Погрешности обработки, связанные с нагревом элементов ТС

В процессе механической обработки выделяется теплота. Причина тепловыделения – нагрев оборудования, режущего инструмента, заготовки, стружки.

Оборудование нагревается в основном от собственных источников – электродвигателей, трения в рабочих элементах, дросселирования в гидросистемах, от ёмкостей с рабочей жидкостью и СОЖ, а также и от внешних теплоисточников. В узлах станка возникают неравномерные и нестационарные поля температур, вызывающие тепловые деформации, достигающие значений от 0,003 до 0,05 мм и более, что нарушает геометрическую точность оборудования и отрицательно сказывается на точности обработки.

Меры борьбы с нагревом станков – принудительное охлаждение внутренних источников тепла, вынесение за пределы станка ёмкостей с нагретой жидкостью, предварительный разогрев станка на холостом ходу, изоляция от внешних теплоисточников.

Погрешности из-за нагрева инструментов:

Существенное влияние на точность обработки оказывает тепловыделение в зоне резания от трения и пластических деформаций в контакте заготовка-инструмент. Установлено, что при точении, фрезеровании без применения СОЖ в стружку уходит до 60% теплоты резания, до 30% - в резец, до 10% идет на нагрев заготовки и рассеивания в окружающую среду. При сверлении в заготовке остается до 55% теплоты, 25% уходит со стружкой и около 20% нагревает сверло и рассеивается.

Теплота резания, переходящая в инструмент вызывает его удлинение, которое при отсутствии СОЖ достигает 0,05 мм. Температурная деформация резца в виде графика от продолжительности работы – на рисунке 25.

Рис. 25

Очевидно, что постепенно удлинение уменьшается – наступает тепловое равновесие.

Нагрев и удлинение резца растут с ростом режимов резания – s, v, t.

На длинномерных заготовках деформация резца вызывает погрешность формы ω_ф в осевом сечении, влияя на изменение размера своей удвоенной величиной

ω_ф = 2Δ_н,

где Δ_н – удлинение резца при нагреве.

При обработке валов ω_ф=Д_нач.-Д_кон.>0, при расточке отверстий – наоборот.

При обработке партии коротких валов на настроенном станке диаметры первых валов окажутся больше, чем диаметры последних (на отверстиях – наоборот). Причем, изменение размеров валов, предоставленное на графике, имеет ступенчатый характер из-за чередования нагревов и охлаждений резца в ходе обработки и смены заготовок.

Дата добавления: 2014-01-14