Корсаков В.С. 1977 Основы (1004575), страница 14
Текст из файла (страница 14)
Когда передний центр <бьет», а задний смещен в вертикальной или в вертикальны н горизонтальной плоскостях, то прп обработке за две установки обточенные участки получаются иесооснымн, а нх форма искажается. 68 Биение центров у точных токарных станков допускается 0,01 мм. Уменьшение биения переднего центра достигается шлифованием после установки его в шпиндель токарного станка. Несооспость шеск может быть устранена, если обработка ведетгя на станках с «мертвыми» центрами, т.
е. па станках, у которых передний и задний центры неподвижны. Искажение формы образующей обтачпваемой поверхности может быть следствием непрямолинейности и износа направляющих станины, по которым перемещается каретка суппорта. Отклонение от прямолинейности не должно превьппать 0,02 мм на 1 м длины. Непрямолинейность напрапляюпшх в вертикальной плоскости мало влияет на изменение диаметров обрабатываемых заготовок по длине. В то же время непрямолннейпость направляющих в горизонтальной плоскости оказывает большее влияние на точность диаметров заготовки. й(естное искривление направляющих в результате износа может повлечь за собой образование обрабатываемой поверхности с криволинейной образующей.
Износ направляющих при обработке чугунных заготовок больше, чем прп обработке стальных заготовок, а при обдирке больше, чем при чистовой обработке в результате больших снл резания и наличия в снимаемом слое окалины и формовочного песка. Интенсивность износа направляющих зависит от коэффициента загрузки станка во времени. В массовом производстве, где этот коэффициент сравнительно высок, износ протекаег интенсивнее, чем в серийном и единичном производстве. Некруглость обточенных поверхностей, лпмитнруемая требованиями производства точных и быстроходных машин, вызывается изменением положения оси вращения шпинделя станка в процессе обработки.
Если шпиндель вращается в подшипниках скольжения, то под действием постоянной по величине и направлению силы резания он отжимается в радиальном направлении к определенным участкам поверхности подшипников. Прн этом условии овальностыпеек шпинделя передастся обгачнваемым поверхностям. Лля уменыпепия погрешностей формы обтачиваемых поверхностей в поперечном сечении допустимая овальность шеек шпинделя должна быть минимальной. У станков обычной точности овальность не превышает Г> мкм, а у станков повышенной точности она составляет 1 мкм и меньше. Овальность несущей поверхности подшипников меньше влияет на точность обрабатываемой поверхности.
При неустойчивом режиме резания и неустановнвшемся характере смазки, когда возможен переход от жидкостного к граничному трению, шпиндель может занимать разное (неопределенное) положение в подшипнике. Такое же явление наблюдается при чистовом точении. В этом случае радиальная составляющая силы резания мала н зазор в подшипниках полностью не устраняется. В результате этого погрешность диаметров составляет 3 — 8 мкм (прп зазорах по диаметру 0,01 — 0,02 мм). Овальность подшипников прп непрерывном смещении в ннх шппнде- 59 ля вызывает соответствующее искажение формы обгачиваемых поверхностей. При установке шпинделей на подшипники качения большое значение имеет ограничение их биения, так как оно передается обтачиваемым поверхностям. Для шпинделей металлорежущих станков необходимо применять прецизионные подпшпники и производить их правильный монтаж.
Уменьшение некруглости обрабатываемых поверхностей достигается также использованием аэростатических подшипников. Величина некруглости может быть уменьшена в несколько раз по сравнению с обычными подшипниками. Точность обработки зависит от сложности кинематических цепей станка, передакнцих движение подачи. При коротких и простых цепях, а также при наличии жесткого упора для каретки (суппорта, стола) станка точность повьнпается. Большие зазоры в кнпематических цепях и сопряжениях станка снижают точность обработки.
Точность малых перемещений повышается при создании натяга между винтом и гайкой, а также в подшипниках качения. Упругие деформации технологической системы под влиянием силы резания. При обработке станок, приспособление, обрабатываемая заготовка и режущий инструмент представляют собой замкнутую упругую систему, которую далее будем называть технологической системой. В процессе обработки сила резания изменяется в результате неравномерной глубины резания из-за непостоянства размеров заготовок в партии, нестабильности механических свойств материала заготовок и прогрессирующего затупления инструмента.
