книги / Точность обработки и режимы резания

ВЛИЯНИЕ ДЕФОРМАЦИЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ НА ОБРАЗОВАНИЕ ПОГРЕШНОСТЕЙ ОБРАБОТКИ

Во многих случаях погрешности обработки, возникающие вследствие деформаций технологической системы и ее элемен­ тов, являются доминирующими в суммарной погрешности обра­ ботки. При обработке чугунных призматических деталей на консольном вертикально-фрезерном станке мод. 6П10 при тор­ цовом фрезеровании погрешности вследствие деформаций со­ ставляют 64—86% суммарной погрешности обработки [49]; при зубошлифовании [3 2 ]— до 80%; при многорезцовой обработке (ЭНИМС) на чистовых операциях — до 20%, на черновых — до 90%, а тепловые погрешности 5—60%; погрешности обработки при зубофрезеровании червячными фрезами вследствие недо­ статочной жесткости зубофрезерных станков составляют 14— 40% от поля допуска; при зубодолблении колебание измери­ тельного межцентрового расстояния только из-за переменности максимального значения силы резания вследствие кинематиче­ ских особенностей метода обработки составляют в среднем 77% от суммарной погрешности обработки [29].

Особенно велика роль переменных во времени деформаций, которые не всегда, а часто просто невозможно компенсировать соответствующей размерной наладкой или подналадкой техно­ логической системы. Велико значение деформаций в образова­ нии погрешностей обработки при сложных методах формообра­ зования поверхностей (зубофрезерование, зубодолбление, зубострогание, точение и фрезерование фасонных поверхностей, многоинструментная обработка), а также при чистовой обра­ ботке с высокой точностью.

Вопросу влияния деформаций технологической системы на

боты явились значительным вкладом в теорию точности обра­ ботки и позволили выполнять расчеты ожидаемой точности, разработать методы управления точностью при обработке на металлорежущих станках и заложили основу выбора оптималь­ ных режимов резания с учетом заданной точности обработки и оптимизации режимов работы металлорежущих станков.

з

/п.б — жесткость передней бабки; / а.б — жесткость задней бабки. Погрешности обработки, возникающие вследствие деформа­ ций технологической системы, с учетом динамических деформа­ ций обрабатываемых заготовок можно определить по форму­

лам:

при консольном креплении в патроне

где |х— коэффициент динамичности.

Кривые искажения формы обрабатываемых заготовок в про­ дольном направлении при различном закреплении их даны на рис. 1. Пользуясь полученными зависимостями, можно опре­ делить допускаемую силу резания при заданной погрешности

для придания им жесткости применяют подвижные и непо­ движные люнеты. При работе с неподвижным люнетом необхо­ димо учитывать жесткость всех трех опор (люнет рассматрива­ ется как шарнирная опора).

При точении в центрах и расположении люнета посередине детали (рис. 4) наибольший ее прогиб будет в том случае, ко-

гда нагрузка действует по середине пролета(/тах= 0 ,015—

деталей на опорах (опоры люнета располагаются в непосредст­ венной близости к резцу).

Точение торцовых поверхностей. При обработке торцовых поверхностей жестких деталей на токарных и карусельных станках возникает искажение формы обрабатываемой поверх­ ности, что объясняется упругими отжатиями системы СПИД, прогибом шпинделя и износом резца. На рис. 6, а и б даны схе­

мы действующих сил и деформации обрабатываемых заготовок при креплении в планшайбе карусельного и патроне токарного станков. Деталь закреплена на консольной части шпинделя, который имеет две опоры А и В (см. рис. 6, в и г). Для опре­ деления деформаций перенесем все силы в точку К . Сила Рх

вызывает изгиб шпинделя и перекос -обрабатываемой детали с

Сила P v вызывает смещение шпинделя вдоль оси

где / Шп — жесткость шпинделя вдоль его оси.

Приведенная пара сил РУРУ создает изгиб шпинделя в про­ тивоположном действию силы Рх направлении и вызывает сме­

Сила Рг вызывает изгиб шпинделя вокруг оси х. От этого заданная глубина резания t не изменяется. Пара сил P2P Z вы­

зывает крутящий момент вокруг оси шпинделя и на глубину резания не оказывает влияния.

Отжатие суппорта

Рис. 8. Схема упругого отжатия де­ тали при_многореацовом течении

риала, а также различная стойкость одновременно работающих инструментов. Как правило, многорезцовой обработке подверга­ ют достаточно жесткие детали, деформацией которых под дейст­ вием сил резания можно пренебречь ввиду их малости. При мно­

ния соответственно от передней и задней опоры; I — длина де­

тали.

2. РАСТАЧИВАНИЕ

Рассмотрим случай растачивания двух отверстий корпусной де­ тали на горизонтально-расточном станке скалкой, закрепленной в шпинделе и кронштейне (рис. 9). Пусть оба отверстия раста­ чиваются с разной глубиной, но с одинаковой подачей. Отжа­ тая борштанги будут происходить в направлении действия сил