Существует несколько методов определения жесткости металлорежущих станков или отдельных узлов. Основными являются следующие методы:
1) статический (испытания на неработающем станке);
2) производственный (испытания при обработке заготовки);
3) динамический (испытания в процессе колебаний).
Испытание жесткости станка производственным методом можно выполнить различными способами: 1) при обработке заготовки с переменной глубиной резания (заготовка с наличием эксцентриситета); 2) при обработке ступенчатого валика (рис.2).
Рис.2
При обработке заготовки с наличием эксцентриситета глубина резания за пол-оборота заготовки изменяется от tmin до tmax, что вызывает соответственно изменение силы Py, следовательно, и упругие деформации системы СПИД с перемещением от Ymin до Ymax. Определение жесткости практически сводится к измерению биения заготовки до и после обработки.
В работе рассматривается производственный метод определения жесткости токарного станка при обработке ступенчатого валика. Для этого заготовку зажимают в патроне с поджатием задним центром или в центрах и на ней протачивают два уступа D1 и D2 (D2 – D1 = 1,5мм) (рис.2). Диаметры обоих уступов точно измеряют, после чего производят обтачивание ступенчатой заготовки с одной установкой резца. При обточке резец настраивается на диаметр D0. После обтачивания валик получится также ступенчатым, только с меньшим перепадом между уступами и . Уступ получается в результате того, что при обработке малого диаметра отжим резца будет несколько меньше, чем при обработке большого диаметра. Разность диаметров уступов на заготовке и после обработки может рассматриваться как погрешность заготовки и погрешность после обработки. Учитывая, что
При обработке ступенчатой заготовки глубина резания изменяется от h1 до h2 и отжатие узлов станка от у1 до у2.
Подставляя значения и в общую формулу жесткости (4), получим:
или
Отношение принято называть уточнением , тогда:
(5)
где – по нормативным материалам; Cp – коэффициент, учитывающий механическое свойство обрабатываемого материала; при обработке алюминия , латуни – и стали –