Добавил:
Выполняю работы студентам ОмГТУ, ФТНГ, авиа-ракетных специальностей Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

ММК Спецтехнология ЛА 2013

.pdf
Скачиваний:
36
Добавлен:
22.06.2022
Размер:
15.13 Mб
Скачать

Факторы, влияющие на точность обработки.

Упругие деформации технологической системы под влиянием силы резания. В процессе обработки сила резания изменяется в результате неравномерности глубины резания, из-за непостоянства размеров заготовок в партии, нестабильности мех. свойств материала заготовок и прогрессирующего затупления инструмента. Нестабильность сил резания и жесткости элементов в их различных сечениях вызывает неравномерность упругих отжатий элементов системы, в результате чего возникают погрешности формы обработанной поверхности у индивидуальных заготовок в партии. Т. о. точность обработки зависит от жесткости элементов технологической системы.

Жесткость определяется отношением действующей силы к величине деформации, вызываемой этой силой. Для точности обработки наибольшее значение имеет составляющая силы резания, направленная по нормали к обрабатываемой поверхности. Под жесткостью какого-либо элемента технологической системы (например, шпиндельного узла станка) понимают отношение этой составляющей Ру силы резания к смещению y данного элемента в направлении нормали к обрабатываемой поверхности:

J Pyy

В процессе обработки упругие перемещения (отжатия) заготовки и режущего инструмента нарушают установленную наладкой станка закономерность их относительного движения.

На рис. 17 дана схема перемещений.

Рисунок 17

До начала обработки настройкой станка устанавливают заданную глубину резания tзад. в процессе обработки заготовка упруго отжимается на величину y1, а инструмент на величину y2. В результате этого заданная глубина резания уменьшается до значения tфакт.

Для отдельных сечений можно написать:

y1+ y2= tзад – tфакт

y

Py

;

y

 

 

Py

.

 

2

 

1

J заг

 

 

 

Jинс

 

 

 

 

 

где Jзаг - жесткость системы заготовка - приспособление-узел станка, на котором при обработке закрепляется заготовка; Jинс - жесткость системы инструментприспособление (для закрепления инструмента)

– узел станка, на котором закреплен инструмент. Радиальная составляющая силы резания

Py Cy * S yP *tфакxP * HBn

где S, t, HB – подача, глубина резания и твердость заготовки; xp, yp и n

– показатели степеней.

Обозначив величину

C

y

* S yP * HBn

через С, получим:

 

 

 

 

Py C * tфактxP

Подставив развернутые выражения y1, y2 и Ру, получим:

 

C

 

С

 

хP

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

* tфакт

tфакт

tзад

 

J

заг

 

Jинс

 

 

 

Обозначим tзад tфакт tост

где tост – погрешность обработки, выражаемая расстоянием между заданной и фактически получаемой границами обработки.

При приближенном решении:

 

 

хP

 

1

 

 

1

 

tост

С * t

 

 

 

 

 

 

 

зад

*

J

 

J

 

 

 

 

 

 

заг

 

инс

Здесь член в скобках представляет собой податливость технологической системы.

Используя полученную формулу можно решить следующие задачи.

Определение погрешности выполняемого размера при обработке партии заготовок.

Зная разность между наибольшей и наименьшей величинами tзад или поля допусков на размер заготовок, можно получить соответствующее поле рассеяния выполняемого размера как разность между получаемыми наибольшей и наименьшей величинами tост. Обозначим поле рассеяния выполняемого размера в данном сечении через ∆y. Тогда

y tост _ max tост _ min

Используя ранее полученное выражение, получим значение

 

 

 

 

 

1

 

 

1

 

y C * tзадхP

 

tзадхP

 

*

 

 

 

_ max

_ min

 

 

 

 

 

 

 

 

J заг

J

 

 

 

 

 

 

 

инс

Т. к. коэффициент С непостоянен из-за непостоянства твердости при обработке партии заготовок и затупления режущей кромки инструмента, в связи с чем сила резания возрастает, можно записать более точное выражение:

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

1

 

y tост _ max tост _ min

Cmax *tзадхP

 

Cmin

*tзадхP

 

*

 

 

 

_ max

_ min

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

J заг

J

 

 

 

 

 

 

 

 

 

инс

Определение погрешности формы обрабатываемой поверхности у индивидуальной заготовки.

Выражая Jзаг как функцию размеров заготовки, можно вычислить погрешность формы обрабатываемой поверхности в результате изменения жесткости технологической системы на различных участках заготовки. Принимая при обработке индивидуальной заготовки величины tзад и С постоянными, но максимальными по своим значениям, найдем наибольшую погрешность формы обрабатываемой поверхности.

ф tост _ min tост _ max Cmax *tзадхP _ max

 

1

 

1

 

 

1

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

*

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

J заг _ min

 

Jинс _ min

 

 

J заг _ max J

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

инс _ max

 

 

 

 

 

 

 

Из полученной формулы видно, что уменьшения погрешности формы обрабатываемой поверхности можно достичь путем выравнивания жесткости технологической системы в различных сечениях заготовки.

Деформация заготовок от действия зажимных сил.

При закреплении заготовок в приспособлениях или непосредственно на станке при помощи универсальных устройств, часто возникают их общие или местные деформации. Эти деформации вызывают погрешности формы обработанной поверхности. Рассмотрим пример.

Так при закреплении тонкостенного кольца в трехкулачковом патроне оно деформируется, принимая форму, показанную на рис. 18, а. После расточки отверстия обработанная поверхность сохраняет правильную форму до открепления заготовок (рис. 18, б ). После снятия заготовки из патрона кольцо упруго восстанавливает свою деформированную зажимными силами Q форму, а обработанная поверхность искажается (рис. 18, в).

Рисунок 18

Назад

Погрешность формы этой поверхности определяется разностью диаметров вписанной и описанной окружностей:

ф dmax dmin

Зная абсолютные значения прогиба у1 кольца в местах контакта его с кулачками и его выпучивания у2 между кулачками при закреплении, можно погрешность формы представить в виде:

ф 2* | y1 | | y2 |

Относительно большие деформации могут возникать при закреплении тонкостенных нежестких заготовок (кольца, гильзы, трубы, корпусные детали). Для уменьшения прогиба стенок корпусных деталей нужно стремиться к тому, чтобы зажимные силы были приложены против установочных элементов приспособления. Для уменьшения радиальных деформаций колец применяют их закрепление по торцам.

Размерный износ режущего инструмента.

В процессе обработки наблюдается износ режущего инструмента. Следствием этого является как бы отдаление режущей кромки на величину U от инструмента. Износ, вызываемый трением, в процессе обработки протекает непрерывно. Величину размерного износа инструментов определяют по нормали к обрабатываемой поверхности или (что менее точно) умножением ширины фаски h на тангенс угла (см. рис. 19, а).

Изучение размерного износа показало, что этот процесс не подчиняется строго линейному закону (рис. 19, б).