Студопедия
Случайная страница | ТОМ-1 | ТОМ-2 | ТОМ-3
АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатика
ИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханика
ОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторика
СоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансы
ХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника

ЖЕСТКОСТЬ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ СТАНКА И ЕЕ ВЛИЯНИЕ НА ТОЧНОСТЬ ОБРАБОТКИ

Читайте также:
  1. I. УСТРОЙСТВО ТОКАРНО-ВИНТОРЕЗНОГО СТАНКА
  2. I. УСТРОЙСТВО ШИРОКОУНИВЕРСАЛЬНОГО ФРЕЗЕРНОГО СТАНКА
  3. II. 27-45. Парикшит подчиняет Кали и укрощает его влияние
  4. III Исследовать влияние сглаживающего фильтра на форму выпрямленного напряжения.
  5. III. Избирательные системы.
  6. IV Исследовать влияние стабилизатора напряжения на форму выпрямленного напряжения и определить коэффициент стабилизации.
  7. JOURNAL OF COMPUTER AND SYSTEMS SCIENCES INTERNATIONAL (ИЗВЕСТИЯ РАН. ТЕОРИЯ И СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ)

 

При механической обработке станок, приспособление, обрабатываемая заготовка, режущий инструмент и несущие его элементы (державки, оправки, расточные скалки и т.п.), представляют собой упругую систему, которая называется технологической системой «станок - приспособление - инструмент - деталь» (СПИД). Сила резания при обработке детали вызывает упругие деформации и смещение элементов системы СПИД из-за зазоров в их сочленениях. Их величина зависит как от силы резания, так и от жесткости системы.

Под жесткостью тела или системы тел подразумевается способностью их сопротивления упругим перемещениям при действии приложенной к ним нагрузки.

Чем меньше величина перемещений, при прочих равных условиях, тем выше жесткость. С точки зрения точности обработки наиболее существенное значение имеют колебания величины составляющей силы резания Ру, направленной по нормали к обрабатываемой поверхности. Поэтому жесткостью упругой системы «станок – приспособление – инструмент - деталь» называется отношение нормальной (радиальной) составляющей усилия резания к смещению лезвия инструмента относительно детали, отсчитываемому в направлении действия этой составляющей

, (4)

где j – жесткость системы СПИД, Н/мм;

Ру – нормальная (радиальная) составляющая усилия резания, Н;

у – упругое перемещение системы в направлении действия силы Ру, мм.

Величина нормальной (радиальной) составляющей усилия резания (направленной вдоль державки резца) при точении определяется по формуле:

, (5)

где Ср – коэффициент, величина которого зависит от условий обработки;

t - глубина резания, мм;

S - подача, мм/об;

НВ – твердость материала обрабатываемой заготовки по Бринелю;

х, у, n – показатели степени.

 

В процессе обработки сила резания изменяется в результате колебания величин припуска заготовок, механических свойств обрабатываемого материала и притупления инструмента, вследствие износа его режущей кромки. Нестабильность силы резания, а также нестабильность жесткости технологической системы в ее различных сечениях вызывает неравномерность деформаций и отжатий элементов системы, в результате чего возникают погрешности формы обработанной поверхности и колебания размеров деталей в партии. Жесткость технологической системы также существенно влияет на ее виброустойчивость, и следовательно, на частоту и интенсивность вибраций при обработке. Частота и интенсивность вибраций, в свою очередь, влияют на стойкость режущих инструментов, качество обрабатываемой поверхности и производительность процесса.

Упругие свойства технологической системы можно также характеризовать ее податливостью , т.е. величиной, обратной жесткости.

Жесткость большей части элементов технологической системы определяется экспериментально; лишь жесткость заготовок простой конфигурации (гладкие валы, планки) и некоторых типов инструментов можно найти расчетным путем. Жесткость узлов новых станков достигает 20000-40000 Н/мм. В отдельных случаях жесткость узлов изношенных и разрегулированных станков бывает ниже 10000 Н/мм. Жесткость узлов часто бывает неодинакова в различных направлениях.



С увеличением жесткости повышается точность и производительность обработки. Увеличение жесткости достигается следующими основными путями:

1) уменьшением количества стыков в конструкциях станков и приспособлений;

2) предварительной затяжкой стыков постоянно контактирующих деталей посредством болтовых креплений;

3) улучшением качества сборки узлов тщательной пригонкой сопряженных поверхностей и регулировкой зазоров;

4) повышением жесткости деталей технологической системы вследствие уменьшения их высоты или вылета и увеличения размеров опорной поверхности;

5) использованием дополнительных опор, люнетов и других элементов для заготовок и инструментов.

Загрузка...

Для определения жесткости металлорежущих станков (то есть жесткости их технологической системы) применяют два принципиально различных метода: лабораторный и производственный. Первый требует специальных приспособлений, которые дают возможность прилагать к различным элементам станка нагрузку, аналогичную усилиям, возникающим при резании. Эти приспособления обеспечивают также измерение получаемых при нагружении деформаций. Лабораторный метод позволяет измерять жесткость металлорежущих станков в статическом состоянии и дает возможность производить приемку станков на станкостроительных заводах или после капитального ремонта.

Производственный метод позволяет определять жесткость системы СПИД, а также отдельных узлов станка, в условиях его работы (при резании), что очень важно для определения общей погрешности обработки. В основе производственного метода определения жесткости металлорежущих станков лежит существующая зависимость между глубиной резания, усилием резания и получаемым размером. Например, пусть до начала обработки инструмент установлен на заданную глубину резания tзад (рис.4)

а б

Рис. 4 - Схема перемещений детали, и инструмента при обработке

а) статическая настройка, б) динамическая настройка

 

В процессе обработки заготовка упруго отжимается на величину У1, а инструмент на величину У2. В результате этого заданная глубина резания уменьшается до значения tост.

Для каждого отдельного сечения можно написать:

У1 + У2 = tзад – tфак

Формулу (4) можно переписать в следующем виде:

, (6)

где Ру – нормальная (радиальная) составляющая усилия резания, Н;

j – жесткость технологической системы, Н/мм;

tост – расстояние между фактическим и расчетным положением обработанной поверхности, мм.

В процессе выполнения лабораторных работ значения Ру определяются расчетным путем.

Рис. 5 - Блок-схема автоматического поддержания постоянства усилия резания в процессе обработки вала на токарном станке

 

Величину нормальной (радиальной) составляющей усилия резания при точении можно определить по формуле (5). При точении показатель степени х при глубине резания t обычно равен единице.

Значения коэффициента Ср и показателей степени «x», «у» и «n» зависят от обрабатываемого материала и типа инструмента и могут быть определены по таблице 3.

Таблица 3

Значения коэффициента Срт и показателей степени

Тип резцов Обрабатываемый материал
сталь чугун
Срт у n x Срт у n x
Проходные 0,75 0,35 63,5 0,75 0,55
Прорезные и отрезные 1,00 0,35 88,2 1,00 0,55
                   

 

Другие конкретные условия резания учитываются умножением табличного значения Срт на коэффициенты К1 и К2. Коэффициент К1 учитывает влияние главного угла в плане и определяется по таблице 4.

 

Таблица 4

Значения коэффициента К1

Угол в плане в град. Значения К1 для обрабатываемых материалов
сталь чугун
1,08 1,00 0,98 1,03 1,08 1,05 1,00 0,96 0,91 0,92

 

Коэффициент К2 учитывает влияние переднего угла резца и определяется по таблице 5.

Таблица 5

Значение коэффициента К2

Обрабатываемый материал Передний угол резца
сталь +7 +9 +11 +13 +15 +17 +19 +21 +23
чугун +4 +6 +8 +10 +12 +14 +16 +18 +20
К2 1,100 1,075 1,050 1,025 1,000 0,975 0,950 0,925 0,90

 

 


Дата добавления: 2015-07-07; просмотров: 961 | Нарушение авторских прав


<== предыдущая страница | следующая страница ==>
Построение стойки, верхним краем прилегающей к шеи.| УЧЕБНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №1

mybiblioteka.su - 2015-2021 год. (0.017 сек.)