7.2.4.1. Методы определения жесткости
Определение жесткости станков расчетным путем является сложной задачей. Поэтому эту жесткость определяют, преимущественно, экспериментально. Существуют два экспериментальных метода определения жесткости.
Статический метод
Жесткость станка этим методом определяется при неработающем станке. Станок нагружают силами, имитирующими нагрузки при обработке резанием. При нагружении регистрируют деформации узлов и деталей станка. При необходимости регистрацию деформаций производят и при разгрузке. По известным силам и деформациям производят расчет жесткости станка.
Динамический или производственный метод
При определении жесткости станка статическим методом не учитываются динамические нагрузки (удары, вибрация, и. т. д.), которые возникают при работе станка. В этой связи, жесткость станка, найденная статическим методом в 1,2 – 1,4 раза больше жесткости, определенной динамическим методом. При определении жесткости станка производственным методом применяется следующая методика.
На станок
устанавливается ступенчатая цилиндрическая
заготовка с перепадом диаметров
,
где
и
- диаметры ступеней. После обработки
за один рабочий ход за счет различной
глубины резания на обработанной
поверхности также образуется перепад
диаметров
,
где
и
- величина отжатия вершины резца при
обработке ступеней вала. Очевидно
Пусть радиальная сила резания определяется по формуле
где
-
коэффициент, зависящий от материалу,
подачи, и скорости резания,
- глубина резания. Формулы и рекомендации
для определения коэффициента
приведены в специальной литературе.
Тогда при обработке ступеней имеем:
и
.
Жесткость станка определяется по формуле (12.1)
.
Откуда
В результате преобразований получаем
.
Однако
;
,
где
- удвоенное расстояние от вершины резца
до оси заготовки. Откуда
или
.
Величина
и
определяется замерами. Очевидно, что
при использовании этого метода следует
применять заготовку и резец повышенной
жесткости, чтобы исключить влияния их
деформации на результаты определения
жесткости.
7.2.5. Погрешности установки заготовок на станках и в приспособлениях
Установкой согласно ГОСТ 21495 ¾ 76 называется базирование и закрепление заготовки или изделия.
Погрешностью
установки по ГОСТ 21495 ¾
76 называется отклонение фактически
достигнутого положения заготовки от
заданного. Фактическое положение
заготовки зависит от условий ее
базирования и закрепления. Кроме того,
точность фактического положения
заготовки зависит от качества работы
и изготовления приспособления, в которое
устанавливается заготовка. Поэтому
погрешность установки
определяется как совокупность
погрешностей базирования
,
закрепления
и приспособления
.
Каждая из этих погрешностей определяется как отклонение фактического положения измерительной базы от заданного относительно формообразующего элемента режущего инструмента, настроенного на размер. Формообразующим элементом могут быть вершина резца при точении или плоскость, проведенная через вершины зубьев фрезы.
Когда указанные погрешности рассматриваются как случайные величины, то погрешность установки определяется по правилу сложения случайных величин
Погрешность установки возникает только при обработке заготовок на предварительно настроенных станках методом автоматического получения размеров. Если обработка каждой детали в партии осуществляется с настройкой на размер методом пробных ходов и замеров, то погрешность установки исключается за счет управления размером в процессе обработки.
Погрешность базирования возникает при нарушении принципа совмещения или единства баз, когда технологическая база не совпадает с измерительной. Как было отмечено ранее, принцип совмещения баз используется при обработке деталей партиями на предварительно настроенных станках, когда размеры, заданные на чертеже, выдерживаются автоматически.
Погрешность закрепления возникает от действия сил, которые удерживают заготовку при механической обработке. Погрешность закрепления зависит от упругих деформаций элементов системы ДИПС. Среди элементов системы ДИПС можно выделить два основных: саму заготовку, а также контактные поверхности на стыке технологической базы и установочных элементов. Упругая деформация заготовки зависит от ее конфигурации и схемы сил, приложенных к ней. Величина упругой деформации контактных поверхностей определяется экспериментально и зависит от качества поверхностей на стыке, а также от свойств материала.