Свойства станков по металлу: жесткость и износостойкость

Критерий жесткости в станках является одним из важнейших.

Жесткостью узла называется его способность сопротивляться появлению по осям координат упругих смещений под действием нагрузки. Жесткость, может быть определена как отношение силы, приложенной к узлу в заданном направлении, к упругому отжатию этого узла.

Величины упругих отжатий в узлах технологического оборудования связаны с деформациями, возникающими под воздействием приложенных к ним сил. Например, в металлорежущих станках это деформации следующих видов:

1. Контактная деформация, обусловленная действием сил, приложенных к узлам, опирающимся на тела качения. Начальное касание деталей происходит в точке или по линии (в подшипниках качения, кулачковых механизмах, направляющих качения).

2. Деформация деталей узла под действием приложенных к ним сил (растягивающих, сжимающих, изгибающих и т.д.).

3. Деформация стыков. На величину отжатия узла деформация стыков влияет в большей степени, чем деформация его деталей и контактная деформация. Жесткость стыка зависит не только от величины микронеровностей обработанной поверхности стыка, но и от метода обработки (строгание, фрезерование и т.п.)

4. Деформация тонких тел (при неполном касании по их поверхностям). Такие детали, как клинья и планки, применяемые для компенсации износа соприкасающихся поверхностей, находясь между двумя плоскостями, не обеспечивают их полного касания по всей поверхности.

Меры по повышению жесткости станков направлены на создание таких конструкций, которые могли бы воспринимать большие силы резания при малой деформации узлов. К таким мерам относятся: повышение качества поверхностей стыков (сопряжений) и сборки; уменьшение числа стыков и сокращение кинематических цепей; создание жестких рамных конструкций базовых узлов (например, координатно-расточные станки рамной конструкции имеют большую жесткость, чем вертикальные одностоечные, а следовательно, и большую точность обработки); повышение жесткости слабых звеньев (планок, клиньев, цанг); расположение клиньев и планок в узлах со стороны, противоположной действию сил; создание в конструкциях с опорами и направляющими качения предварительного натяга.

Износостойкость. В результате постепенного изменения поверхностей трения при взаимодействии двух сопряженных деталей происходит их изнашивание, то есть  уменьшение размеров и изменение формы деталей. По статистике большинство деталей машин выходит из строя из-за износа. При изнашивании в миниатюре происходят пластические и упругие деформации, сдвиг, усталостные разрушения материала деталей.

Для большинства деталей наиболее характерен абразивный износ.

Существуют следующие мероприятия по повышению износостойкости: смазывание трущихся поверхностей. Также существует применение износостойких материалов и защита поверхностей от загрязнения. Перенос усилий с ответственных механизмов на менее ответственные тоже является способом повышения  износостойкости станков. И, наконец, последний способ, - это разгрузка изнашиваемых поверхностей.