metod_15.03.04_atppp_toap_lr_2016 (Методические документы), страница 2

Сигналы датчиков усиливаютсяи подаются на фазочувствительный вольтметр 5 («В5-2»).По стрелочным шкалам фазочувствительного вольтметра определяютсякоординаты точек АФЧХ УС Rе и Im при каждой частоте возмущающихвоздействий.Последовательно изменяя частоту на звуковом генераторе 1определяют точки АФЧХ на всём частотном диапазоне колебаний. Соединяяэти точки плавной кривой, получают экспериментально снятую АФЧХ упругойсистемы рис.5.Рис.5ХарактеристикаразомкнутойсистемыWразвкаждойточкеопределяется по зависимостигде Кр – характеристика процесса резания в виде статического коэффициента;9,где К – удельная сила резания (для стали К = 2000 Н/);b – ширина среза, мм.С учётом критерия Найквиста находится предельная ширина срезаемогослоя металлаЧем больше отрезок, отсекаемый характеристикой упругой системы наотрицательной ветви вещественной оси АФЧХ УС, тем меньше предельнаяширина срезаемого слоя металла и тем меньше виброустойчивость системы.Последовательность проведения испытаний навиброустойчивость при резании (по предельной стружке)Принадлежности: заготовка, резцы, станок.Последовательность проведения работы:1 установить заготовку в патроне;2 установить резец (проходной или подрезной) в резцедержателе, параметрыпроходногорезца:;параметры подрезного резца; вылетрезца ~ 35мм.3 установить частоту вращения шпинделя для V =12….30 м/мин4 установить подачу S = 0,3мм/об.5 произвести резание для определения предельной стружки (постепенноувеличивая глубину резания на 0,5мм.) не менее 3х раз (предельная стружкаопределяется по дребезжащему звуку и следам вибраций на поверхностирезания).

Перед каждым следующим испытанием необходимо зачиститьповерхность резания от следов вибраций предыдущего измерения.106 определить частоту колебаний станка по замерам длины нескольких волн(например 10 или на всём периметре πD) на поверхности резания и длину этуразделить на число волн Z (получаем длину одной волны ).Если на поверхности резания волны двух частот, то их следует замеритьи рассчитать отдельно.Частота колебаний системы рассчитывается по зависимостямилигде D –диаметр резания на котором измерено число волн Z;- частота вращения шпинделя, об/мин.;– длина волны, мм.Провести испытания по приведённой методикеОбъяснить и записать в отчёт причины влияющие на виброустойчивостьпри резанииРезультаты испытаний занести в отчёт.

Убрать рабочее место.3 Измерение радиальной и осевой жёсткостишпиндельного узла станкаПовышение жёсткости станка и прежде всего шпиндельного узла (ШУ)непосредственноприводиткповышениюточностиобработкиивиброустойчивости при резании, а следовательности и к производительностистанка.Радиальную жёсткость ШУ можно определить по полуэмпирическойзависимости11где–длина переднего конца шпинделя;- длина между опорами;Е – модуль упругости материала шпинделя;усреднённые осевые моменты инерции межопорной части и переднегоконца шпинделя;иподатливости передней и задней опор шпинделя.На осевую жёсткость ШУ влияет осевое смещение шпинделя поднагрузкой,котороескладываетсяизподатливостиподшипников,воспринимающих осевую силу, и податливости стыков, в которые упираютсяподшипники.илиПодатливость подшипников намного больше податливости стыков.Поэтому податливостью стыков можно пренебречь, тогдаПриборыипринадлежности:домкрат(нагружающееустройство),индикатор перемещений с кронштейном или магнитной стойкой.Последовательность проведения измерений жёсткости.1.

Отключается привод вращения шпинделя и снимается патрон;2. Устанавливается домкрат 1 и пружинный динамометр 2 с индикатором 3 настанину под передний конец шпинделя рис.6.3. Шпиндель слегка нагружают выбирая зазоры и устанавливают индикатор 3динамометра на «0».4. Закрепляется кронштейн с индикатором перемещений 4 на корпусешпиндельной бабки или на станине.

Устанавливается ножка индикатора напередний конец шпинделя так, чтобы направление приложенной силы отдинамометра 1 совпадало с направлением измеряемого перемещения.5. проводят постепенное нагружение шпинделя (через 250Н до 2000Н)домкратом 1, согласно тарировочному графику. При каждой нагрузке снимают12показания индикатора перемещений.

