Исследование жесткости металлорежущих станков

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 t_min до t_max, что вызывает соответственно изменение силы P_y, следовательно, и упругие деформации системы СПИД с перемещением от Y_min до Y_max. 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 (D_{2 –}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; C_p – коэффициент, учитывающий механическое свойство обрабатываемого материала; при обработке алюминия , латуни – и стали –