Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Технология машиностроения. Точность механической обработки. Учебное пособие
.pdf
– рассчитать глубину резания t по формуле (4.25), как максимально
допустимую величину, при которой обеспечивается требуемая точность
обработки с учетом тепловых деформаций режущего инструмента, для
заданных условий резания;
– рассчитать увеличение вылета резца
с учетом корректи-
L
CTt
ровки глубины резания;
– сопоставить найденные режимы резания с режимами, полученными ранее (см. п. 4.2);
– проверить выполнение условия (4.23) с учетом корректировки глу-
бины резания и сделать выводы о влиянии тепловых деформаций режущего инструмента на точность обработки.
Пример выполнения работы № 4
1. В соответствии с номером варианта, выданным преподавателем,
из табл. П3.1 (см. приложение 3) определяем исходные данные.
Характеристики детали и обработанной
поверхности
Инструмент
Наруж-
Мате-
риал
Номер варианта
1 А20 120 3,2 10 100 0,5 60
ный
диаметр
детали
d, мм
Параметр
шерохова-
тости
Ra, мкм
Ква-
литет
Точность
Значение
допуска Td,
мкм
Радиус
скругления
вершины
резца r, мм
Период
стойкости
Т, мин
2. Изображаем эскиз детали с указанием размеров, требований по
точности и шероховатости поверхности в соответствии с номером варианта. Определяем предел прочности материала детали по справочнику
[12]. Для стали А20
= 450 МПа (рис. 4.15).
в
2.1. Определяем длину детали:
мм,
l
81
,
= 6 (для четных вариантов)
C
l
мм.
где
lCd
= 4 (для нечетных вариантов);
C
l
4 120 480l
2.2. По ГОСТ 7417–75 (п. 2) из приведенного ряда чисел, соответ-
ствующих диаметрам сортового проката круглого поперечного сечения,
определяем диаметр заготовки.
Для диаметра детали d = 120 мм ближайший диаметр заготовки равен
= 130 мм.
d
заг
Рис. 4.15. Эскиз детали с контуром заготовки
3. Выбираем оборудование и тип режущего инструмента.
3.1. По справочнику [12] подбираем оборудование, позволяющее об-
рабатывать размеры детали, указанные в варианте задания.
Для заданной детали с размерами l = 480 мм и d = 120 мм назначаем
токарно-винторезный станок 16Б05П с наибольшим диаметром обрабатываемой заготовки над станиной 250 мм, над суппортом 145 мм и
с наибольшей
длиной обрабатываемой заготовки 500 мм.
3.2. В данной работе применить токарный проходной прямой резец
с пластиной из твердого сплава Т15К6.
Площадь сечения державки резца Н × В, мм
2
,
где Н = 16 мм – высота державки; В =16 мм – ширина державки (для
четных вариантов).
Н = 20 мм – высота державки; В =25 мм – ширина державки (для
нечетных вариантов).
4. Для заданных условий обработки определяем удлинение вылета
резца.
4.1. По заданной шероховатости Ra = 3,2 мкм и радиусу скругления
вершины резца r = 0,5 мм определяем (по табл. П3.2, приложение 3) величину подачи S:
S = 0,15 мм/об.
82
4.2. Определяем глубину резания при наружном точении:
x
dd
130 120
заг
t
5 мм.
22
4.3. Определяем скорость резания V, соответствующую значениям
подачи S = 0,15 мм/об, глубине резания t = 5 мм и периоду стойкости
режущего инструмента Т = 60 мин, по формуле (4.24):
C
tST
V
ym
.
V
Для наружного продольного точения проходными резцами, режущая часть которых выполнена из материала Т15К6, и при назначенной
подаче S до 0,3 мм/об определяем по табл. 17, приведенной в справочнике [12, с. 269], значения коэффициентов:
= 420; х = 0,15; y = 0,35; m = 0,2:
С
V
C
V
V
xym
tST
0,15 0,35 0,2
50,1560
420
285 м/мин.
4.4. Рассчитываем длину консольной части резца (вылет резца из
резцедержателя
).tL
На практике вылет длины консольной части резца (вылет резца из
резцедержателя
где
= 1,0Н (для нечетных вариантов),
L
t
рассчитывается по формуле
)tL
= (1,0…1,5)Н,
L
t
= 1,5Н (для четных вари-
L
t
антов),
1, 0Н 1, 0 1 6 1 6
L
t
мм.
Удлинение вылета резца:
CL
t
LtS
tb
CT
kHB
0,75
()
0,5
V
116
9,81 16 16
450(5 0,15) 285 39 мкм.
0,75 0,5
83
5. Проверяем выполнение условия (4.23):
2,
LT
CT
td
239 0,8100,
78 80.
Таким образом, расчетное значение
не превышает допусти-
L
CTt
мую величину погрешности формы от воздействия теплоты резания.
Следовательно, заданная точность размера обеспечивается.
Контрольные вопросы для самоподготовки
1. Назовите основные источники образования теплоты в зоне ре-
зания.
