Определение жесткости токарного станка производственным методом при обточке эксцентрично закрепленной заготовки: Методические указания к лабораторной работе № 18

МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Волгоградский государственный технический университет

Определение жесткости токарного станка

производственным методом

при обточке

 эксцентрично закрепленной заготовки

Методические указания к лабораторной работе №18

Волгоград

2009
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 18

«Определение жесткости токарного станка

производственным методом при обточке

 эксцентрично закрепленной заготовки»

1.ЦЕЛЬ РАБОТЫ

Ознакомиться с копированием погрешностей заготовок при токарной обработке и на этой основе с методикой определения жесткости токарного станка производственным методом.

2.СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

1) Обработка эксцентричной заготовки.

2) Измерение биения заготовки до и после обработки.

3) Определение жесткости токарного станка.

3.ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

Производственный метод испытания жесткости металлорежущих станков основан на принципе обработки заготовки с неравномерным припуском (переменной глубиной резания). Неравномерный припуск при обработке может быть получен за счет эксцентричного расположения заготовки, ее конусности или ступенчатости. Для испытания жесткости токарных станков удобно использовать эксцентричную заготовку. При обработке эксцентричной заготовки глубина резания за пол оборота заготовки закономерно изменяется от t_min до t_max , что вызывает соответственное изменение силы резаная, а значит и упругих перемещений системы. Величина упругих перемещений системы при обработке детали на токарном станке зависит от жесткости станка, режущего инструмента и обрабатываемой детали, т.е.

                                                (3.1)

Так как жесткость резца в радиальном направлении несоизмеримо велика по сравнению с жесткостью станка и обрабатываемой детали, ее можно не учитывать при расчетах.

Если для проведения испытания использовать заготовку; жесткость которой значительно превышает жесткость станка, то жесткость заготовки также можно исключитьиз расчета, и тогда

                                                                (3.2)

Формула для определения жесткости станка при использовании производственного метода, (H/мм):

,                                                                   (3.3)

Радиальная составляющая силы резания P_y может быть выражена через тангенциальную составляющую силы резания P_z , (Н):

                                                                  (3.4)

где l_о – коэффициент, характеризующий отношение  и зависящий от геометрии резца, состояния режущей кромки и механических свойств обрабатываемого материала – l_о = 0,3.

Определяя P_z по формуле Челюсткина, получим, (Н):

                                                      (3.5) где С_Р – коэффициент, зависящий от механических свойств обрабатываемого материала и угла резания (С_Р=260).

Тогда

                                                          (3.6)

или

                                                        (3.7)

При обработке эксцентричной заготовки глубина резания изменяется от t_min до t_max и соответственно изменению глубины резания изменяются и отжатия узлов станка от y_min до y_max.

Тогда

                                  (3.8)

где y_max- y_min= Dд – биение детали после обработки (погрешность формы детали) вмм;

t_max - t_min = Dз – биение заготовки до обработки (погрешность формы заготовки) в мм.

Введя эти обозначения, получаем:

                                                     (3.9)

или

                                                       (3.10)

Отношение  одноименных погрешностей заготовки (D) и обработанной детали (Dд) принято называть "уточнением" (e), тогда

                                                           (3.11)

Таким образом, определение жесткости токарного станка производственным методом, путем обработки .эксцентричной .заготовки, практически сводится к измерению биения заготовки до и после обработки. В условиях постоянной жесткости технологической системы погрешности формы и погрешности взаимного положения поверхностей заготовки копируются на готовой детали в уменьшенном виде. С увеличением жесткости технологической системы и числа проходов режущего инструмента конечная погрешность обрабатываемой детали может быть доведена до желаемого минимума. В этом заключается использование так называемого закона копирования первичных погрешностей заготовки в процессе механической обработки.

4.ОПИСАНИЕ ЛАБОРАТОРНОЙ УСТАНОВКИ

На токарно-винторезный станок в центре устанавливается специальная оправка 2, на которой закрепляются три кольца 1. Установка позволяет эксцентрично установить кольца и закрепить их болтами 3 (Рис. 4.1). На резцедержателе устанавливается державка с индикаторной головкой.

Для выполнения требований техники безопасности при станке имеются очки, крючок для удаления стружки.

5.МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТА И ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ

1) Установить оправку с тремя кольцами, выполненнымииз стали 45 ГОСТ 1050–83, в центрах токарного ставка 1A62.

2) Установить в резцедержателе державку с индикатором. Измерительный наконечник индикатора должен быть расположен в горизонтальной плоскости, строго по оси центров станка.

3) Ослабить на оправке торцевые болта и повернуть последовательно все три обрабатываемых кольца так, чтобы биение заготовки было Dз = 5 мм. Закрепить болт. Окончательное измерение биения произвести индикатором после закрепления обрабатываемых колец. Показания индикатора занести в табл. 5.1.