2.4. Лабораторная работа № 4. Испытание консольно-фрезерного станка модели 6р12пб на жесткость
Проверка жесткости вертикально-фрезерных станков необходима для количественной оценки качества их изготовления и конструкции с точки зрения получения высокой точности обработки и виброустойчивости. Определение жесткости узлов станка дает весьма важное представление о правильности выбора размеров деталей и о качестве сборки узлов и станка в целом.
Жесткость узла станка характеризует его способность сопротивляться появлению упругих отжатий под действием нагрузки. Аналитически ее величина определяется выражением
,
кГс/мм,
где F – нагрузка, кГс, приложенная к узлу в заданном направлении; – соответствующее упругое отжатие узла, мм, измеренное в направлении действия силы.
Жесткость зависит не только от конструкции и пропорции деталей, образующих узлы, но в очень значительной степени и от качества сборки этих узлов. Как показали исследования, жесткость определяется в большей степени деформациями стыков между деталями, из которых собраны узлы; здесь сказывается влияние величины шероховатости соприкасающихся поверхностей, их отклонение от правильности геометрической формы (прямолинейность, плоскостность), деформация клиньев, болтов и других промежуточных элементов.
Под жесткостью станка следует понимать жесткость системы станок – деталь – инструмент, состоящей из последовательно соединенных звеньев, для которой справедлива зависимость
,
мм/кГс,
где Сст – общая податливость системы станок – деталь – инструмент; Сi – податливость отдельного звена.
Из приведенной зависимости видно, что жесткость системы станок – деталь – инструмент меньше жесткости самого нежесткого звена. Как показывает практика, недостаточная жесткость узлов станка получается из-за наличия в них одного, максимум двух, слабых сопряжений. Достаточно повысить жесткость слабого звена, как резко возрастает жесткость узла в целом.
2.4.1. Прибор для измерения жесткости вертикально-фрезерных станков
Типовой прибор Г-1 (Г-2), разработанный ЭНИМС-ГЗФС, предназначен для определения жесткости вертикально-фрезерных станков с шириной стола В = 300-400 мм (рис. 42). Он состоит из корпуса 4, силовой головки 5, динамометра 6 с индикатором 7 и стойки 8 с державками 9 индикаторов 3. Прибор устанавливается на столе станка и базируется по первому пазу (со стороны рабочего места) при помощи имеющейся в основании шпонки 10. Оправка 2 с конической поверхностью на диске является принадлежностью прибора и крепится в шпинделе 1 станка с помощью шомпола.
Испытание на жесткость производится при статической нагрузке, направление которой соответствует направлению рабочего усилия при торцовом несимметричном фрезеровании. Индикаторы 3, закрепляемые на стойке 8 прибора с помощью державок 9, дают возможность замерить две составляющие упругого отжатия оправки 2 в точках m и l. Третья составляющая этого отжатия, измеряемая в точке k (рис. 43), определяется с помощью индикатора, закрепляемого на отдельной стойке. Наибольшая величина нагружающей силы F = 0,0125 В2 кГс принимается в зависимости от ширины стола. Нагружение производится с помощью винтовой передачи вращением маховичка, надеваемого на червячный вал 11.
Рис. 42. Конструкция нагружателя
Рис. 43. Схема относительного расположения узлов станка