24.Жёсткость технологической системы.

Жёсткость технологической системы j – её способность сопротивляться появлению упругих отжатий, по действием деформирующей силы.

Р – составляющая силы резания перпендикулярная поверхности резания;

У – упругое отжатие в направлении перпендикулярном обрабатываемой поверхности.

Это перемещение возникает в результате упругих деформаций деталей технологической системы и контактных деформаций на поверхностях сопряжения этих деталей. Контактные деформации составляют до 85% от У. Они по своей природе являются также упругими.

Жёсткость – величина не линейная. Для упрощения расчётов на рабочем диапазоне изменение силы резания её считают линейной и определяют по формулам:

Величина обратная жёсткости называется податливостью – способность системы деформироваться под действием внешних сил.

Если известны жёсткости всех элементов технологической системы, то жёсткость самой системы определяется по формуле:

Жёсткость инструмента и заготовки как тел простой формы можно определить расчётом. Жёсткость станка и приспособления определяются экспериментальным путём.

Жёсткость не может быть отрицательной и бесконечной – одна из важнейших характеристик системы.

При обработке партии заготовок величина НВ и t являются разными для различных заготовок. Непостоянство t связано с предыдущей обработкой и погрешностью методов получения заготовок (литьё, прокат). Непостоянство твёрдости связано с предыдущей обработкой, с особенностями производства заготовок по твёрдости.

Непостоянство глубины резания и твёрдости при обработке имеет место не только для партии заготовок, но и в пределах определённой заготовки. Это приводит к возникновению погрешности формы, аналогичной погрешности исходной заготовки. Но при обработке в определённых технологических системах возникновение погрешности формы можно связать с непостоянством жёсткости технологической системы в отдельных участках.

У=У_заг.+У_{пер.бабки}+У_{зад.бабки}+У_инстр.

х – расстояние от левого торца заготовки до места приложения силы резания;

l – длина заготовки;

Е – модуль упругости Юнга;

I – момент инерции сечения детали (заготовки)

d – диаметр заготовки.

Вследствие непостоянства жёсткости по длине обработки упругие отжатия заготовки в разных сечениях будут разными, что приводит к возникновению погрешности формы.

Частный случай:

1.При обработке нежёсткой заготовки в жёсткой технологической системе (длинный вал в центрах) наблюдается бочкообразность вала после обработки;

2.Обработка жёсткой заготовки в нежёсткой технологической системе (короткий вал большого диаметра в центрах) наблюдается седлообразность вала после обработки.

Для увеличения жёсткости заготовок в процессе механической обработки используются вспомогательные опоры и дополнительные опорные поверхности.

Метод статического нагружения определения жёсткости:

Узлы станка нагружаются статическими силами, аналогичными по величине и направлению сил возникающих при обработке. Упругое отжатие измеряют и жёсткость находят по формуле:

j = P / У.

Для расчётов j берём только Р_у.

Под статической силой понимаем силу, создаваемую пружиной грузом, гидроцилиндром. График зависимости между силой и упругим отжатием с помощью такого нагружения:

1-кривая первоначального нагружения;

2- кривая разгрузки;

3- кривая вторичного нагружения;

4-петля гистерезиса;

о-а – величина первоначальных зазоров в системе.

Площадь петли гистерезиса равна работе затраченной при нагружении на преодоление сил трения и нагрев детали, системы в результате их упругих и контактных деформаций, т.е. невосполнимые потери энергии.

Жёсткость станка или его узлов – важная характеристика его качества. По результатам статического нагружения составляются таблицы жёсткости для станков различных типов и размеров. Данные по статической точности не являются достаточно точными.