Измерения провести 3 раза, перед каждымнагружением разгружают шпиндель и поворачивают его примерно наРезультаты занести в таблицу 2.Таблица 2Сила F, HРадиальное250500750100012501500Изм. 1перемещение Изм. 2y, мкмИзм. 3Среднее6. Вычислить средние значения перемещений и построить график зависимостиперемещения –у от силы –F. По оси абсцисс откладывается сила F, а по осиординат перемещение у.Рис.6. Схема измерения радиальной жёсткостиОпределить по графику радиальную жёсткость.и податливость13Осевую жёсткость измеряют согласно рис.7.

Вместо домкрата можноиспользовать заднюю бабку 1 станка. Осевое перемещение шпинделя измеряютна фланце шпинделя индикатором перемещений 4. Нагружение проводятпостепенно через 250Н до 1000Н 3 раза.Результаты измерения осевой жёсткости занести в таблицу 3.Рис.7. Схема измерений осевой жёсткости.Таблица 3Сила F, HОсевое250500750100012501500Изм. 1перeмещение Изм. 2y, мкмИзм. 3СреднееВычислить среднее значение перемещений и построить график зависимостиперемещения у от силы F.

Определить по графику осевую жёсткость.И податливостьСхемы измерений и результаты занести в отчёт. Убрать рабочее место.РАБОТА 2. Регулирование внутреннего зазора – натяга подшипниковкачения шпиндельных узлов металлорежущих станков.14Цель работыРаботазнакомитсконструкциямишпиндельныхузлов(ШУ)наподшипниках качения, в которых при сборке регулируется внутренний зазорнатяг на примере двухрядного конического роликоподшипника.Содержание работы1.

Ознакомиться с условиями выбора типа опор и компоновочной схемы ШУ.2. Изучить устройство ШУ, выполненного на двухрядном роликоподшипникевпереднейопореиподпружиненномоднорядномконическомроликоподшипнике в задней опоре.3. Изучить и выполнить регулировку при сборке осевого зазора в двухрядномконическом роликоподшипнике.Общие сведения о конструкциях ШУ и их опорах.В ШУ современных станков применяют:а) подшипники качения;б) подшипники гидродинамические;в) подшипники гидростатические;г) подшипники с воздушной смазкой;д) подшипники на электромагнитных опорах.Для высокоточных ШУ (отклонение от круглости обработанных деталей),работающих на разных частотах вращения, применяютгидростатические подшипники.Для высокоточных ШУ (отклонение от круглости обработанных деталей), работающих на высоких практически постоянных частотахвращения, применяют гидродинамические подшипники.Для особо высокоскоростных ШУ (внутришлифовальные головкиd*n600000мм об/мин), выбирают подшипники с воздушной смазкой.Для особо высокоскоростных ШУ (при d*nвыбираютэлектромагнитныеподшипники.1.000.000мм об/мин),Например,длявысокоскоростных вертикально фрезерных станков для обработки лопатоктурбин газотурбинных авиационных двигателей.15Вбольшинствеостальныхобработанных деталейслучаев(отклонение) для ШУ,откруглостиработающих на разныхчастотах вращения, применяют подшипники качения различных топов.В настоящее время более 95% станков изготавливают с ШУ наподшипниках качения.

Поэтому важно в каждом конкретном случае выбратьоптимальную конструкцию ШУ. С этой целью для ШУ на подшипникахкачения разработана таблица рекомендуемых компоновочных схем рис.1.Таблица рис.1 составлена на основе анализа большого количестваконструкций ШУ отечественных и зарубежных станков. В таблице всекомпоновочныесхемывыполненыс«плавающей» задней опорой.16«запертой»переднейопоройиРис.1. Компоновочные схемы шпиндельных узлов на опорах качения17Этим достигается уменьшение температурных деформаций переднегоконца шпинделя, увеличение радиальной жёсткости и виброустойчивости прирезании за счёт появления защемляющего момента в передней опоре шпинделяиисключаютсяпараметрическиеколебанияипараметрическаянеустойчивость.

На рис.1 все компоновочные схемы разделены на три группы:низкоскоростные, среднескоростные и высокоскоростные. При переходе отнизкоскоростных схем к высокоскоростным уменьшается жёсткость ивиброустойчивость ШУ.На рис.1 указаны примерные значения d*n; меньшие из них для ШУ спластичной смазкой опор, большие для ШУ с жидкой смазкой, а длявысокоскоростных с смазкой масляным туманом.