Сила резания при обработке вызывает упругие отжатия элементов технологической системы. Их величина зависит как от силы резания, так и от жесткости элементов, т. е. их способности противостоять действующей силе. Нестабильность силы резания и жесткости элементов в различных сечениях вызывает неравномерность упругих отжатий элементов системы, в результате чего появляются погрешности формы обработанной поверхности индивидуальных заготовок и изменение размеров заготовок в партии. Таким образом, точность обработанных поверхностей зависит от жесткости элементов технологической системы. Жесткость определяется отношением действующей силы к деформации, вызываемой этой силой.
На точность обработаннол поверхности больше всего влияет составляющая силы резания, направленная по нормали к этой поверхности. Под жесткостью (в кгс/мм) какого-лнбо элемента технологической системы (например, шпиндельиого узла станка) понимают отношение составляющей Р„силы резания к смешению у данного элемента по нормали к обрабатываемой поверхности: Р, У (25) Упругие свойства элемента технологической системы можно также характеризовать его податливостью, которая представляет собой величину, обратную жесткости. Она определяется отношением перемещения к силе (в мм/кгс) гп = —. р Рн' Р На жесткость узлов влияют и Рне. 21.
Упругие перемещения прн другие составляющие силы реза- нзмереппн жеетнпетн етаннпн пия. Например, жесткость суппорта токарного станка при одновременном действии составляющих Р, и Рн силы резания выше, чем при действии только одной радиальной составляющей силы резания Ргп Жесткость элементов технологической системы находят экспериментально. Для этого статически нагружают элемент в точке приложения и в направлении действия силы Р„увеличивая нагрузку ступенчато от нуля до некоторой наиболыпей величины. Для каждой ступени нагружения измеряют отжатне испытуемого элемента в направлении приложепнои силы.
Затем производит его разгружеиие, фиксируя остаточные отжатия; при нагружепии и разгружении строят зависимости г' =- / (Р„). Прн этом ветви нагружения 1 и разгрузки 2 характеристики жесткости обычно не совпадают из-за наличия гистерезиса (рис. 21). При повторных многократных нагружениях и разгружеииях петля гистерезиса уменьшается. На гистерезис влияют зазоры, внутреннее трение в сопряжениях и др)тие факторы. Зависимость упругих отжатий элементов технологической системы от приложенной силы редко выражается законом примой.
Истинную жесткость для кажлого текущего момента нагружения можно найти, используя отношение приращения силы в данной точке кривой к прира1цению перемещения. Для упрощения технологических расчетов целесообразно пользоваться средней жесткостью, принимая абсциссу точки Л за среднее значение силы, возникающей в процессе обработки на данном станке. Жесткость элементов технологической системы определяют экспериментально, а жесткость заготовок простых форм (гладкнх валов, планок) и инструментов некоторых типов можно найти расчетным путем.
Жесткость узлов новых станков достигает 2000 — 4000 кгс/мм, а в отдельных случаях 1О 000 кгс/мм; жесткость узлов изношенных и разрегулироваппых станков ниже 1000 кгс!мм. Жесткость узлов неодинакова в различных направлениях. С увеличением жесткости повышается точность и производительность обработки. Увеличение жесткости достигается уменьшением числа стыков в конструкциях станков и приспособлеяий; предварительной затяжкой неподвижных стыков с помощью резьбовых 61 креплений, а также созданием натяга в подшипниках качения шпиндельных узлов; тщательной пригонкой сопряженных поверхностей н уменьшением зазоров; сокращением длины консоли, высоты или вылета элементов технологической системы и увеличением размеров нх опорной поверхности; использованием дополнительных опор, люнетов н направляющих скалок для заготовок н инструментов. Для повышения точности обработанных поверхностей важно не только увеличивать жесткость элементов технологической системы, ио и уменьшать ее неравномерность в различных сечениях и направлениях.
Прн определении упругих отжатий элементов технологической системы силу резания рассчитывают по формулам теории резания, а жесткость находят экспериментально в статическом состоянии. Сила резания непостоянна по величине. При установившемся режиме резания она мгновенно (скачкообразно) изменяется от некоторого максимального -до минимального значения, что обусловливается характером стружкообразования и непостоянством снимаемого припуска. Амплитуда колебаний силы резания достигает 0,1 ее номиналыюй величины. Точка приложения силы резания непрерывно перемещается по поверхности обрабатываемой заготовки, поэтому сила резания имеет не статический, а динамический характер.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
