Повышение технологичности изготовления каретки суппорта токарно-винторезного станка при модернизации

Актуальность модернизации металлорежущего оборудования вызывается требованиями улучшения эксплуатационных характеристик и необходимостью поддержания стоимости предлагаемых станков на определенном уровне, несмотря на инфляционные процессы. Причем второе направление не должно сопровождаться ухудшением качества станков. Поэтому реализовать его можно только снижением себестоимости изготовления и, в первую очередь, за счет повышения технологичности конструкции. Это направление особенно актуально для универсального металлорежущего оборудования, в том числе для токарно-винторезных станков отечественного производства, потребность в которых для оснащения небольших металлообрабатывающих предприятий весьма высока в связи с тем, что они являются поставщиками многономенклатурных комплектующих для предприятий автомобильного, авиационного и оборонного кластеров. В статье рассматриваются возможные изменения в конструкции каретки суппорта токарно-винторезного станка. Сложность формы каретки и многообразие действующих силовых факторов требуют обоснованного подтверждения сохранения высоких эксплуатационных характеристик, в частности, прочностных и жесткостных. Решение поставленной задачи с использованием аналитических или эмпирических зависимостей без существенного упрощения расчетных моделей не представляется возможным. Поэтому было использовано численное моделирование с применением метода конечных элементов в системе Ansys Workbench 2021. Описано построение расчетной модели и рассмотрены этапы проведения численного эксперимента. Необходимость оценки предлагаемых конструкторских изменений, повышающих технологичность каретки, и вариативность силовых факторов потребовали рассмотрения 18 численных экспериментов, отличающихся условиями проведения. По результатам расчета определялись максимальные суммарные деформации и эквивалентные напряжения по Мизесу. Исследования показали, что предлагаемые изменения в конструкции каретки не приводит к ее ослаблению, так как места расположения максимальных напряжений достаточно удалены от зон, с которых были убраны элементы, ухудшающие технологичность.