Транспортировка станков. Испытание металлорежущих станков. Причины потери станком работоспособности, страница 46

В корпусе 1 прибора (рис.1.3.4.6.1), закрепляемого в резцедержателе суппорта станка, расположен винт 2 с гайкой 3; гайка вращается от червяка 12, сцепленного с зубчатым венцом, нарезанным на корпусе гайки 3; при этом винт 2 получает осевое перемещение. Усилие, создаваемое винтом, через динамометр 4 передается на валик 5, установленный в центрах станка.

Рис.1.3.4.6.1. Прибор для измерения жесткости токарных станков (ЭНИМС — X. М.  Еникеев)

Деформации динамометра, пропорциональные прилагаемому усилию, измеряются индикатором 7. Перемещения валика 5 измеряются по вертикали индикатором 6, расположенным на вертикальной стойке 8, а по горизонтали — индикатором 11, упирающимся в штифт 10, расположенный в корпусе прибора и находящийся под давлением пружины 9.

В зависимости от угла а наклона винта 2, создающего нагружающую силу, соотношение между ее составляющими может варьировать. Обычно берут a  =arc tg0,5 = 26°35', имея в виду, что Р_у = P_z*tg a. = 0,5P_Z.

В этом приборе усилие, прилагаемое к валику, проходит через его ось, следовательно, не создает крутящего момента, действующего в условиях резания. Отсутствует осевая составляющая Р_х. Создаваемая винтом 2 сила отстоит от валика дальше, чем сила резания, приложенная на кромке резца. Таким образом, и этот прибор также не имитирует достаточно близко реально действующие на суппорт и на заготовку нагрузки.

Прибор аналогичного назначения, разработанный в Московском станкоинструментальном институте, показан на рис.1.3.4.6.2.

Рис.1.3.4.6.2. Прибор для измерения   жесткости токарных станков (Станкин).

При использовании прибора для измерения жесткости станка нагружение производится наклонной силой Р, создаваемой крутящим моментом, приложенным к шпинделю станка. Оправка, имеющая наклонную площадку, упирается в шарик на пружинящей части державки. Угол наклона силы Р к вертикали выбран таким, чтобы Р = 0,5Р. Деформация пружинящей части этого динамометра и относительное перемещение оправки и суппорта измеряются двумя индикаторами.

Как видно, нагружение, осуществляемое этим прибором, ближе имитирует нагружение действительными силами резания, нежели оба предыдущих прибора.

Следует иметь в виду, что при применении описанных  выше приборов нагружение узлов  представляет некоторые трудности. Для  измерений нужны добавочные приборы,  и точное измерение не всегда возможно.

Ряд приборов для измерения жесткости станков был разработан кафедрой технологии машиностроения Ленинградского политехнического института под руководством А. П. Соколовского. В конструкциях этих приборов использован кольцевой динамометр. Он позволяет измерять жесткость не только токарных, но и других станков при нагрузке одной, двумя или тремя составляющими силы резания (P_z, P_y, Р_х). Соответствующие приборы показаны на рис.1.3.4.6.3 и 1.3.4.76.4.

Измерение суммарной жесткости  путем резания) производится для определения этой характеристики станка при переменной нагрузке — обтачиванием эксцентричной заготовки—и в условиях постоянной нагрузки — обработкой образцов с постоянным в каждом эксперименте сечением снимаемой стружки. Жесткость определяют, исходя из составляющей силы резания, направленной по нормали к обрабатываемой поверхности заготовки, и из относительной величины отжатия инструмента и образца.

Рис.1.3.4.6.3. Прибор с кольцевым динамометром для измерения жесткости станков.

 Рис 1.3.4.6.4.. Прибор с кольцевым динамометром для измерения жесткости  токарных  станков при нагрузке составляющими P_z и Р_у.

Исследования жесткости станков показывают, что после снятия нагрузки с узла часто наблюдаются остаточные отжатия. При этом, если к детали или к узлу прилагалась сила сначала в одном, затем в противоположном направлении, то в начальный период действия силы после изменения ее направления всегда наблюдается скачок отжатия, которое почти мгновенно возрастает от нуля до сравнительно большого значения. После этого градиент возрастания отжатия становится близким к его градиенту при нарастании нагрузки в первом направлении.