Базров Б.М. - Основы технологии машиностроения (1042954), страница 77
Текст из файла (страница 77)
Аналогичные действия, начиная с первого сечения и первой точки в нем, выполняются после изменения режимов обработки (5, Т и др.) для каждого из новых условий. На печать могут выводиться результаты вычислений сил резания, значения реакций в опорных точках и их перемещений, погрешности радиусов отверстий дая каждой рассматриваемой точки поверхности отверстия н другие данные, Соответствие математической модели реальной технологической системе проверяется по следующей методике. В процессе установившейся работы станка обрабатываются отверстия с постоянным припуском. Для этих же условий выполняется расчет и устанавливается расхождение результатов, полученных экспериментальным и расчетным путем.
ВЪ|БОР ОТНОСИТЕЛЬНОГО ПОЛОЖЕНИЯ ИНСТРУМЕНТОВ 427 Для проверки разработанной модели проведены расчеты погрешностей обработки двух отверстий иа агрегатном двухшпиндельиом расточном станке и сопоставлены с результатами измерения погрешностей обработки. В качестве исходных данных были приняты: жесткость технологической системы 29 000 Н/мм; частота вращения шпинделей л, =- лз = 400 мин ', подача 5 = 0,2 мм/об, диаметры обрабатываемых отверстий 100 мм, главный угол в плане резцов д = 45'. Сопоставление результатов расчета погрешностей с измеренными значениями показало расхождение в пределах 20 %. Понимание взаимного влияния на погрешность обработки разными инструментами позволяет при проектировании многоинструментиых нападок находить решения, позволяющие существенно повысить точность обработки, а именно: правильно выбирать относительное расположение инструмента, режимы обработки, последовательности и совмещение переходов. В связи с этим представляет интерес исследование методом математического моделирования влияния различного распределения припуска, изменения его величины по двум отверстиям на точность раешчивания отверстий.
Исследования проводились для следующих условий: Материал заготовки — сталь 45; углы резцов 7 = 10',а = 10'. д 45'", резцы оснащены пластинами из твердого сплава Т|5Кб; диаметр консольных оправок 60 мм, вылет 150 мм, Отношение жесткости общих звеньев размерной цепи к жесткости остальных звеньев составляло в среднем 1,45. При одновременном растачивании двух отверстий (рис. 1.9.7, о) рассмотрены следующие варианты распределения припуска: ступенчатое изменение припуска и эксцентричное расположение припуска в обоих отверстиях и только в одном. Кроме того, рассмотрен случай обрабогки с неодновременным началом работы резцов (второй резец вступает в работу после того, как первый резец уже обработал часть первого отверстия).
Анализ графиков, приведенных на рис. 1.9.10 и 1.9.11, показывает следующее. Если припуск эксцентричен в отверстии / (см. рис. ! 9.7, и), то погрешность формы и смешение оси возникают в обоих отверстиях, ио в отверстии 2 их значения меньше (рис, !.9.10). Если припуск эксцеи|ричен в обоих отверстиях! и 2 и векторы эксцентриситета направлены и противоположные стороны, то погрешность формы и смешение оси у обоих отверстий примерно одинаковы; при этом смешения осей направлены в противоположные стороны (рис. 1.9.11). 428 РАСЧЕТЫ НА ТОЧНОСТЬ МЕТОДОМ МОДЕЛИРОВАНИЯ 2)а,мм 0,90 0,20 Рис.
1.9НО. Погрешность обработки при эксцентричном прнпуске в отверстии 1 (см. Рис. 1.9.7, а): — — ° — — для отверстия 1; — -- -- — для отверстия 2 я)г, мм О Уа 050 270 ср,' Рис. 1.9.11. Погрешность обработки при эксцентричном припуске в отверстиях 1 и 2(см. Рис. 1.9.7, а): — ° — ° — — дяя отверстия 1; — - - - - — для отверстия 2 ,аг1, мм 0,50 0,55 О,гг5 Рнс. 1.9.12. Изменение погрешностей рвствчиввння двух отверстий с 5 0,3 мм1об подлине детали при неодновременном начале работы резцов: — в отверстии 1; ----- — в отверстии 2 В практике многошпнидельной обработки часты случаи, когда из-за разной длины обрабатываемых отверстий, различия в режимах резания, конструктивных особенностей обрабатываемой детали и нападок начало и окончание работы резцов не совпадают.
На рис. 1.9.12 показана деталь н графики изменения радиуса обоих обработанных отверстий. Поскольку ВЫБОР ОТНОСИТЕЛЪНОГО ПОЛОЖЕНИЯ ИНСТРУМЕНТОВ 429 растачивание отверстия 2 начинается позже, чем отверстия !, то радиус отверстия 1, когда начинается растачивание отверстия 2, изменяется скачкообразно, т.е. происходит ступенчатое уменьшение диаметра.
