Н/м².

Максимальные перемещения для новой конструкции поворотного стола CNC200R меньше, для базовой конструкции:

2,019е-005 м < 4,178е-005 м.

Максимальные деформации для новой конструкции поворотного стола CNC200R меньше, для базовой конструкции:

7,118е-005 < 1,568е-004^.

Следовательно, по полученным результатам можно сделать выбор в пользу новой конструкции поворотного стола CNC200R, так как у нее получились меньшие значения максимальных эквивалентных напряжений, перемещений и деформаций. Новый вариант конструкции обладает большей жесткостью и обеспечивает требуемую точность обработки детали.