Базров Б.М. - Основы технологии машиностроения (1042954), страница 79
Текст из файла (страница 79)
Изменение погрешности обработки вала под действием силы Р, 1а) и силы Р 16) принят процесс токарной обработки гладкого вала диаметром 95 мм 1п стали 45 длиной Е = 495 мм, установленного в центрах с однос~ороииим поводком с зксцентриситетом е = 1,5 мм. Обработка осушсствлялась рсик1м с углами а = 12', 7 = 5', р = 45' и режимами резания / = 4 мм, 5 -. 0,4 мм/иб. ч = 200 м!мин, Жесткости опор координатных систем были прина ~ы рии нымн:/)д = /зд =/зд =/дд =-вайд =уйд = 98 000 Нмм; /~д =/зд =/йд = 19600 11/мм /з„= 13 720 Н/мм;7дд = 11 760 Н/мм; Уы = /м = 78 400 Н/мм; /,„ /ь, = 49 000 Н/мм; /и = 68 600 Н/мм. Для приведенных выше условий обработки были рассчи|аиы силы ЄРЄЄ, Ф', 0 через каждые 30' поворота детали при обработке шсс ти поперечных сечений детали, расположенных через равныс иромс,куи ки по длине детали.
По результатам математического модслирои,шия токарной обработки рассчитаны упругие перемещения опорныз п1чсл координатных систем Е„Е„, Х„, вызванные действием разного сочи ~ниии сил О; 6 + Ф', 6 + Ф" ч Р„; б + Ф' ' Р„д Р;, 0 . Ф -~ Р, ~ Р, 6+ Ф'+ Р„д- Р, + Р, + Р„. На основании этого расчета были оирслсисиы (в качестве примера) погрешности обработки в пяти поперечных сс шии. ях / — 5 под под влиянием Р, грие. 1,9.15, а) и силы Р 1рис. 1.9.15, 6). 1.9.4.3. Исследование влияния жесткости технологической системы на точность обработки Рассмотрим влияние на точность обработки жесткости опорных точек деталей технологической системы; такое исследование важно иа з1апе проектирования технологической системы. Его результаты позяоляип оценивать принимаемые конструктивньш решения, правильно использо- 438 РАСЧЕТЫ НА ТОЧНОСТЬ МЕТОДОМ МОДЕЛИРОВАНИЯ вать лорогостояший материал. применяя его в тех частях технологической системы, где требуется повышенная жесткость.
Иными словами. результаты исследования влияния жесткости на точность позволяют принимать оптимальные решения на этапе проектирования технологической системы и тем самым повышать ее эффективность. Такого рода исследования практически не осуществимы»кспсриментальными методами, тем более, если речь идет о построении новой технологической системы, не имеющей аналога. На базе предложенных математических моделей эта задача сравнительно просто решается метопом моделирования на ЗВМ. В качестве примера исследуем влияние на точность обработки жесткости опорных точек технологических систем токарного станка.
Моделировался процесс токарной обработки для следуюших условий обрабатывали вал и» стали 45 длиной Е = 400 мм и диаметром о| = 60 мм ре ~ цом с а = 12', у = 5', р = 45', 9 = |О", г = 1 мм, с режимами обработки | = 6 мм, 5 = 0,4 мм!об, ч = ! 00 м!чин, При этом в одном случае изменялись значения жесткости в опорных точках 2, и 4, системы Е„а в другоч случае — жесткость в опорных точках l„, 3„, 5„системы Е„, Жесткость к этих опорных точках изменялась на 20 5Ь от первоначального значения Как слелует из расчетов, изменение жесткости У на 20 ЯЬ не оказывас» сушественного значения на точность обработки, однако можно»амстит| что наибольшее влияние изменения жесткости сказывается в тех сечениях заготовки, которые ближе расположены к опорным точкам и в кото рых менялась жесткость, г Рассмотрим другой пример — влияние чА изменения жесткости опорных точек на точность фрезерования на вертикально фрезерном станке мод.
6Р12 Моделирова б > я лось изменение жесткости в опорных точках А 4. б корпуса шпиндельного у»ла станка, схема базирования которого показана на рис. 1.9.!6. Проводились две сс х / рии экспериментов. В первой серии жес» кость в перечисленных опорных точказ увеличивалась на 50 5ь по сравнению ° Рис, 1.9„16. Схема базирования базовым ваРиантом, а во втоРом — Умень корпуса шпиндельногоузла шалась на ту же величину. Жесткость к вертикально-фрезерного опорных точках по базовому вариан~| станка составляла: в первой опорной точке ИССЛЕДОВАНИЕ ТОЧНОСТИ ОБРАБОТКИ 439 53 625 Нlмм; в шестой опорной точке — 65 826 Н~мм, в четвертой опорной точке — 40 885 Н!мм.
Расчеты погрешностей фрезерования произволились по алгоритму, приведенному на рис. 1,9,4. Как показали результаты расчетов, изменение жесткости в опорных точках ! и б не вызвало изменения погрешностей обработки. Это объясняется тем, что перемещение этих точек происходит в плоскости, перпендикулярной образованию размера детали. Изменение жесткости в опорной точке 4 изменило погрешность обработкии до 5 раз. 1.9.4.4. Исследование влияния последовательности приложения силового замыкания на точность установки При изготовлении высокоточных изделий существенно ужесточаю и ся требования к точности установки заготовки, обрабатывающего инсп румента и других сменных элементов технологической системы, а также деталей и сборочных единиц при их измерении и сборке.
