metod_15.03.04_atppp_tsa.up2_2016 (Методические документы), страница 2

Перед каждым следующим испытанием необходимо зачиститьповерхность резания от следов вибраций предыдущего измерения.6 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 резании11Результаты 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 полуэмпирическойзависимостигде–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(нагружающееиндикатор перемещений с кронштейном или магнитной стойкой.Последовательность проведения измерений жёсткости.12устройство),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 снимаютпоказания 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.13Рис.6. Схема измерения радиальной жёсткостиОпределить по графику радиальную жёсткость.и податливостьОсевую 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.14Таблица 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.Цель 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:15а) 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.Вбольшинствеостальныхобработанных 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. По мере увеличения качестваподшипников (применение керамических деталей, увеличения точностиизготовления, улучшения качества смазок, принудительного охлаждения)предельные значения параметра d*n будет повышаться.НизкоскоростныесхемыцелесообразноприменятьдляШУтяжелонагруженных станков (фрезерных, токарных, сверлильных, агрегатных).Среднескоростныесхемыцелесообразноприменятьвточныхибыстроходных токарных, фрезерных, фрезерно - расточных станках, а также вкруглошлифовальных, торцешлифовальных, плоскошлифовальных станках.Высокоскоростные схемы рекомендуется применять в высокоскоростныхалмазно –расточных и внутришлифовальных головках.Конструкция шпиндельного узла на конических роликоподшипниках.Конструкция ШУ, выполненная по компоновочной схеме №3 показана нарис.2.Начиная с 1981г.

с этой конструкцией ШУ завод «Красный пролетарий»выпускал токарно –винторезные станки мод.16К20 с программой выпускапримерно 15000шт.в год. Средневолжский завод г. Самара также выпускалсерийно токарно – винторезные станки с ЧПУ мод.16Б16Ф3 с конструкциейШУ по рис.2.18Рис.2. Конструкция ШУ на конических роликоподшипникахВ корпусе 1 рис.2 в передней опоре установлен двухрядный коническийроликоподшипник 2 с буртом на наружном кольце типа 2-697920Л(изготовитель 15 ГПЗ г. Волжский). Регулировка внутреннего осевого зазора –натяга в этом подшипнике производится при сборке и ремонте станка за счётосевого смещения внутренних колец с помощью проставочного кольца 4 изатяжкой гайки 3.Взаднейопорекорпусаустановленоднорядныйконическийролокоподшипник 5 с широким наружным кольцом типа 17816. В наружномкольце подшипника выполнены отверстия, в которых размещены пружины 6,создающие натяг 4350 Н в подшипниках передней и задней опор.Влияниевнутреннегозазора-натягапереднегодвухрядногороликоподшипника на показатели работоспособности ШУ показано на рис.3.19Рис.

3. Зависимость жёсткости J, динамической податливости К,круглости обработанных деталей Δr, момента трениядемпфированияКаквиднои коэффициентаот зазора- натяга в конических роликоподшипниках.изрис.3дляобеспечениявысокойжёсткостиивиброустойчивости и незначительного нагрева необходимо при сборкетщательно устанавливать рекомендуемый зазор – натяг в подшипнике.Регулировка внутреннего зазора-натяга в двухрядномконическом роликоподшипникеВ процессе регулировки проводится определение толщины проставочногокольца 4 (рис.2) в зависимости от устанавливаемого при сборке внутреннегозазора или натяга в подшипнике.

Определение толщины проставочного кольцапроводится следующими приёмами.3.1. Внутренние кольца подшипника с роликами расположить как показано нарис. 4а. Кольцо-груз 2 установить на торец внутреннего верхнего кольца 1.Кольцо-груз 2 выполнено со строго параллельными торцами (отклонениеот параллельности не более 0,001мм.).

Для удобства отсчёта по индикатору 3,имеющем шкалу менее 1 оборота (цена деления индикатора 0,001мм),используется диск 4, который имеет толщину приблизительно равную толщинепроставочного кольца (отклонение от параллельности торцев диска не более0,001мм). Диск 4 установить на торец кольца 2, а индикатор 3 установитьножкой на торец этого диска 4. Шкалу индикатора 3 повернуть так, чтобыстрелка показывала «0».При использовании многооборотного точногоиндикатора можно измерения проводить без диска 4.3.2.