60. Жесткость технологической системы.

Жесткостью технологической системы называется ее способность оказывать сопротивление действию деформирующих ее сил. В различных точках обрабатываемой поверхности жесткость технологической системы различна. Различна и жесткость отдельных звеньев системы.

Так, под жесткостью станка понимают способность узлов станка противостоять действию сил деформации, причем за готовку и инструмент в этом случае принимают абсолютно жесткими. Под жесткостью инструмента или приспособления понимают способность того или другого противостоять действию сил деформации при абсолютно жестких станке и заготовке. В зависимости от условий работы при расчете деформаций учитывают не только силы P_z, Р_у и Р_х, но и массу обрабатываемых заготовок, а также влияние центробежных сил неуравновешенных вращающихся частей станка. 

Достаточная жесткость режущего инструмента является непременным условием применения высокопроизводительных режимов резания, тогда как низкая жесткость приводит к необходимости ухудшать параметры режима во избежание роста погрешности обработки. Деформации режущего инструмента особенно сказываются при растачивании глубоких отверстий, где расточные скалки с консольным расположением лезвия являются наиболее слабым звеном системы. Жесткость приспособлений также сильно влияет на точность обработки, поэтому, как правило, следует производить расчет приспособлений на деформации.

Повышение жесткости технологической системы содействует уменьшению вибраций ее звеньев и, следовательно, позволяет повышать режимы резания, не снижая точности обработки.

61. Методы определения жесткости станков.

Жесткость станка можно определить статическим методом, т. е. нагружением узлов неработающего станка, и производственным методом - путем испытания на жесткость работающего станка. Статический метод заключается в постепенном нагружении узлов станка силами, соответствующими тем, которые возникают в процессе работы станка, с производством замеров деформаций. При производственном методе испытания на жесткость проводят в процессе обработки заготовки с разной глубиной резания и неизменными остальными параметрами режима резания. Обработку ведут на коротких участках, после чего измеряют высоту уступа на обработанной поверхности. Разница размеров уступов является следствием различного отжатия заготовки, обусловленного глубиной резания. Чем меньше отжатие детали, тем меньше погрешность, тем выше жесткость станка или жесткость техно логической системы (деформацией заготовки при испытании пренебрегают).

62. Возникновение неровностей при точении.

1) Геометрические причины образования шероховатости при точении:

2) Пластические и упругие деформации металла поверхностного слоя

Скорость резания. В зоне малых скоростей (v = 2÷5 м/мин), при которых нарост не образуется, размеры неровностей обработанной поверхности незначительны. С увеличением скорости размеры неровностей поверхности возрастают, достигая при 20—40 м/мин своего наивысшего значения, многократно превосходящего расчетную величину. Дальнейшее повышение скорости резания уменьшает нарост и понижает высоту шероховатости обработанной поверхности. В зоне скоростей (v > 70 м/мин), при которых нарост не образуется, шероховатость поверхности оказывается минимальной. В этом случае дальнейшее увеличение скорости резания лишь незначительно снижает высоту шероховатости поверхности.

Подача. Резание металлов осуществляется инструментом, лезвие которого всегда имеет некоторый радиус округления ρ. При внедрении резца в обрабатываемый материал происходит отделение стружки по плоскости скалывания А—А. При этом часть металла, лежащего ниже точки В, не срезается, а подминается округленной частью резца, подвергаясь упругой и пластической деформации.

После прохождения резца несрезанный слой металла частично упруго восстанавливается, вызывая трение по задней поверхности резца. Разница степени упругого восстановления металла выступов и впадин неровностей обычно увеличивает высоту шероховатости.

Наименьшая толщина t_min срезаемого слоя (при превышении t_min происходит резание, а при снижении — только пластическое и упругое смятие металла округленной поверхностью лезвия инструмента) зависит от радиуса округления режущего лезвия, свойств обрабатываемого материала и скорости резания (при сокращении радиуса округления р и увеличении скорости резания t_min уменьшается). При глубине резания меньше подачи глубина оказывает геометрическое влияние на высоту шероховатости. В этом случае уменьшение глубины резания снижает высоту шероховатости.

Обрабатываемый материал и его структура оказывает существенное влияние на характер и высоту неровностей обработанной поверхности. Более вязкие и пластичные материалы (например, малоуглеродистая сталь), склонные к пластическим деформациям дают при их обработке резанием грубые и шероховатые поверхности.

Применение смазочно-охлаждающих жидкостей, предотвращающих схватывание, уменьшающих трение и облегчающих процесс стружкообразования, способствует снижению высоты неровностей поверхности.

3) Вибрации режущего инструмента, станка и заготовки

Вынужденные колебания системы обусловливаются дефектами отдельных механизмов станка (неточностью зубчатых передач, плохой балансировкой вращающихся частей, неудовлетворительной сшивкой ремня, чрезмерными зазорами в подшипниках и др.), являющимися причиной неравномерности его движения.

Вибрация лезвия режущего инструмента относительно обрабатываемой поверхности являются дополнительным источником увеличения шероховатости обработанной поверхности. 

Большое влияние на шероховатость обработанной поверхности оказывает состояние станка. Новые и хорошо отрегулированные станки, установленные на массивных фундаментах или на виброопорах, хорошо изолированные от вибраций другого оборудования, обеспечивает минимальную шероховатость.

Очень важным является создание достаточно высокой жесткости приспособлений для крепления заготовок и вспомогательных инструментов для установки режущего инструмента.

Формирование шероховатости поверхности при различных видах механической обработки (фрезеровании, сверлении, шлифовании, доводке и др.) подчиняется в общем тем же закономерностям, что и при точении. Характер этих закономерностей видоизменяется в зависимости от изменения соотношения влияния геометрических причин, пластических деформаций и вибраций, связанных с особенностями отдельных видов механической обработки.