Из изложенного наглядно видно взаимное влияние на погрешность обработки факторов, действующих на каждом инструменте, и чем больше в наладке инструментов, тем сложнее устанавливать их взаимное влияние и тем эффективнее применение метода математического моделирования. Рассмотрим в качестве примера определение относительного углового расположения резцов на трех расточных оправках, обеспечивающих наивысшую точность при растачивании в корпусной детали трех параллельных отверстий на агрегатном трехшпиндельном расточном станке. С этой целью, так же как и лля двухшпиндельного, была построена математическая модель механизма образования погрешностей обработки лля трехшпиндельного расточного станка.
Было проведено исследование точности растачивания трех отверстий для различного относительно~о углового расположения резцов на трех расточных оправках при разной геометрии резцов. Общие исходные данные: глубина резания в трех отверстиях В = г, = 6 мм; подача 5 = 0.25 мм1об; скорость резания ч = 62,8 м1мин; юшвный угол резца в плане д = 45'; жесткость в опорных точках 975,1 кН)мм. В табл. 1.9.3 приведены исходные данные и результаты исследования влияния геометрических параметров резца, расположспия резцов и шпинделей на погрешность диаметрального размера в каждом нз трех обрабатываемых отверстий. В качестве одного из геометрических параметров рсжущси исти резца, оказывающего наибольшее влияние, является главный у~он р п плане.
Из табл. 1.9.3 (первая схема расположения резцов) следует, что при изменении д с 45' на 90' погрешности лиаметральиых размеров и каждом из трех отверстий уменьшились в 1,9 ... 2 раза, Особенно большое влияние на точность обработки оказывает относительное угловое расположение резцов на шпинделях: в табл. 1.93 приведены схемы 1 — 4 относительного расположения резцов; сопоставление погрешностей диаметрального размера по абсолютной ееличинс показало уменьшение погрешности в первом отверстии - в 5 раз, во втором отверстии — более чем в 17 раз и в третьем отверстии — в 5,5 раз.
Значительное влияние на точность обработки оказывает и расположение шпинделей относительно заготовки. В табл, !.9.3 (см. схемы 4 6) 430 РАСЧЕТЫ НА ТОЧНОСТЬ МЕТОДОМ МОДЕЛИРОВАНИЯ Таблица Е9.3 Знак " — " означает увеличение диаметра отверстия по сравнению с номи- нальным его значением. приведены также результаты расчета погрешностей диаметрьзьного размера в трех и двух отверстиях, однако в каждой из двух последних схем расположения шпинделей обрабатывались разные пары отверстий нз трех в соответствии со схемой расположения шпинделей. Учет всех зтих факторов при проектировании многоинструмеитной наладки позволит более полно использовать резервы повышения точности и производительности обработки.
1тб4. ИССЛЕДОВАНИЕ ТОЧНОСТИ ОБРАБОТКИ МЕТОДОМ МАТЕМАТИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ Изготовление деталей на станках характеризуется большим разнообразием технологических процессов, многовариантностью конструктивных решений технологических систем, условий обработки, ИССЛЕДОВАНИЕ ТОЧНОСТИ ОБРАБОТКИ 431 Поэтому для правильного построения технологических процессов и средств их технологического оснащения требуется исследование меланизма образования погрешностей, установление зависимостей между погрешностями обработки и причинами, их порождающими, не только на качественном уровне, но н иа количественном. Ниже рассматриваются примеры исследования механизма образования погрешностей обработки методом математического моделирования. 1.9.4.1. Исследование влияния элементов режима обработки на точность Элементы режима обработки, к которым относятся глубина резания, подача, скорость резания, оказывают влияние на погрешность обработки главным образом через силу резания, вызывающую упругие перемещения относительного положения заготовки и инструмента.
При выборе значений элементов режима резания погрешность обработки выступает как ограничение, поэтому при назначении режимов обработки надо знать зависимость между элементами режима обработки и погрешностью обработки. В силу изменчивости условий обработки, уровня качества технологической системы не представляется возможным в справочной литературе приводить значения погрешностей обработки для всех сочетаний элементов режима резания, поэтому в каждом конкретном случае необходимо вычислять эту погрешность и определять доминирующее влияние того или иного элемента режима процесса.
Эффективно решить эти задачи можно только методом математического моделирования на ЭВМ. Примем в качестве объекта исследования токарную обработку и установим зависимости межлу глубиной резания, скоростью резания и величиной погрешности обработки. Для установления указанных зависимостей используем математическую модель токарного станка (см.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
