У підручнику розглядаються питання проектування металорізальних верстатів і кінематичний розрахунок ступеневих приводів, а також розрахунок деталей та вузлів металорізальних верстатів на міцність, а саме валів і шестірень коробок швидкостей та подач, шпинделів, механізмів прямолінійного руху, базових деталей і напрямних. Висвітлені питання: конструювання гідроприводу, механізмів періодичних рухів, затискання заготовок, керування; випробування, експлуатація, ремонт, модернізація і надійність верстатів, дотримання вимог техніки безпеки у конструкції верстатів. Підручник призначений для студентів механічних спеціальностей, а також може бути корисним для інженерно-технічних працівників машинобудівних підприємств. ЗМІСТ ВСТУП 8 ПЕРЕЛІК СКОРОЧЕНЬ 10 1. ПРОЕКТУВАННЯ МЕТАЛОРІЗАЛЬНИХ ВЕРСТАТІВ 12 1.1. Загальні рекомендації по проектуванню 19 1.2. Особливості застосування ЕОМ під час створення металорізальних верстатів 22 2. ПРИВОДИ МЕТАЛОРІЗАЛЬНИХ ВЕРСТАТІВ 33 2.1. Привід з коробкою швидкостей 33 2.2. Електричне ступеневе регулювання 36 2.3. Ряди частот обертання шпинделя 36 2.3.1. Стандартні значення знаменника ряду 39 2.3.2. Стандартні ряди частот обертання, подвійних ходів і подач 40 2.4. Кінематичний розрахунок ступеневих приводів 41 2.4.1. Графоаналітичний метод визначення передавальних відношень 41 2.4.2. Коробки швидкостей і подач зі складеною структурою 51 2.4.3. Коробки швидкостей з приводом від багато швидкісних електродвигунів 53 2.4.4. Структури зі змінними шестірнями 55 2.4.5. Структури зі зв'язаними колесами 56 2.4.6. Структури зі зміненими характеристиками груп передач 58 2.5. Розрахунок кількості зубців шестірень 60 2.5.1. Визначення кількості зубців шестірень методом найменшого кратного 60 2.5.2. Аналітичний розрахунок кількості зубців шестірень 65 3. ГІДРАВЛІЧНИЙ ПРИВІД 67 3.1. Властивості робочих рідин 69 3.1.1. Фізичні властивості рідин 69 3.1.2. Енергетичні залежності потоку робочої рідини 74 3.2. Витрати робочої рідини 76 3.3. Режими протікання рідини по трубопроводу 77 3.4. Гідравлічні втрати 78 3.5. Гідравлічні насоси 81 3.6. Гідроапарати керування 90 3.6.1. Гідравлічні розподільники 90 3.6.2. Клапани тиску 96 3.6.3. Редукційний клапан 97 3.6.4. Клапан пропорційності 98 3.6.5. Зворотний клапан 101 3.6.6. Гідравлічний дросель 102 3.6.7. Регулятор витрат 105 3.6.8. Гідроакумулятори 106 3.6.9. Фільтри 109 3.7. Гідроциліндри 111 3.8. Гідромотори 115 3.9. Поворотні двигуни 116 3.10. Способи регулювання швидкості руху вихідної ланки гідродвигунів 117 3.11. Послідовність розрахунку гідроприводу 122 4. РОЗРАХУНОК ПРИВОДУ НА МІЦНІСТЬ 126 4.1. Розрахунок обертових моментів 127 4.2. Розрахунок модулів зубчастих передач 128 4.3. Оптимізація багатоступеневих приводів за матеріаломісткістю з використанням ЕОМ 144 4.4. Конструктивні параметри зубчастих передач 148 4.5. Конструктивне оформлення коробок швидкостей і подач 155 4.6. Розрахунок валів 158 4.6.1. Розрахунок валів і шпинделів на міцність 159 4.6.2. Розрахунок валів на жорсткість 161 5. ШПИНДЕЛЬНІ ВУЗЛИ ВЕРСТАТІВ 167 5.1. Основні вимоги до шпиндельних вузлів 167 5.2. Опори кочення шпинделів 168 5.2.1. Тонкошарові гумовометалеві компенсатори 170 5.2.2. Специфіка розрахунку шпиндельних підшипників кочення 171 5.2.3. Розрахунок шпинделів на жорсткість 173 5.2.4. Вібростійкість шпинделів 175 5.2.5. Шпинделі на підшипниках кочення 178 5.3. Опори ковзання шпинделів 182 5.3.1. Гідродинамічні опори 182 5.3.2. Гідростатичні опори 188 5.3.3. Опори з повітряним змащуванням 193 5.4. Конструкція і експлуатація шпиндельних вузлів 195 5.4.1. Матеріали шпинделів і термообробка 197 5.4.2. Механізми автоматичного закріплення різального інструмента 197 6. МЕХАНІЗМИ ПРЯМОЛІНІЙНИХ РУХІВ 202 6.1. Привід головного прямолінійно-зворотного