Исследование влияния упругой деформации заготовки на точность ее обработки (Лабораторная работа №1)

Министерство высшего и среднего специального образовании России

Волжский инженерно-строительный институт

Кафедра: "Строительные и дорожные машины и оборудование"

Лабораторная работа №1

«Исследование влияния упругой деформации заготовки на точность ее обработки»

По курсу технологии машиностроения и ремонта С Д М

Выполнил студент:

 группы СДМ-97

_____________________

Ст. преподаватель:

Караулов Е.В.

Волжский 2002

1  Цель работы

1.1  Ознакомиться с оборудованием и инструментами, применяемыми при выполнении работы;

1.2  Освоить процесс аналитического определения деформации заготовки;

1.3  Сравнить рассчитанную деформацию с деформацией, полученной при измерении.

2  Основные теоретические положения

Точность в машиностроении имеет большое значение для повы­шения эксплуатационных свойств машин и построений, технологического процесса изготовления и ремонта деталей.

Однако, на всех этапах технологического процесса изготовления деталей машин неизбежны те или иные погрешности, в результате чего достичь абсолютную точность почти не возможно. К числу таких погреш­ностей относится погрешность от упругой деформации заготовки. Возни­кающая в процессе резания сила вызывает упругую деформацию заготовки. Ее величина зависит как от силы резания, так и от жесткости системы СПИД (станок – приспособление – инструмент – деталь).

Жесткость системы СПИД определяется отношением действующей силы к деформации, вызываемой этой силой.

На точность обработанной поверхности больше всего влияет радиальная составляющая силы резания Р_у.

.Жесткость системы СПИД можно определить экспериментально и найти расчетным путем, пользуясь формулами курса сопротивления материалов, рассматривая деталь как балку.

Для вала, закрепленного в центрах при нагружении по середи­не:

, мм

Для вала закрепленного в патроне:

, мм

Для вала .закрепленного в патроне и в центре:

,  мм

где     Y -прогиб заготовки,  мм;

P_y -  радиальная составляющая сила резания;

l - расстояние от места кропления до плоскости приложения силы, мм;

Е - модуль упругости, для стали- 2.1´10⁴ кг/мм²;

J - момент инерции поперечного сечения заготовки для сплошного круглого сечения определяется по формуле:

, мм

где     d - диаметр заготовки, мм.

При аналитическом расчете упругой деформации заготовки радиальная составляющая силы резания рассчитывается по формулам теории резания. Сила резания не постоянна по величине, так как зависит от процесса стружкообразования и неравномерности снимаемого припуска. Поэтому в процессе резания сила резания колеблется от некоторого минимального до максимального значения. Точка приложения силы резания непрерывно перемещается по мере перемещения резца, поэтому сила резания имеет динамический характер и при аналитических расчетах упругих деформаций, расчетную силу резания увеличивают в 1.2...1.4 раза при черновой обработке и в 1.1...1.2 - при чистовой.

В процессе обработки упругая деформация заготовки нарушает установленную наладкой станка закономерность движения режущего инструмента  относительно заготовки. Чтобы получить необходимый размер детали по диаметру, необходимо к расчетной глубине резания прибавить величину отжатия под действием силы P_y  ,т.е.:

иначе  диаметр детали будет больше расчетного на величину 2y.

Для определения расчетной величины упругой деформации - y- величину радиальной составляющей  P_y определяют по формуле:

  ,   Н

Значение коэффициента С_р и показателей степени x_p , y_p, z_p определяются по данным таблицы 1.

Поправочный коэффициент  K_p :   

Таблица 1 .

Обрабатываемый материал	Материал режущей части инструмента	Значение коэффициентов       и показателей.
		Ср	xp	yp	zp
Сталь конструкционная	Твердый сплав	243	0,9	0,6	0,3
	Быстрорежущая сталь	125	0,9	0,75	0

Коэффициент для конструкционных сталей определяется по формуле

Показатель степени n_p при обработке с твердым сплавом составляет 1.35, а для быстрорежущей стали 2.0 .

Поправочные коэффициенты, учитывающие влияние геометрических параметров режущей части инструмента, приведены в таблице 2 в методических указаниях к лабораторной работе.

Глубину резания следует принимать равной 2,5…3,5 мм, а подачу – 0,5…0,75 мм/об.

Скорость резания определяется по формуле:

Среднее значении стойкости Т при одноинструментальной обработке можно принять равной 60 мин.

Значение коэффициента С_v и показателей степени m, x_v, y_v выбираем по данным таблицы 3 в методических указаниях.

Необходимое число оборотов шпинделя станка для обеспечения расчетной скорости резания определяется по формуле: