Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Волгоградский государственный технический университет»

Камышинский технологический институт (филиал)

федерального государственного бюджетного образовательного учреждения

высшего профессионального образования

«Волгоградский государственный технический университет»

Факультет «Промышленные технологии»

Кафедра «Технология машиностроения»

Я.Н.Отений

Кафедра « Технология машиностроения»

Лабораторная работа

“ИССЛЕДОВАНИЕ ЖЕСТКОСТИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ”

Методические указания

РПК «политехник»

Волгоград

2013

УДК 621. 9

Исследование жесткости технологической системы: Методические указания / Сост. Я.Н. Отений.; -Волгоград. гос. техн. ун-т- Волгоград, 2013

Рассматриваются вопросы исследования влияния различных составляющих сил резания и способа закрепления заготовок на токарно-винторезном станке на жесткость технологической системы.

Предназначены для студентов по направлению подготовки 151900.62 « Конструкторско-технологическое обеспечение машиностроительных производств»

Профиль подготовки «Технология машиностроения»

Очная и заочная форма обучения

Библиогр.: 4 назв.

Печатается по решению редакционно-издательского совета Волгоградского государственного технического университета.

© Волгоградский государственный технический университет

Содержание

ВВЕДЕНИЕ 4

Исследование жесткости технологической системы 5

1. Цель работы 5

2. Основные теоретические положения. 5

1 Понятие о жесткости системы СПИД. 5

Математическая модель определения жесткости технологической системы при токарной обработке. 6

3. Порядок выполнения работы. 11

4. Содержание отчета. 11

5. Контрольные вопросы. 11

6. Список рекомендуемой литературы. 12

Введение

Жесткость технологической системы является одним из основных критериев работоспособности станка, так как определяет его точность под нагрузкой в установившемся режиме работы. Исследования различных типов станков показали, что суммарная деформация системы СПИД при действии на нее силы резания в большей степени зависит от деформации поверхности в стыках кинематических пар, чем от собственных деформаций деталей станков. Так как контактные деформации в стыках во многом зависят от качества поверхности (точности, формы поверхности и шероховатости соприкасаемых поверхностей) и носят случайный характер, то для объективной оценки не только конструкции станка, но и качества его изготовления, жесткость должна контролироваться для каждого станка в отдельности в дополнении к испытанию на кинематическую точность.

Определить податливость поверхностей деталей в стыках является чрезвычайно сложной задачей. Рассчитать жесткость технологической системы теоретически не представляется возможным в силу вероятностного характера проявления эксплуатационных свойств контактирующих поверхностей, а также действительных размеров гарантированных зазоров. Поэтому жесткость элементов технологической системы станков (жесткость задней бабки, шпинделя, суппорта и т.п.) преимущественно определяют экспериментально и на основе полученных экспериментальных данных строят математические модели, являющиеся основанием для их анализа и определения необходимых мероприятий для разработки рекомендаций по повышению жесткости станка и точности обработки.

Исследование жесткости технологической системы

1. Цель работы

1. Ознакомление с математической моделью расчета жесткости технологической системы токарного станка.

2. Анализ математической модели жесткости технологической системы токарного станка и ее исследование.

3. Разработка рекомендаций по оптимизации или адаптивному управлению режимами обработки, обеспечивающими требуемую точность и максимальную производительность процесса резания.

4. Построение графиков зависимостей влияния режимов резания на жесткость станка, их анализ и выдача рекомендаций по результатам анализа.

2. Основные теоретические положения.

1Понятие о жесткости системы спид.

Жесткостью технологической системы называется ее способность оказывать сопротивление действию деформирующих ее сил. Количественной характеристикой жесткости является отношение значения деформирующей силы к перемещению, вызванному действием этой силы:

(2.0)

, Н/мм

где Р – усилие деформирования, Н;

у – деформация, возникающая от действия приложенного усилия, мм.

Величина обратная жесткости называется податливостью:

(2.0)

, мм/Н

Металлорежущие станки являются сложными системами, поэтому в зависимости от направления изменения величины сил резания и положения узлов в них могут работать различные поверхности стыков, соответственно будут и различные значения жесткости. Поэтому при испытаниях необходимо максимально приблизиться к наиболее реальным типовым случаям обработки. Направление нагружающей силы выбирается на основе анализа углов:

(2.0)

где P_x, P_y, P_z – составляющие усилия резания.

Для упрощения испытаний можно принять =0, так как жесткость вала в продольном направлении достаточно высокая, а составляющая P_x мало влияет на точность обработки.