руху 202 6.1.1. Привід з кулісним механізмом 202 6.1.2. Рейковий привід 206 6.2. Привід подачі 212 6.2.1. Вибір електродвигуна 212 6.2.2. Забезпечення беззазорності рухомих з'єднань 214 6.3. Тягові пристрої приводу подач 217 6.3.1. Призначення і класифікація тягових пристроїв 217 6.3.2. Передача гвинт-гайка ковзання 218 6.3.3. Передача гвинт-гайка кочення 220 6.3.4. Гідростатична передача гвинт-гайка 230 6.3.5. Кулачкові механізми 234 6.3.6. Електромагнітні механізми 238 6.3.7. Пристрої мікропереміщень 240 7. БАЗОВІ ДЕТАЛІ І НАПРЯМНІ 247 7.1. Призначення базових деталей і напрямних 247 7.2. Конструктивні форми базових деталей 248 7.3. Матеріали для базових деталей 250 7.3.1. Методи стабілізації розмірів чавунних виливок 251 7.4. Розрахунок базових деталей.... 256 7.5. Класифікація напрямних 260 7.6. Напрямні ковзання 261 7.6.1. Колові напрямні 263 7.6.2. Гідродинамічні і гідростатичні напрямні 263 7.6.3. Пристрої для регулювання зазорів у напрямних ковзання 266 7.6.4. Розрахунок напрямних ковзання 267 7.7. Напрямні кочення 270 7.8. Захисні пристрої для напрямних 272 8. МЕХАНІЗМИ ДЛЯ ЗДІЙСНЕННЯ ПЕРІОДИЧНИХ РУХІВ 274 8.1. Реверсивний привід, який вмикається періодично 274 8.2. Привід з однообертовою муфтою 276 8.2.1. Самовимикальна однообертова муфта 277 8.3. Привід з мальтійським механізмом 278 8.3.1. Основні кінематичні залежності мальтійського механізму 279 8.4. Приводи з храповим механізмом 281 8.5. Поршневі приводи 283 8.6. Крокові електродвигуни 284 8.7. Механізми фіксування 286 9. МЕХАНІЗМИ КЕРУВАННЯ ВЕРСТАТАМИ 294 9.1. Запобіжні пристрої 301 9.2. Гальмівні пристрої 313 9.3. Механізми для змінений напрямку руху робочих органів 314 9.4. Загальні відомості про верстати з програмним керуванням 316 9.4.1. Способи задания програми в аналоговому вигляді 316 9.4.2. Циклове програмне керування верстатами 318 9.4.3. Числове програмне керування 319 9.4.4. Умови раціонального використання і основні переваги верстатів з ЧПК 328 9.4.5. Системи координат верстатів з ЧПК 330 9.5. Елементи пристроїв числового програмного керування 332 9.5.1. Пристрої введення програм 332 9.5.2. Датчики зворотного зв'язку 335 10. МЕХАНІЗМИ ЗАТИСКАННЯ ЗАГОТОВОК 345 10.1. Класифікація механізмів затискання заготовок 345 10.2. Механізми затискання симетричних заготовок 349 10.2.1. Розрахунок цангового механізму затискання 353 10.2.2. Затискні самоцентрувальні патрони 367 10.3. Механізми затискання заготовок довільної форми 369 11. СИСТЕМИ ЗМАЩУВАННЯ І ОХОЛОДЖЕННЯ, ПРИСТРОЇ ДЛЯ ВІДВЕДЕННЯ СТРУЖКИ 370 11.1. Змащування верстатів 370 11.2. Системи змащування і охолодження під час різання 374 11.3. Пристрої для відведення стружки 378 12. ВИПРОБУВАННЯ МЕТАЛОРІЗАЛЬНИХ ВЕРСТАТІВ 381 12.1. Перевірка верстатів на геометричну точність 382 12.2. Перевірка верстатів на кінематичну точність 386 12.3. Випробування верстатів на жорсткість 387 12.4. Випробування верстатів на вібростійкість 389 12.5. Перевірка верстатів на шум 391 13. ЕКСПЛУАТАЦІЯ, РЕМОНТ І МОДЕРНІЗАЦІЯ ВЕРСТАТІВ 393 13.1. Експлуатація верстатів 393 13.2. Ремонт верстатів 395 13.2.1. Встановлення граничних зношувань і термінів служби деталей верстатів 399 13.2.2. Способи виявлення дефектів і відновлення деталей 400 13.3. Модернізація верстатів 408 13.3.1. Способи підсилення слабких ланок 411 14. НАДІЙНІСТЬ ВЕРСТАТІВ 413 14.1. Основні поняття надійності 413 14.2. Формування показників надійності 414 14.3. Розподіл напрацювань на відмову 416 14.4. Показники надійності відновлюваних об'єктів 418 14.5. Зношування деталей 422 14.6. Пошкодження деталей 425 14.7. Забезпечення надійності під час проектування 427 14.8. Забезпечення структурної надійності 429 15. ДОТРИМАННЯ ВИМОГ ТЕХНІКИ БЕЗПЕКИ У КОНСТРУКЦІЯХ ВЕРСТАТІВ 433 ВИСНОВКИ 439 ДОДАТКИ 441 ЛІТЕРАТУРА 445