Способ определения жесткости металлорежущих станков

 

Изобретение относится к области .машиностроения , а именно к определению жесткости металлорежущих станков. Целью изобретения является повышение точности и снижение трудоемкости определения жесткости металлорежуш,их станков за счет использования комбинированного режущего и деформирующего воздействий на систему СПИД. Для этого используют гладкую заготовку, которую обрабатывают комбинированным инструментом, содержащим последовательно установленные режущий и деформирующий элементы, сначала только резанием на длине, равной расстоянию в осевом направлении между режуашм и деформирующим элементами, а затем совместно резанием и поверхностным п.тастическим деформированием с заданным усилием деформирования Р , после чего измеряют разность размеров поверхностей, полученных при обработке режущим злементом до и после вступления в работу деформирующего элемента, принимая эту разность за величину упругих отжатий. 2 3. п. ф-лы, 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5В 4 В 23 15 00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4169786/31-08 (22) 30. 12. 86 (46) 07.06.88. Бюл. № 21 (71) Могилевский машиностроительный институт (72) П. С. Чистосердов, А. Н. Жигалов и В. Г. Беляй (53) 621.91 (088.8) (56) Сам оподнастра ива ющиеся ста нки./Под ред. Б. С. Балакшина. М.: 1967, с. 181. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЖЕСТКОСТИ. МЕТАЛЛОРЕЖУЩИХ СТАНКОВ (57) Изобретение относится к области машиностроения, а именно к определению жесткости металлорежущих станков. Целью изобретения является повышение точности и снижение трудоемкости определения жесткости металлорежущих станков за счет использо„„SU„„1400857 A 1 вания комбинированного режущего и деформирующего воздействий на систему СПИД.

Для этого используют гладкую заготовку, которую обрабатывают ком бини рова иным инструментом, содержащим последовательно установленные режущий и деформирующий элементы, сначала только резанием на длине, равной расстоянию в осевом направлении между режущим и деформирующим элементами, а затем совместно резанием и поверхностным пластическим деформпрованием с заданным усилием деформировання

P после чего измеряют разность размеров

A поверхностей, полученных при обработке режущим элементом до и после вступления в работу деформирующего элемента. принимая эту разность за величину упругих отжатий.

2 3. и. ф-лы, 3 ил.

1400857

Д,— Д„

5 !

О l5

Изобретение относится к м а ши нострое нию и может быть использовано для опреде. ления жесткости металлорежущHY станков B процессе обработки.

Цель изобретения — повышение точносс ни жение трудоем кости о п редел ен и я ..к. 1кости металлорежущих станков за счет ,,:,:льзования комбинированного режущего деформирующего воздействий на систему СПИД.

На фиг. 1 изображена обрабатываемая заготовка и комбинированный инструмент до начала обработки; на фиг. 2 — положение комбинированного инструмента до вступления в работу деформирующего элемента; на фиг. 3 — положение, когда деформирующий элемент уже вступил в работу.

Определение жесткости (на примере определения жесткости токарного станка) осу.цествляется следующим образом.

Гладкая заготовка 1 устанавливается в кулачках 2 станка в комбинированный инструмент, содержащий последовательно размещенные режущий 3 и деформирующий 4 элементы, в резцедержателе станка. Элементы 3 и 4 устанавливают со смещением в осевом направлении на величину f,. Деформирующий элемент 4 нагружают (до вступления в работу) заданным усилием деформирования Р, необходимым для осуществления поверхйостного пластического деформирования. После сообщения заготовке вращения, а ком oHHHpoBBHHQMу инструменту движения с продольной подачей Snp (фиг. 2), в работу вступает сначала режущий элемент 3, действуюгций на систему СПИД в направлении, перпендикулярном к обрабатываемой поверхности с усилием Р,, . После того как режущий элемент 3 пройдет путь В в работу вступает деформирующий элемент

4, нагружая систему дополнительным усилием Р В результате этого комбинированный инструмент и заготовка 1 допол нительно отжимаются в радиальном направлении, что приводит к образованию на обработанной поверхности ступеньки, величина которой равна половине разности диаметральных размеров поверхностей, полученных при обработке режущим элементом 3 до (Д, ) и после (Д,) вступления в работу деформирующего элемента 4, т. е.

