1842

Обработку комплекта колец производим за один проход установленного на размер резца. При этом толщина снимаемой стружки с каждого кольца будет различной, поэтому изменяется усилие резания, а следовательно, и упругое отжатие резца при переходе от обработанного кольца к следующему. Таким образом, диаметры колец отличаются как до обработки (прил.1), так и после нее будут несколько отличаться друг от друга.

Произведя замеры диаметров колец до и после обтачивания, можно для каждой соседней пары колец определить уточнение

23

где i = Di – Di+1 − разность диаметров соседних колец до обточки;i = di – di+1 – разность диаметров соседних колец после обточки; i – порядковый номер кольца.

Затем определяем среднее значение уточнения

n

i

где ─ коэффициент, характеризующий отношение Py / Pz и зависящий от угла заточки резца, состояния режущей кромки, режимов резания, твердости обрабатываемого материала и других факторов (прил.2); Cp – коэффициент, зависящий от угла резания и механических свойств обрабатываемого материала (прил.3); S – продольная подача резца (мм /об); - среднее значение уточнения.

Величина, обратная жесткости, называется податливостью технологической системы ( ) «шпиндель - задняя бабка - суппорт» (мкм/Н):

где j- жесткость системы, Н/мм.

Значение податливости токарных станков нормальной точности лежит в пределах 0,0334…0,0550 мкм/Н.

Порядок выполнения работы

1.Осуществить наладку токарного станка, установить оправку с комплектом колец из стали с пределом прочности 650 МПа, (диаметры

колец до обработки приведены в прил. 1). Закрепить проходной резец в резцедержателе, установить режимы точения: глубина резания по наименьшему кольцу t=0,25 мм: подача S=0,26 мм/об: скорость резания V=60 м/мин.

2. Диаметры колец до обтачивания Di занести в таблицу 1.1.(в соответствии с вариантом, прил.1)

24

3.Произвести обтачивание колец за один проход.

4.Измерить диаметры колец после обтачивания (di) и результаты занести в табл. 1.1.

Рис.1.2. Измерение диаметра колец с помощью микрометра

5.Вычислить разницу соседних колец до обтачивания ( i), а также после обтачивания ( i),результаты расчетов занести в табл. 1.1.

6.Определить уточнение для каждой соседней пары колец ( i), а затем рассчитать среднее значение уточнения ( ), результаты занести в табл. 1.1.

7.Вычислить жесткость (j) и податливость ( ) станка.

8.Проанализировать полученные результаты, сделать выводы о точности токарной обработки на данном станке.

9.Составить отчет.

Контрольные вопросы

1.Что называется жесткостью и податливостью системы?

2.От каких факторов зависит величина радиальной составляющей силы резания?

3.В каких единицах измеряется жесткость и податливость?

4.Почему данный метод называется «динамический»?

25

Лабораторная работа № 2

ОЦЕНКА ВЛИЯНИЯ ЖЕСТКОСТИ СИСТЕМЫ СПИД НА ТОЧНОСТЬ ОБРАБОТКИ ДЕТАЛЕЙ

Цель работы – изучение методики аналитической и экспериментальной оценки погрешностей обработки, вызываемых упругими деформациями технологической системы под влиянием силы резания.

Методические указания

Для оценки точности получаемого размера при токарной обработке детали можно определить погрешность формы в продольном сечении от упругих деформаций системы СПИД опытным путем и аналитическим.

Для определения погрешности опытным путем произведем обтачивание длинномерной заготовки за один проход в размер Dн. При этом заготовка закрепляется в трехкулачковом патроне и поджимается конусом задней бабки станка (рис. 2.1).

L=1000 мм

1 4

Рис. 2.1. Схема токарной обработки длинномерного вала: 1−вал; 2– токарный патрон; 3 −резец; 4 – задняя бабка

26

Поле проточки произведем замеры диаметра вала через каждые 100 мм, начиная от начала обработки заготовки. На каждом измеряемом участке определяем погрешность обработки (отклонение от номинального размера), мм:

где Di – диаметр вала в i-м сечении; Dн – номинальный диаметр вала. По полученным данным определим погрешность обработки по ра-

диусу в этих же сечениях (мм):

где Di – погрешность обработки в i-м сечении.

Для определения погрешности от упругих деформаций в каждом сечении вала при токарной обработке аналитическим путем рассчитаем сначала податливость системы СПИД, i, через 100 мм при каждом положении резца, мкм/Н:

где супп – податливость суппорта станка; шп. – податливость шпинделя станка; з.б– податливость задней бабки станка; L – длина заготовки, мм; x

–расстояние от торца заготовки до точки приложения силы резания, мм; E

–модуль упругости системы, Па,

E = 2,1 1011; I – момент инерции сечения вала, мм4, I = d4 / 64; d – диаметр детали после обработки, мм.

Для облегчения вычисления податливости в каждом сечении вала, значения коэффициентов при различных соотношениях х и L приведены в прил. 4. Также примем, что податливости суппорта, шпинделя и задней бабки станка будут условно равны.

Тогда

Затем определим аналитическим методом погрешность обработки вала от упругих деформаций в каждом сечении вала:

где Py – радиальная составляющая силы резания Н,

27

значения коэффициентов и Сp приведены в прил.2 и 3, а глубина резания t и подача S определяются заданием;

Проанализируем полученные результаты по эксперименту и аналитическому расчету и сделаем выводы о зависимости точности обработки вала от податливости системы СПИД. Для наглядности анализа построим графики зависимостей y = f (x).

Порядок выполнения работы

1. Осуществить наладку токарного станка. Установить заготовку из стали с пределом прочности 650 МПа, длиной L=1000 мм, назначить режимы резания: S=0,21 мм/об; t до 1 мм; V=60 м/мин

и проточить за один проход для получения вала с номинальным диаметром

Dн.

Таблица 2.1. Варианты номинальных диаметров валов

2. Измерить диаметр вала, Di, через каждые 100 мм и результаты занести в табл. 2.2 в результаты эксперимента.

Таблица 2.2 Определение погрешности от упругих деформаций

3. Рассчитать погрешность обработки по радиусу yi в каждом сечении и результат занести в табл. 2.2.

28