Лабораторная работа № 9 исследование влияния жесткости станка на точность и производительность механической обработки

1. Цель работы: выбор варианта металлорежущего станка по точности и производительности механической обработки на основе экспериментальных исследований жестокости станков производственным методом.

2. Основные понятия и определения

Система СПИД, жесткость, производственный метод определения жесткости, производительность технологической операции приведены в литературных источниках [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12].

3. Методика выполнения работы

а) Технологическое оснащение, исходные материалы и данные

Оборудование: два токарно-винторезных станка разных моделей.

Приспособления: трехкулачковый самоцентрирующийся патрон.

Вспомогательные инструменты: резцедержатель, державки для резца.

Режущие инструменты: токарные проходные резцы.

Измерительные инструменты: штангенциркуль, микрометр, рычажная скоба.

Заготовки: ступенчатые валики из стали.

Режимы резания: скорость V (м/мин), подача S (мм/об), глубина резания t (мм).

Задание: на основе экспериментальных исследований определить жесткости двух токарно-винторезных станков производственным методом при точении ступенчатого валика. Выбрать станок, обеспечивающий большую точность и производительность.

Литература: по устройству применяемых СТО и основных технологических положениях жесткости технологической системы смотри рекомендуемую литературу [1, 2, 3, 5-12].

б) Порядок выполнения работы

1. Установить заготовку ступенчатого валика из стали 45 с необходимым вылетом в трехкулачковый патрон первого токарно-винторезного станка, поджать задним центром и закрепить.

2. Измерить диаметры заготовки по середине каждой ступени в двух взаимноперпендикулярных направлениях I-I (d_{з I-I} , Д_{з I-I}) и II-II (d_{з II-II} , Д_{з II-II}), рассчитать средние арифметические значения [10, (24)] d_з и Д_з, записать в [10, табл. 18], рассчитать значение d_о [10, (45)].

3. Рассчитать частоту вращения шпинделя n [10, (5)] по заданному значению скорости резания V и диаметру заготовки d_з.

4. Включить станок, установить частоту вращения шпинделя n по станку, ближайшую к расчетной и подачу S_о.

5. Настроить резец из твердого сплава с =45, =10° и =–5° по лимбу на заданную глубину резания t₁.

6. Проточить заготовку на длину обработки l_з и отвести резец в исходное положение (настроенным на выполнение первого рабочего хода по длине и диаметру).

7. Измерить диаметры детали посередине каждой ступени в двух взаимноперпендикулярных направлениях (d_{з I-I} , Д_{з I-I}, d_{з II-II} , Д_{з II-II}), рассчитать средние арифметические значения d_з и Д_з и записать в [10, табл. 18].

8. Если d_d >d₀ и (или) D_d >d₀, то проточить заготовку – осуществить рабочий ход выхаживания.

9. Повторить п.п. 7 и 8, считая число рабочих ходов i до тех пор, пока не будет выполняться условие d_d =D_d =d₀.

10. Повторить п.п. 1, 2 и 6-10 для второго токарно-винторезного станка.

11. Рассчитать погрешности обработки ∆₁ [10, (48)] и ∆₂ [10, (47)] после первого рабочего хода [10, (48)], [10, (47)] на каждом станке и записать в [10, табл. 18].

12. Рассчитать жесткость каждого станка и записать в [10, табл. 18].

13. Рассчитать основное время t_о обработки валика на каждом станке с учетом ходов выхаживания и записать в [10, табл.18].

14. Сделать выводы по выбору станка по точности (значениям погрешностей ∆₁ и ∆₂) и производительности (значения t_о).

в) Содержание отчета

1. Наименование и цель работы.

2. Наименования, модели станков, приспособлений, вспомогательных, режущих и измерительных инструментов.

3. Схема определения жесткости производственным методом [10, рис. 15] с численными значениями диаметров, длины, глубин резания и упругих отжатий инструмента.

4. Значения режимов резания (V, S, t).

5. Результаты измерения и расчета жесткости, точности и производительности станков [10, табл. 18] с примерами расчета ∆₁, ∆₂, j, t_о.

6. Выводы по выбору станка по точности и производительности.

7. Выводы по выбору мероприятий по снижению погрешности обработки из-за упругих отжатий, вызванных нежесткостью технологической системы СПИД.