8.1. Загальні положення і методика виконання роботи

Технологічна система ВПІД є пружною системою, деформації елементів якої в процесі обробки обумовлюють появу похибок розмірів й геометричної форми поверхонь оброблюваних деталей.

В цій лабораторній роботі розглядається вплив деформацій системи ВПІД на точність форми циліндричної поверхні, яка отримана в результаті обробки заготовки на токарному верстаті з установленням в центрах.

Сумарне пружне зміщення елементів системи ВПІД в і - тому перетині складає

, (8.1)

де , , – відповідно, вигин осі заготовки, зміщення осі центрів, зміщення супорта під дією радіальної складової сили різання (рис. 8.1).

Оскільки , де – сумарна податливість системи ВПІД у горизонтальній площині, то рівняння (8.1) можна записати у вигляді

(8.2)

а бо

, (8.3)

де – розрахункова (теоретична) деформація заготовки в і-тому перетині, мм; , , – відповідно, податливості передньої бабки, задньої бабки і супорта, мм/Н; Е – модуль пружності матеріалу заготовки (для сталі Е=2·10⁵ Н/мм²); , l – відповідно, діаметр і довжина заготовки, мм; – відстань від вершини різця до лівого торця заготовки, мм; – момент інерції перетину заготовки, мм⁴ (для круглого перетину ); – радіальна складова сили різання.

Силу різання (в Н), що виникає під час точіння, можна знайти за формулою (7.17).

Таким чином, знаючи режими різання й геометрію інструмента, розміри заготовки і жорсткість вузлів верстата, можна розраховувати деформацію заготовки у певних положеннях різця. Відклавши в масштабі розраховані величини і з'єднавши отримані точки плавною кривою, можна побудувати теоретичну форму твірної заготовки після її проточування, знайти екстремальні значення деформацій (тобто, та ) і визначити теоретичну похибку форми поверхні

. (8.4)

Необхідні розрахунки пропонується провести на ПЕОМ за спеціальною комп’ютерною програмою (Project 2). Результатом розрахунків за цією програмою є сумарна пружна деформація заготовки і вузлів верстата (в мм) під дією сили .

Форма реальної поверхні, отриманої в результаті токарної обробки, обумовлена не тільки пружними деформаціями системи ВПІД, але й геометричною неточністю верстата (непаралельністю осі центрів напряму руху супорта, непрямолінійністю руху супорта через знос напрямних та ін). Тому для порівняння теоретичної форми заготовки з реальною необхідно виключити похибку форми, спричинену геометричною неточністю верстата. Це можна зробити, якщо відхилення форми заготовки, отримані в процесі точіння з робочими режимами різання, порівняти з відхиленнями, отриманими попереднім точінням зі спеціальними (чистовими) режимами, під час якого сила різання Р_у і, відповідно, деформації заготовки незначні і ними можна знехтувати. Цей підхід покладений в основу експериментальної частини роботи і пояснюється схемою процесу обробки, показаною на рис. 8.2.

Таким чином, експериментальне (фактичне) значення деформації заготовки в і-му перетині можна визначити за формулою

, (8.5)

де і – задана (за лімбом) і фактична глибини різання під час точіння заготовки з робочими режимами в зоні і-го перетину.

Оскільки заготовка попередньо проточується з малими подачею і глибиною різання, то можна вважати, що задана глибина різання є однаковою по всій довжині заготовки, тобто

. (8.6)

Фактична глибина різання в процесі точіння заготовки з робочими режимами (див. рис. 8.2) складає

, (8.7)

Рис.8.2. Схема процесу обробки під час виконання експериментальної частини роботи

де і – діаметри заготовки, відповідно, після точіння зі спеціальними (чистовими) режимами різання і після точіння з робочими режимами різання.