3. Экспериментальный и расчетно-экспериментальный методы определения погрешностей закрепления тонкостенных колец

Практически погрешность закрепления может быть определена с помощью 2-х индикаторов, один из которых измеряет деформации кольца под кулачком, а другой – посередине между кулачками (экспериментальный метод).

Для этого деталь устанавливается в трехкулачковый патрон, и кулачки сводятся до устранения зазора между ними и деталью. Стрелки индикаторов устанавливаются на нулевые деления шкалы. Затем зажимают деталь. Суммы отклонений от нуля стрелок обоих индикаторов и есть погрешность закрепления.

В производственных условиях использование описанного метода затруднительно. Значительно проще определить величину погрешности закрепления расчетно-экспериментальным методом, который заключается в перерасчете показаний индикатора, измеряющего деформацию кольца в точке приложения силы (точка А).

Для этого находим:

, ,

W_A – измеряется.

Определим погрешность закрепления:

W = W_A + W_B = W_A(1 + c) . (8)

4. Измерение сил закрепления

Измерение сил закрепления колец в трехкулачковом патроне осуществляется с помощью динамометра (рис. 5). Для этого в кулачке сделан паз. Чем больше усилие, закрепления, тем больше изгиб кулачка. Величина деформации измеряется с помощью индикатора с ценой деления 0,001 мм. Тарировка динамометра с помощью подвешиваемых к кулачку грузов позволила построить следующий тарировочный график (рис. 6).

Проведение работы

1. Определить величину погрешности закрепления W тонкостенного кольца в трехкулачковом патроне при значениях силы

Р = 200, 400, 600, 800, 1000 и 1200 Н следующими методами:

а) аналитическим (формула (7));

б) расчетно-экспериментальным (формула (8));

в) экспериментальным.

Для варианта, заданного преподавателем, размеры кольца берутся из табл. 1 и рис. 3.

Таблица 1

Размеры кольца	Номер варианта
	1	2	3	4
D B h	80 10 5	80 8 5	80 10 4	80 8 4

Данные занести в табл. 2.

Таблица2

Размер кольца D×b×h	Р, Н	Экспериментальный метод			Расчетно-эксперименталь-ный метод	Аналитический метод
		WA	WB	W=WA – WB	W=WA(1+c)	W=WyA – WyB

2. Измерить погрешность закрепления (некруглость отверстия) кольца в цанговом устройстве (рис. 4) при значениях силы:

P = 200, 400, 600, 800, 1000, и 1200 Н.

Данные занести в табл. 3.

Таблица 3

Эмпирическое определение погрешности закрепления кольца в цангу

Размер кольца D×b×h	Р, Н	WA	WB	W=WA – WB
	200 400 600 800 1000 1200

№	D	d	b	Кол.
1	80	70	10	1
2	80	70	8	1
3	80	72	10	1
4	80	72	8	1

Рис. 3. Детали-кольца

Рис. 4. Разрезное кольцо, имитирующее цангу

Рис. 5. Динамометр для измерения силы закрепления детали

Кольцо 1 устанавливается в трехкулачковый патрон. На кулачке 2 сделана прорезь для ослабления его жесткости. С помощью кронштейна 3 на кулачке закрепляется индикаторная головка 4. При зажиме кольца кулачок перемещается к центру и воспринимает усилие закрепления. Под действием этого усилия кулачок деформируется. Эта деформация фиксируется индикатором.

Рис. 6. График тарировки динамометра для измерения силы закрепления детали

3. По данным табл. 2 и 3 построить графики зависимости погрешности закрепления от силы закрепления.

4. Рассчитать усилие Р закрепления кольца в трехкулачковом патроне на операции расточки отверстия. Значения силы резания подсчитаны для различных режимов резания по эмпирической формуле и приведены в табл. 4 (номер варианта задается преподавателем).

Силы Р (рис. 2) находим из решения задачи о статическом равновесии кольца относительно патрона в процессе обработки (М = 0), принимая коэффициент трения кольца о кулачки равным 0,1, а коэффициент запаса:

.

Таблица 4

№ варианта	t, мм	S, мм/об	V, м/мин	РZ, Н
1 2 3 4 5 6	1 2 1 2 1 2	0,1 0,1 0,2 0,2 0,3 0,3	152 137 127 114 109 98	248 507 432 882 588 1200

5. Определить ожидаемую после расточки в трехкулачковом патроне некруглость отверстия кольца (пользуясь графиком, построенным по данным эмпирического метода).

СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЕТА

1. Схема закрепления кольца в трехкулачковом патроне.

2. Таблица 2 и таблица 3.

3. Графики зависимости погрешности закрепления от силы закрепления.

4. Расчет усилия Р закрепления кольца в патрон при расточке отверстия кольца и определение ожидаемой величины некруглости отверстия после расточки.

5. Заключение:

а) совпадение результатов определения погрешности закрепления аналитическим и расчетно-экспериментальным методами с результатами эмпирического измерения – удовлетворительное (расхождение меньше 50%) или неудовлетворительное (расхождение больше 50%);

б) погрешности закрепления кольца в трехкулачковом патроне и цанге.