Wirtualny model wielkogabarytowej tokarki TV-240 CNC

• Autorzy: Kosmol J. , Lehrich K.

Warianty tytułu

EN

Virtual model of large size lathe type TV 240 CNC

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W referacie przedstawiono wirtualny model (w konwencji metody elementów skończonych) wielkogabarytowej tokarki kłowej typu TV 240 CNC o długości toczenia do 30 m i masie obrabianego przedmiotu do 120 t. Ponieważ tego typu maszyny wytwarzane są jednostkowo, dlatego celowym jest przeprowadzanie badań symulacyjnych, na modelach numerycznych, jeszcze przed ostatecznym skonstruowaniem obrabiarki. W referacie przedstawiono sposób modelowania takiej obrabiarki, tj budowy modelu geometrycznego (zwłaszcza poczynionych uproszczeń), przyjętych warunków brzegowych i sposobu obciążenia. Przedstawiono także wyniki badań symulacyjnych w postaci rozkładu naprężeń i przemieszczeń w funkcji obciążenia od ciężaru przedmiotu, sił skrawania czy ciężaru własnego. Celem tych badań było zweryfikowanie poprawności konstrukcji obrabiarki, tj oceny największych naprężeń i przemieszczeń i porównanie ich z naprężeniami dopuszczalnymi dla danego materiału oraz oszacowaniem wpływu przemieszczeń na błędy obróbki, czyli na przemieszczenie teoretycznego punktu styku ostrza narzędzia z przedmiotem obrabianym. Analizy przeprowadzono dla wybranych zespołów obrabiarki, tj wrzeciennika z wrzecionem, suportów tokarskich i frezarskich oraz konika. Te bowiem zespoły mają największy wpływ na błędy wykonania przedmiotu. Wyniki tych symulacji pokazują że obrabiarka jest wystarczająco sztywna z punktu widzenia oczekiwań dokładności wykonania przedmiotu a maksymalne naprężenia daleko odbiegają od wartości dopuszczalnych. W referacie zamieszczono także wyniki analizy dynamicznej w postaci 5 pierwszych postaci i częstotliwości drgań. Wprawdzie wartości tych częstotliwości są stosunkowo niskie, ale nie będą stanowić zagrożenia z punktu widzenia rezonansu mechanicznego wywołanego drganiami wymuszonymi od sił skrawania.

EN

The paper present a virtual model (in the finite element convention) of a large size center lathe type TV 240 CNC, length of turning 30 m, mass of workpiece up to 120 t. Because such machine tools are manufacture as a piece production for that reason is very important to do simulation research using numerical models before final design of it. In the paper is presented a method of modeling of such machine tools, it means how to build the geometrical model, what about boundary conditions and how to load the it. There are presented resulls of simulation as a distribution of stresses and displacements as a function of gravity loads of workpiece and cutting forces. The aim of such investigation was verificalion of consiruction, it means evaluation of stresses and comparison to permissibie value, evaluation of influences of displacements on accuracy of machine tool it means on the displacement of the theoretical point of contact of culling tool and workpiece. Analysis were conducted to chosen modules of machine tools like: headstock, tailstock, lathe- and milling slides because this modules have biggest influence on the quality of workpiece. Obtained results shows that the TVG 240 CNC lathe is enough stiff in the point of view of expectcd accuracy and maximum stresses are far away of permissibie value. In the paper are presented results of dynamic analysis too as a first five value of frequency and form of vibration. These values of frequencies are a littie to smali but will not to threat in the point of view of possible resonance excited by cutting forces.

Słowa kluczowe

PL

tokarka CNC; MES (metoda elementów skończonych); symulacja

EN

simulations; CNC lathe

• Wydawca: Wydawnictwo Wrocławskiej Rady FSNT NOT
• Czasopismo: Inżynieria Maszyn
• Rocznik: 2006
• Tom: R. 11, z. 1
• Strony: 30--47
• Opis fizyczny: Bibliogr. 9 poz.

Twórcy

autor

Kosmol J.

autor

Lehrich K.

• Politechnika Śląska, Katedra Budowy Maszyn, 44-100 Gliwice, ul. Konarskiego 18A

Bibliografia

• [1] Dokumentacja konstrukcyjna tokarki TV 240 CNC. Rafamet S.A.
• [2] KOCH J., ILCZYSZYN J., KRZYŻANOWSKI J.: Wrzeciona obrabiarek. WNT, Warszawa, 1982.
• [3] KRZEMIŃSKI-FREDA H.: Łożyska toczne. PWN, Warszawa, 1989.
• [4] Raport z Projektu Celowego pt "Sterowana numerycznie tokarka kłowa typu TV 240 CNC×30m" nr 6 ZR8 2005 C/06647. Katedra Budowy Maszyn, Politechnika Śląska w Gliwicach, Gliwice, 2005.
• [5] Lager fur Gewindetriebe. INA Walzlager Schaeffler KG. 1996.
• [6] Super Precision Bearings. FAG Publ. No. AC 41 130 EA, Issue 1994.
• [7] FOP AVIA S.A. High Precision Ground Ballscrews from AVIA.
• [8] REXROTH BOSCH GROUP. STAR - Prowadnice szynowe kulkowe. RPL 82 201/2000-02. Mannesmann Rexroth Sp. z o.o., Pruszków.
• [9] www.rexroth.com.