2. От чего зависит интенсивность выделения теплоты и распределе-
ние тепловых потоков между стружкой, деталью и инструментом?
3. Что понимают под тепловым балансом при резании?
4. Как влияют тепловые деформации режущего инструмента на точ-
ность обработанной поверхности?
5. Что понимают под тепловым равновесием
технологической си-
стемы при резании?
РАБОТА № 5
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ НАСТРОЙКИ
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ СИСТЕМ
Цель работы: приобретение практических навыков применения ме-
тодов настройки технологической системы, определение настроечного
размера, погрешности и допуска настройки. Практическая работа рассчитана на четыре академических часа.
84
Теоретические сведения
Для осуществления практически любого технологического процесса
(ТП) в машиностроительном производстве необходимо приложение
совокупности орудий производства, называемых средствами технологического оснащения (СТО).
Наладкой технологической системы называется приведение ее в ра-
бочее состояние, пригодное для использования при выполнении технологической операции процесса.
Настройка (регулирование) технологической системы станка на
размер является частью наладки, включает: согласованную установку
режущего инструмента, рабочих органов станка, приспособления в положение, которое обеспечивает получение заданного размера в поле допуска на изготовление детали.
Подналадкой называется дополнительная регулировка технологи-
ческого оборудования и (или) технологической оснастки при выполнении технологической операции для восстановления достигнутых при
наладке (настройке) значений параметров.
Взаимное положение элементов технологической системы определяется установочным размером. Поле рассеяния положений инструмента при наладке называют погрешностью наладки станка на размер
Ориентировочно погрешность принимают равной разности
().
н
между предельными значениями установочного размера.
Задания для самостоятельного выполнения работы
в аудитории
1. Определить параметры настройки статическим методом по эта-
лону.
2. Определить параметры настройки по (эталону) установу.
3. Определить параметры настройки динамическим методом.
Последовательность выполнения работы
1. Записать для первого задания исходные данные по варианту. Ва-
рианты исходных данных приведены в табл. П4.1 (приложение 4).
1.1. Определить настроечный размер для настройки статическим ме-
тодом по эталону.
Для компенсации изменения фактических размеров обрабатываемых деталей установочные калибры или эталонные детали при статиче-
85
ской настройке изготавливаются с отступлением от чертежа детали на
р
у
м
р
у
величину некоторой поправки
н
ечный размер
D
эталона вычисляется по формуле
асч
н
D
расч попр
. В этом случае расчетный настро-
попр
DD
min max
, (4.26)
2
где
, DD
min max
ные размеры детали по чертежу;
– соответственно наименьший и наибольший предель-
– поправка, учитывающая де-
попр
формацию в упругой технологической системе и высоту неровностей
поверхности эталона, по которой производится настройка.
1.1.1. Для заданного условия задачи определить погрешность
настройки по формуле [4]
нэтуст.ин
22
, мкм. (4.27)
1.1.1.1. Определить погрешность эталона по формуле [4]
.
эт из.эт уст.эт
(4.28)
Погрешность изготовления эталона составляет величину 10…20 мкм,
погрешность установки также не должна превышать 10…20 мкм.
(В данной работе для расчета необходимо взять любые значения в отмеченных диапазонах.)
1.1.1.2. По табл. 4.3 определить погрешность установки инструмента
по эталону, которая зависит от способа установки.
Таблица 4.3
Погрешность установки инструмента по эталону Δ
Способ
Закрепление резца, закрепленного после касания с
эталоно
Подведение резца, закрепленного в резцедержателе:
до непос
с некоторым зазором, определяемым с помощью бумажного щ
с помощью металлического щупа 7…10 14…20
с помощью индикатора 5…15 10…30
едственного касания с эталоном
становки инструмента На сторону На диаметр
100…130 200…260
20…30
па
10…20
уст.ин
, мкм
40…60
20…40
86
В данной работе применить способ установки инструмента в виде
р
у
подведения резца, закрепленного в резцедержателе до непосредственного касания с эталоном. Исходя из исходных данных по варианту
назначить любые значения в отмеченных диапазонах на сторону или на
диаметр.
1.1.2. Для определения расчетного настроечного размера эталона
н
D
вычислить величину поправки
асч
попр
по формуле
где
123
– составляющие поправки, учитывающие соответ-
попр 123
, (4.29)
ственно действие сил резания, высоту неровностей поверхности обрабатываемых заготовок и величину зазора в подшипниках шпинделя.
В формуле (4.26) знак «–» принимается для случая обработки вала, а
знак «+» – для обработки отверстия.
1.1.2.1. Определить величину поправки
на действие сил резания
1
при односторонней обработке по формуле
Р
где
Р
– нормальная составляющая силы резания, Н; j – жесткость
y
1
, мкм, (4.30)
j
станка, Н/мм.
При двухсторонней обработке значение
удваивается.
1
1.1.2.2. Определить величину поправки на высоту неровностей по-
верхности заготовки
= Ra, где Ra – шероховатость поверхности де-
2
тали, мкм.
