Визначення жорсткості верстата статичним методом

Для визначення коефіцієнта жорсткості якого-небудь вузла верстата статичним методом необхідно на непрацюючому верс­таті навантажити вузол, жорсткість якого визначається силою, яка імітуює реальну силу різання, і заміряти відповідні переміщення.

Принципова схема установки для визначення коефіцієнта жорсткості токарного верстата показана на рис. 4.1. Навантажен­ня вузла 1 (в даному випадку шпинделя) через оправку 2 здійснюється кільцевим діаметром 3. Переміщення вимірюються за допомогою індикаторів 4 і 5,. встановлених на шпинделі 1 і супорті 6, 7 і 8 – гайки, за допомогою яких здійснюється навантаження.

Для визначення значення жорсткості необхідно заздалегідь одержати діаграму жорсткості або залежність переміщень вузла від величини прикладеної сили. З цією метою, обертаючи гайку динамометра 7, здійснюють ступінчасте навантаження вузла до деякого значення Р_mах. Одночасно на кожній ступені вимірюєть­ся відповідне переміщення вузла. Після цього також ступінчасто здійснюютьють розвантаження вузла до Р = 0 з одночасним виміром деформацій. Для врахування впливу зазорів і люфтів в системі цикл „навантаження-розвантаження” повторюється двічі в одному і другому напрямах (див. рис. 4.2).

Рис. 4.1. Схема установки для зміни жорсткості вузлів станка:

1 – шпиндель; 2 – оправка; 3 – динамометр; 4, 5 – індикатори часового типу; 6 – супорт; 7, 8 – затяжні гайки

Рис. 4.2. Діаграма жорсткості

Оскільки залежності „сила-переміщення” носять нелінійний характер і не співпадають при повторних навантаженнях, то за діаграмою може бути визначений лише середній коефіцієнт жорсткості вузла верстата. Він дорівнює тангенсу кута нахилу прямої, що сполучає точки А і В на другій гілці навантаження діаграми жорсткості (див.рис. 4.3), тобто,

j = tg a , (4.6)

де Р_ув – значення сили в точці В; у_в, y_а – абсциси точок А і В.

Рис. 4.3. Схема визначання коефіцієнта жорсткості

Як вже було сказано, на підставі прийнятого допущення про незалежність переміщень системи, жорсткість вузлів верстата ви­значається ізольовано один від одного. Якщо знехтувати проги­нанням деталі, а також припустити, що залежність дефор­мацій від дії сил трохи відрізняється від лінійної, то сумарний коефіці­єнт жорсткості може бути визначений по формулі

(4.7)

де j_ст – сумарний коефіцієнт жорсткості верстата; j_суп – коефіцієнт жорсткості супорта; j_п.б. – коефіцієнт жорсткості передньої бабки; j_з.б. – коефіцієнт жорсткості задньої бабки; l –довжина оброблюваної деталі; х – координата положення різця.

Як видно з формули (4.7), величина жорсткості верстата при закріпленні деталі в центрах змінна і залежить від положен­ня різця. Тому форма обточуваної деталі відрізнятиметься від циліндричної і матиме вид параболоїда обертання. Очевидно, що максимальна погрішність Лутах буде при х = l /2, тобто у середині деталі. З урахуванням того, що

(4.8)

Таким чином, після визначення жорсткостей окремих вуз­лів верстата можна, з умови заданої точності обробки Dy_доп знайти гранично допустиму силу різання:

(4.9)

де m — коефіцієнт динамічності (при чистовому точінні m = 1,08... 1,33, при чорновому m = 1,15... 1,61).

Дата добавления: 2015-06-04