В качестве примера можно привести установку резца для тонко~о точения или растачивания, установку заготовки иа чнстовых операциях, когда припуск определяется несколькими сотыми миллиметра. В пнх условиях начинает заметно проявляться на погрешности установки действие такого фактора, как последовательность положения силового замыкания.
Сила зажима определяется исходя из необходимости обеспечения надежного контакта детали с другими деталями в машине и предупреждения ее смещения в процессе работы. В соответствии с этим к детали прикладывают одну или несколько сил, предварительно определив их значения, направление и место приложения. В связи с этим возникает задача поиска такой последоватсльносги приложения сил зажима, которая обеспечивала бы наименьшую погрщпность установки.
Рассмотрим зту задачу на примере установки детали в приспособление. Погрешность установки определяется как отклонение фактического положения детали от заданного положения. При этом положение заготовки на станке, как тела в пространстве, можно характеризовать шестью параметрами: тремя перемещениями и тремя поворотами относительно выбранной системы координат, Тогда погрешность установки: бх, Ау, ба погрешности размеров положения детали по трем направлениям; Щ Ау, 440 РАСЧЕТЫ НА ТОЧНОСТЪ МЕТОДОМ МОДЕЛИРОВАНИЯ ЬΠ— погрешности относительных поворотов детали. Такой подход к определению погрешности установки позволяет однозначно определять се по шести параметрам, представляя их как повороты и перемещения коор динатной системы летали. Под действием сил зажима детали возникает замкнутый силовой контур, охватывающий часть деталей размерной цепи технологической системы.
Силовым контуром охватываются детали, расположснныс между поверхностями зажимных элементов, контактирующих с деталью, и деталями, на которые устанавливается механизм зажима. Под действием каждой из сил зажима в стыках деталей, охватываемых силовым замыканием, возникают нормальные силы. При последовательном приложении ь закрсплясмой детали сил зажима в стыках нагруженной детали возникают силы трения Р, изменяющиеся по величине, а в ряде случаев даже и по направлению, что вызывает изменение упругих перемещений закреплясмой детали. Силы трения возникают, как правило, в стыках устанавливаемой детали с деталями, нагруженными силами зажима, и в стыках детали с зажимными элементами этих сил.
На рис. !.9.17 показана схема зажима детали последовательно при. кладываемыми силами; сначала сила Р„потом сила Р,. Под дсйствисч силы Р, в опорных точках ! — 3 возникают силы реакций Я~ — 7!з. При приложении силы в этих опорных точках возникают силы трения Р, — ! ь равныс произведению силы реакции на коэффициенты трения в стыка» детали с установочными элементами. Силы трения возникают также к стыках детали с зажимным элементом.
При приложении силы Р~ возникает сила Рь При последовательном приложении сил, приложение второй силы Р и сс фактическое воздействие на деталь окажется меньше расчетного. так как действуют силы трения от силы Рь Результатом этого являются меньшие реакции и, следовательно, меньшие упругис перемещения в опорных точках 4, 5. Фактическое значение силы зажима Рз (обозначим ее Р,'1 можно рассчитать: Р '=Р,-(3», Л~ ь 3»„К ь /», Кз) — 3ц Рп (Н9.7) где Рз' — сила, фактически воздействующая иа опорныс точки 4, 5; Р сила, приложенная к заготовке; 7„,, !»,, 3», — коэффициенты трения детали соответственно с установочными элементами ! — 3; 3» — коэф фициснт трения детали с зажимным элементом первой прикладывасмоп силы.
ИССЛЕДОВАНИЕ ТОЧНОСТИ ОЬРАЬОТКИ 441 )(и Рнс. 1.9.17. Схема приложенпя силового замыканяя прн зажиме детали в приспособлении Если ввести условие равенства коэффициентов трения заготовки в стыках с установочными элементами 1 — 3, формула (1.9.7) примет следующий вид: Рз = Рз — Р1(Л ~ Л, ) (1.9.Х) где3~ — коэффициент трения детали с установочными элсмснтамн, нагруженными первой силой. С увеличением числа прикладывасмых сил для каждой последукзщей сипы эта зависимость меняется. Например, при трех последовательно прикладываемых силах зажима фактическое значение силы Р,, прикладываемой последней, направленной на опору б, определится из зависимости Р'з - Рз — " ~И - 3л )(1 -3з) — Рз(Хг о Хг, ) (1 '1 1) где Р', — сила, фактически воздействующая на опорныс элементы приспособления; /ь /~ — коэффициенты трения при контакте детали с установочными элементами, нагруженными соответственно первой Р, и второй Р.
прикладывасмыми силами; )р,, 3, — коэффициенты трения при контакте детали с зажимными элементами соответственно первой и второй прикладывасмыми силами. 442 РАСЧЕТЫ НА ТОЧНОСТЬ МЕТОДОМ МОДЕЛИРОВАНИЯ Моменты сил, действующие на деталь при последовательном при ложеннн сил зажима, будут зависеть от относительного расположения сил зажима и элементов, на которые опирается деталь. Так, для рассмаз риваемого примера (см.
рис, 1.9.17) сумма моментов сил, действующих на деталь при приложении силы Р„относительно осн Лз с учетом реак ций в опорах 4, 5 будет иметь вид: ,Угз ХФУ,+Л;г~Юз) — 1р,РУд, — Я„У4 — ЯУ, О, (1.9,Н)) где у, — у~ — плечи, на которых действуют соответственно силы Я, — Л„ Уг, Уг, — плечи, на котоРых действУют силы соответственно Р, и Рь Таким образом, можно сделать вывод, что на изменение положения детали при силовом ее замыкании влияют не только значения сил, нх на правления и положение точек приложения, но и последовательность при ложения этих сил.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
