Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
топт / жесткость.doc
Скачиваний:
35
Добавлен:
09.06.2017
Размер:
322.05 Кб
Скачать

Министерство образования Российской Федерации

«Мати» - Российский государственный технологический университет им. К.Э. Циолковского

Кафедра «Технология производства двигателей летательных аппаратов»

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТОЧНОСТИ ОБРАБОТКИ НА ТОКАРНЫХ СТАНКАХ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ЖЕСТКОСТИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЕ

по курсу "Основы технологии производства двигателей летательных аппаратов"

Составители:

Елисеев Ю.С.

Ковалев А.П.

Бойцов А.Г.

Москва 2010

ОГЛАВЛЕНИЕ

Стр

ЗАДАНИЕ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3

  1. ПОЯСНЕНИЯ К РАБОТЕ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3

  2. МЕТОДИКА ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ . . . . . . . . . . . . . . 9

3. ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ . . . . . . . . . . . . . . . . 13

Контрольные вопросы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15

ЛИТЕРАТУРА . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15

ПРИЛОЖЕНИЯ. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16

ЗАДАНИЕ

1. Ознакомиться с методами определения жесткости технологической системы и основными зависимостями.

2. Рассчитать режим резания с учетом требуемой шероховатости поверхности, припуска на обработку и механических свойств обрабатываемого материала.

3. Экспериментально определить жесткость технологической системы статическим и динамическим методами.

4. Произвести необходимые расчеты и сделать выводы по работе.

1. Пояснения к работе

Целью работы является ознакомление с методами оценки жесткости технологической системы станок - приспособление - инструмент - деталь (СПИД), определение ее влияния на точность обработки и изучение основных закономерностей.

Под жесткостью технологической системы понимается ее способность оказывать сопротивление действию деформирующих ее сил. Жесткость упругой технологической системы выражается отношением составляющей силы резания, направленной по нормали к обрабатываемой поверхности Py , к смещению лезвия инструмента относительно заготовки y , отсчитываемому в том же направлении:

Н / мм (1)

Упругие деформации технологической системы возникают под действием всех составляющих сил резания Pz , Py и Px. Но формула жесткости учитывает влияние только составляющей Py. Это объясняется тем, что деформация системы y=Py/j непосредственно влияет на точность размера (например, диаметра), в то время как деформация под действием других составляющих влияет на точность размера косвенно, незначительно.

На практике иногда удобнее пользоваться понятием податливости, численно равной обратной величине жесткости.

мкм / Н , (2)

мкм / Н , (3)

3

Жесткость технологической системы зависит от жесткости её составляющих.

Жесткость станка зависит, в свою очередь, от жесткости его узлов. На рис.1. представлена структура перемещений при закреплении цилиндрической заготовки в центрах на токарном станке. Суммарное перемещение лезвия инструмента относительно заготовки в сечении

А будет равно:

(4)

где перемещения соответственно передней бабки, задней бабки, суппорта и заготовки в сечении A.

С учетом формулы (2) можно записать выражение для податливости технологической системы:

, (5)

из которого следует, что жесткость системы непостоянна по длине обработки.

Жесткость станка и его отдельных узлов определяется экспериментальным путем. Жесткость заготовки в отдельных случаях может быть рассчитана по формулам из курса сопротивление материалов. Так, для схемы на рис.1 деформация заготовки и ее податливость равны соответственно:

; (6)

. (7)

Податливость для цилиндрической заготовки, установленной в патроне и в патроне с поджимом задним центром, определяется выражениями:

; (8)

4

. (9)

Рис. 1

Б

А

Б

А

; ;

; ;;

; ;

Рис.2

5

Выражения (7)...(9) показывают, что способ установки заготовки значительно влияет на её податливость и, следовательно, на точность обработки.

Из уравнения податливости (5) следует, что закон изменения податливости, в зависимости от соотношения жесткости элементов системы СПИД, может быть различным. Так, при условии малой податливости заготовки по сравнению с податливостью пб и зб получим погрешность в виде корсетности (вогнутая образующая ).

При условии дет > зб , пб - получим бочкообразность.

В реальных условиях могут иметь место различные случаи. При точении детали с равномерным припуском и одинаковыми механическими свойствами по сечению и длине заготовки на токарном станке с податливостью заготовки ( Py = const , = var ), возникнут погрешности обработки, согласно рис.2. Величина отклонения от номинального размера в i-том сечении будет составлять:

. (10)

Погрешность формы - бочкообразность составит

. (11)

При закреплении деталей на станках имеет место, как правило, погрешность их установки. Кроме того, может быть неоднородность механических свойств материала по сечению заготовки, неравномерность припуска и т.п. Это приводит к непостоянству сил резания, в том числе и Py, а следовательно и к погрешностям обработки. Вышесказанное можно проиллюстрировать на рис.3, где деталь закреплена с эксцентриситетом e , т.е. при резании меняется глубина резания от t2 до t1 . При отсутствии деформаций была бы получена окружность с диаметром . В соответствии с изменением t, силы резания будут меняться

; (12)

, (13)

где Cp - учитывает свойства обрабатываемого материала,

S -подача, мм/об.

Деформация системы при этом будет меняться от максимума - y2 до

6

минимума - y1 и при условии x = 1 запишется как:

; (14)

. (15)

Рис. 3

Погрешность формы детали определяется выражением

. (16)

В уравнении (16) .

Тогда получим

. (17)

Это выражение носит название формулы копирования.

7

Рис. 4

Жесткость системы можно определить по следующей зависимости

, (18)

где - уточнение.

На рис.4 показана схема, имитирующая обработку ступенчатого валика, закреплённого в патроне и поджатого задним центром.

Погрешности и неточности обработки будут следствием различной

податливости в сечениях А, Б и В и непостоянством силы Py из-за неравномерного припуска t2 > t1 (Py = var, = var ).

На основании ранее представленных зависимостей можно записать выражения для упругих перемещений в рассматриваемых сечениях при резании различного припуска

;; ;

;;.

Погрешность обработки по сечениям составит

8

;;

.

Соседние файлы в папке топт