1.1.2.3. Значение величины поправки
на величину зазора в под-
3
шипниках шпинделя обычно лежит в диапазоне от 20 до 40 мкм. В данной работе принять
равным среднему значению указанного диапа-
3
зона.
2. Записать для второго задания исходные данные по варианту. Ва-
рианты исходных данных приведены в табл. П4.2 (приложение 4).
2.1. Определить параметры настройки по эталону (установу).
2.1.1. Определить промежуточный размер эталона по формуле
пром
LL
эт min
Т
L
мм, (4.31)
2
87
где
мм;
– наименьший размер детали в пределах допуска на обработку,
L
min
– допуск на обработку, мм.
Т
L
2.1.2. После обработки пробных деталей в количестве трех штук опре-
делить универсальным измерительным инструментом их размеры
2.1.2.1. Рассчитать значения среднего размера пробных деталей
по формуле
.
L
i
L
LL L
L
12
...
n
, мм. (4.32)
n
2.1.2.2. Рассчитать среднеквадратическое отклонение
2
LL
i
, мм. (4.33)
по формуле
2.1.3. Определить величину поправки настроечного размера по фор-
муле
пром
попр эт
LL
, мм. (4.34)
2.1.4. Определить окончательный размер эталона (установа) по фор-
муле
эт min попр
3,LL а
мм, (4.35)
где а – размер щупа, мм.
2.1.5. Определить общую погрешность настройки по формуле
где
нэтизуст.ин
– погрешность изготовления эталона;
эт
222
мкм, (4.36)
,
– погрешность изго-
из
товления щупа (в данной работе погрешность щупа принять 8 мкм);
– погрешность установки режущего инструмента по щупу.
уст.ин
2.1.5.1. Определить погрешность изготовления эталона (установа)
(см. п. 1.1.1.1).
2.1.5.2. По табл. 4.3 (см. задание 1) определить погрешность уста-
новки инструмента.
88
3. Записать для третьего задания исходные данные по варианту. Ва-
р
р
рианты исходных данных приведены в табл. П4.3 (приложение 4).
3.1. Определить параметры настройки динамическим методом.
3.1.1. Определить общую погрешность настройки по формуле
где
нсмрегизм
– смещение центра группирования размеров пробных деталей
см
22 2
1, 2
относительно середины поля рассеяния размеров, мкм;
, (4.37)
– погреш-
ег
ность регулирования положения режущего инструмента на станке, мкм;
– погрешность измерения пробных деталей, мкм.
изм
3.1.1.1. Определить погрешности настройки
см
сл
, (4.38)
m
– мгновенная погрешность;
сл
где m – количество пробных деталей;
– смещение центра группирования размеров пробных деталей от-
см
по формуле
см
носительно середины поля рассеяния размеров, мкм.
По табл. 4.4 определить мгновенную погрешность обработки
Таблица 4.4
Значения мгновенной погрешности обработки Δ
мкм
Размеры,
мм
Сила резания Р
Н
,
у
4000…6000 6000…10 000 10 000 15 000
Жесткость системы j, Н/мм
на токарных станках,
сл
.
сл
50…80
50…100 46 32 60
100…150 47 33 62
3.1.1.2. Определить погрешность регулирования
Для определения погрешности регулирования воспользуемся
табл. 4.5.
89
.
ег
Таблица 4.5
ру
ру
м
м
–
р
ру
Погрешности регулирования Δ
Способ
регулирования
положения режущего
мента
инст
По лимбу с ценой деления, м
0,01 10…20 1 4
0,02 20…30 2 10
0,05 30…60 5 20
0,1…0,5
Погрешность
регулирования
на диаметр
Δ
рег
10 30
По индикатору с ценой
деления, мк
инструмента, мкм
рег
Способ
регулирования
положения режущего
мента
инст
Погрешность
регулирования
на диаметр
Δ
рег
Погрешность регулирования положения режущего инструмента за-
висит от применяемого способа регулирования.
3.1.1.3. Подобрать измерительный инструмент для динамической
настройки станка.
Для выбора измерительного инструмента воспользуемся табл. 4.6.
Таблица 4.6
Измерительные инструменты для динамической настройки станков
Допуск
на об
аботку, мм
0,5 и более Штангенциркуль 0,1
0,25…0,5 Штангенциркуль 0,05
0,05…0,25 Микрометр 0,01
0,01…0,05 Индикаторная скоба 0,01…0,002
Инструмент для настройки
Цена деления
мента
инст
3.1.1.4. Определить величину погрешности измерения измеритель-
ного инструмента.
Для определения величины погрешности измерения измерительного
инструмента воспользуемся табл. 4.7. Значения погрешностей измерения
принимаются равными предельной погрешности используе-
изм
мого измерительного инструмента или прибора.
3.1.2. Определить размер для установки режущего инструмента по
формуле
н
DD
0min
90
. (4.39)
2
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]