Методы определения жесткости станков

Существуют два метода экспериментального определений жесткости узлов станков: в процессе нагружения исследуемого узла статическими силами и непосредственно в процессе резания.

Статический метод определения жесткости станков применяется давно и в настоящее время хорошо известен. Жесткость узла определяется путем постепенного нагружения усилиями, соответствующими тем, которые возникают в процессе работы станка, и замеров деформации.

Этот метод имеет то преимущество, что он может быть использован непосредственно в процессе изготовления станка для получения необходимых характеристик жесткости того или иного узла и последующего увеличения жесткости недопустимо слабых узлов.

К недостаткам этого метода надо отнести то, что результаты определения жесткости могут значительно отличаться от истинных значений, так как здесь исключаются влияния целого ряда факторов, имеющих место только при резании.

Кроме того, для правильного нагружения динамометра необходимо знать соотношение между усилиями P_z, Р_у и Р_х, а это можно установить на основания экспериментов.

При производственном методе определения жесткости могут быть использованы

две схемы:

1. Определение жесткости при помощи одной заготовки, жесткость которой несоизмеримо велика по сравнению с жесткостью станка;

2. Определение жесткости при помощи двух заготовок, жесткость одной из которых несоизмеримо велика по сравнению с жесткостью станка, а жесткость второй вполне соизмерима с жесткостью станка.

Рассмотрим 1 схему определения жесткости.

На токарном станке, жесткость которого подлежит проверке, обрабатывают заранее подготовленную заготовку. Заготовка должна иметь установленный припуск, неравномерно распределенный либо в поперечном сечении относительно оси вращения, либо по длине. Эта неравномерность припуска может быть осуществлена за счет заранее принятой эксцентричности, крутой конусности или ступенчатости.

Предположим, что на токарном станке, жесткость которого подлежит проверке, обрабатывают заранее подготовленную заготовку, ось вращения которой смещена относительно оси наружной поверхности на величину эксцентриситета е (рис. 7).

В этом случае в течение каждого оборота заготовки резец будет работать с переменной глубиной резания, плавно изменяющейся от своего минимального значения t ₂ до максимального значения t ₁.

Нам известно, что у = у _ст + у _заг

Рис. 7 Производственный метод определения жесткости токарного станка

Так как мы обрабатываем заготовку с жесткостью у _заг – j _заг = 00, то у _заг = 0, а поэтому:

при обработке стали примем x=1, а у = 0,75 и тогда получим:

Так как усилие резания изменяется прямо пропорционально глубине резания, то по такому же закону будет изменяться и деформация, т. е. отжатие заготовки относительно инструмента при обработке участков с глубиной резания t ₁ и t ₂.

При обработке участка с глубиной резания t ₁, отжатие будет равно:

Величина t ₂ – t ₁ представляет собой погрешность заготовки и может быть тщательно измерена до ее обработки. Величина y ₁ – y ₂: погрешность заготовки после обработки. Величины этих погрешностей определяют измерением детали после обработки.

Обозначив (t ₁ – t ₂) = Δ_заг и (y ₁ – y ₂) = Δ_дет, получим:

Отношение ε называется уточнением. Оно показывает, во сколько раз в результате обработки уменьшилась неточность детали.

Дата добавления: 2014-01-04