Минимальная глубина резания на 1м проходе

t _1mин = (Dз – D1) / 2 = (23,5-20,5) / 2=1,5 мм.

Подставив исходные данные в формулы (2.21) и (2.22), получим:

Руmax = t _1max · 300=1,95·300=585 H;

Руmin = t _1min · 300=1, 5·300=450 H;

У1max =585·200³ / (48·2,1·10⁵·20⁴ / 64)= 0,059 мм;

У1min =450·200³ / (48·2,1·10⁵·20⁴ / 64)= 0,046 мм.

Максимальная глубина резания на 2м проходе

t _2max = (D1 + 2 ·У1max – D_o) / 2 = (20,5+2·0,059 – 20) / 2=0,31 мм.

Минимальная глубина резания на 2м проходе

t_2min = (D1 – 2· У1min - D_o) / 2 = (20,5+2·0,046 – 20) / 2=0,20 мм.

Подставив исходные данные в формулу (2.21) и (2.22), получим:

Руmax = t 2max · 300=0,31·300=93 H;

Руmin = t 2min · 300=0, 2·300=60 H;

У2max =93·200³ / (48·2,1·10⁵·20⁴ / 64)= 0,0094 мм

У2min =60·200³ / (48·2,1·10⁵·20⁴ / 64)= 0,0061 мм.

Максимальный диаметр обработки в сечении

D_{o мах} = D_o + 2 y_2max = 20 + 2·0,0094 = 20,019 мм.

Минимальный диаметр обработки в сечении

D_{o мин} = D_o + 2 y_2min = 20 + 2·0,0061=20,012 мм

Погрешность формы (нецилиндричность) сечения

факт= D_{o мах} - D_{o мин} =20,019-20,012=0,007 мм,

что соответствует требованиям чертежа.

Мы рассмотрели, что жесткость элементов технологической системы ока-зывает огромное влияние на погрешность размеров и формы обрабатываемых поверхностей заготовки – чем выше жесткость ТС, тем большая стабильность точности обработанных поверхностей.

Чтобы повысить жесткость ТС необходимо:

1.При проектировании технологических процессов механической обработки следует выбирать металлорежущие станки высокой жесткости. Если это не-возможно, то предусматривать многопроходную обработку поверхностей заготовки.

2.Предусматривать установку и закрепление заготовки в приспособлениях по

наибольшим размерам базовых поверхностей, с минимальным «вылетом»

заготовки от установочных и крепежных элементов приспособлений.

3.Соблюдать правила эксплуатации металлорежущих станков, ухода за ними

и своевременный ремонт.

2.2.2. Вибрации технологической системы

При механической обработке заготовок на элементы ТС действуют переменные по величине силы резания, внешние толчки и сотрясения от работающего технологического оборудования, силы от неуравновешенности вращающихся деталей станка, приспособления, заготовок, инструмента, что вызывает колебания элементов ТС с определенной частотой и амплитудой и, как следствие, порождает погрешности геометрической формы, волнистости и ухудшение параметра шероховатости обрабатываемых поверхностей.

Любая технологическая система обладает собственной (или свободной) частотой и амплитудой колебания элементов упругой системы, вызванными внешними причинами.

Собственные колебания элементов ТС являются затухающими (рис.2.8.)

Любое колебание элементов ТС харак-

теризуется частотой f (Гц) линейных

или круговых w колебаний (рад/сек).

Когда на ТС действуют внешние пери- Рис.2.8. График затухающих собст-

одически возбуждающие силы, то в венных колебаний ТС, вызванных на-

системе возникают вынужденные ко- чалом резания поверхности заготовки

лебания. Интенсивность вынужденных колебаний (их амплитуда А) в ТС зависит от соотношения частот вынужденных и собственных колебаний ТС,

А = fвын / fсоб. Когда частоты вынужденных и собственных колебаний ТС совпадают, то наступает явление резонанса, при котором амплитуда вынужден-ных колебаний Авын особенно велика, что может вызвать перемещение отдель-ных элементов или деталей ТС и, конечном счете, ускорение износа или полом-

ку, например, режущего инструмента, резкое ухудшение шероховатости обработки, волнистости поверхности и др. неприятности.

Частота колебаний ТС при механической обработке заготовок зависит от ряда причин: жесткости элементов ТС, массы и толщины срезаемого припуска, геометрии режущего инструмента, свойств обрабатываемого материала заготовки.

Амплитуда колебаний элементов ТС зависит от податливости элементов ТС, близости частот вынуждающей силы и собственной частоты колебаний элементов ТС, свойств обрабатываемого материала, условий резания (скорости резания, подачи, глубины резания, жесткости режущего инструмента) и др. факторов (рис.2.9).

Вибрации элементов ТС, возникающие при механической обработке заго-товок, определенной амплитуды и частоты могут оказывать большое негатив-ное влияние на точность обработки, стойкость режущего инструмента (т.е. период непрерывной работы с сохранением его эксплуатационных свойств, выраженных через сохранение первоначального размера обработки, параметра шероховатости и др.), волнистость поверхности (т.е. отношение шага микронеровностей к их высоте).

Так, при возникновении колебаний режущего инструмента его стойкость может снизиться пропорционально квадрату амплитуды колебаний, на заготов-ке может возникнуть овальность (не цилиндричность) и огранка (т.е. при токар-ной обработке образуется граненная поверхность), образуется недопустимая волнистость и ухудшается шероховатость обработанной поверхности.

Основные пути снижения недопустимой вибрации элементов ТС:

– увеличение жесткости элементов ТС;

– применение режущих инструментов с виброгасящими элементами;

– применение режущих инструментов с соответствующей геометрией (уве-

личение поперечного сечения державки, увеличение заднего и переднего

угла, уменьшение радиуса вершины, уменьшение радиуса закругления

главной режущей кромки, увеличение главного и вспомогательного угла в

плане);

– уменьшение глубины резания, увеличение подачи, определенное увеличе-

ние скорости резания;

– снижение дисбаланса (неуравновешенности) вращающихся заготовок и ре-

жущего инструмента;

– применение смазочно-охлаждающих жидкостей при обработке заготовок.

Вышеуказанные пути снижения недопустимой вибрации можно исполь-зовать каждый в отдельности или в совокупности друг с другом.

Рис.2.9.Влияние режимов чистового растачивания втулок на амплитуду колеба-ний: а-от глубины резания (Сталь20Х13: 1 – V = 150 м/мин; 2 – V = 120 м/мин;

3 – V = 100 м/мин); б – от подачи (сталь 20Х); в - от скорости резания (1-для

чугуна СЧ-12; 2-для стали 40Х; 3-для стали 20Х)

Дата добавления: 2014-11-29