У = (Д. — Л,)Р (1)

В результате дополнительных отжатий режущий элемент 3 снимает меньший припуск, а сила резания будет Р „,. Суммарное .усилие, действующее на систему СПИД, определяется: (2)

В этом случае жесткость станка равна (Z Є— аР„,, )

1= Р, У вЂ” " " (3)

У или после подстановки уравнений (1) и (2) в выражение (3) получают

ЗО

2(Р-. +Ъ вЂ” 1 pv )

J — — — — — — ——

2 Р— (P, — Р,„, ) ) или J — — — — — ——

Ла Д

Разница P»> — Р „через известные эмпирические завйсимости определяется

Р,„,— Р,„, — 10С, t S V К вЂ” — 10-С,. t," S" V" К =

= I0 S Ъ". К,(," — 1",)

Учитывая то, что изменение глубины резания t при обработке режущим элементом 3 до и после вступления в работу деформирующего элемента 4 мало, а все другие параметры, входящие в эмпирическую формулу . силы Р „, одинаковы, то величиной

Р„„, — Р „, можно пренебречь.

Тогда формула для определения жесткости имеет вид

В дальнейшем процесс совмещенной обработки резанием и поверхностным пластическим деформированием необходимо производить на длине В„. Здесь величина f, зависит от величины осевого размера (ширины) используемого наконечника измерительного прибора, к которой необходимо приоавить 2 — 5 мм для того, чтобы общая длина была достаточна для осуществления нормального измерения. Чтобы при измерении размеров Д, и Д соблюдались равные условия измерения, деформирующий элемент 4 располагают с отставанием в осевом направлении относительно режущего элемента 3 на величину В>2В,. В этом случае на поверхности с диаметром Д, деформирующий элемент 4 обрабатывает только участок длиной

В„а участок длиной f — В, остается обработанным режущим элементом. Длина участка

 — В, или — В, = 2F,— F,) 1,, также достаточна для осуществления нормального измерения.

Пример. Производят протачивание гладкой цилиндрической заготовки диаметром ф 100 мм на токарно-винторезном станке.

Материал заготовки — сталь 45 (6 =

=590 МПа). При этом используется комбинированный инструмент с параметрами: материал режущего элемента — Т15К6; геометрия режущего элемента — ч =60, j

=0, Л, = — 5, г=1,0 мм; деформирующий элемент в виде шара диаметром 10 мм; расстояние в осевом направлении между режущим и деформирующим элементами 30 мм; величина усилия деформирования Р =750 Н. режимы и параметры обработки — V=

= — 1,3 м/с; S =0,15; t=1,5 мм; измерительный прибор — рычажная скоба с ценой деления 0,001 мм и шириной измерительного наконечника 8 мм.

1400857

При обработке таким комбинированным инструментом, при указанных режимах обработки, на обработанной поверхности получается ступенька, величина которой У =

= (Д вЂ” Д,)/2=0,076 мм.

Ширина измерительного наконечыика равна 8 мм, совместную обработку резанием и поверхностным пластическим деформированием осушествляют на длине f,=12 мм.

После расчета по формуле j =P„/у величина жесткости технологической системы

СПИД равна j =9868 Н/мм.

Зная теперь жесткость j станка, определяют величину разницы Р,„, — P „,, которой пренебрегают. Из выражения (4) имеют (учитывая, что t, = t, +у)

Р P„„ = 10 Ср S Ъ™ Кр (t (t y) ) °

После подстановки справочных значений для рассматриваемого случая получают

Ру — Р„, =6,6 Н.

Отсюда видно, что величина Рру, — Рру, =

=6,6Н значительно меньше величины Р„=—

=750 Н (менее чем в 100 раз), а, следовательно, сделанное ранее допушение о малости величины Pp„, — P по сравнению с

Рд верно. К тому же назначение Р„не менее чем на два порядка выше, чем Р, — Р„„, позволяет с достаточно большой точностью осуществлять расчет жесткости.

Формула изобретения

1. Способ определения жесткости металлорежущих станков, при котором осугцествляют обработку заготовки, определяют усилие и упругие отжатия в системе СПИ,1 и рассчитывают жесткость как их отнопи в е, отличающийся тем, что, с целью повьппспия

5 точности и снижения трудоем кости, ис пол ьзуют гладкую заготовку, обработы которой ведут комбинированным инстр ментом, содержашим последовательно, тановленные режущий и дефор".ируюгций элементы, причем сначала осущес; вляют обработку на длине только режущим элементом, а затем совместно режущим и деформирующим элементами на длине f,, при этом усилие деформ ировани я устанавливают заданной величины и действующим параллельно радиальной составляющей силы резания, после обработки измеряют разность размеров поверхностей, полученных при обработке режущим элементом до и после вступления в работу деформирующего элемента, и принимают эту разность за величину упругих отжатий в системе СПИД, а усилие — равным усилию деформирования.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что величину 1 определяют из соотношения

>27,.

3. Способ по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что величину усилия деформирования принимают не менее чем на два порядка превышаюшим разность радиальных составляЗр ющих сил резания до и после вступления в работу деформирующего элемента.

1400857

Ьр

Составитель В. Алексеенко

Редактор Н. Бобкова Техред И. Верес Корректор М. Максимишинец

За каз 2526/17 Тираж 921 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1 13035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4