Способ определения жесткости металлорежущих станков

.ЯО., 1 85 В 4 В 23 150 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИ(1) Могилевский машиностроительный институт(56) С ам оподна стра ива ющиеся ста нки./Под ред. Б. С. Балакшина. М.: 196, с, 181, (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЖЕСТКОС. ТИ. МЕТАЛЛОРЕЖУЩИХ СТАНКОВ (57) Изобретение относится к области машиностроения, а именно к определению жесткости металлорежуших станков. Целью изобретения является повышение точности и снижение трудоемкости определения жесткости металлорежущих станков за счет использования 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 дефопмируюшим элементами, а затем совместно резанием и поверхностным пластическим деформ прованием с заданным усилием деформировання Р, после чего измеряют разность размеров Аповерхностей, 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.Д, - Д 5 О 15 20 Изобретение относится к машинострое нию и может быть использовано для опреде. ления жесткости металлорежуших станков в процессе обработки.Цель изобретения - повышение точносснижение трудоем кости определения к, ткости металлорежущих станков за счет:.пьзования комбинированного режущего деформирующего воздействий на систе.у СПИД.На фиг. 1 изображена обрабатываемая заготовка и комбинированный инструмент до начала обработки; на фиг, 2 - положение комбинированного инструмента до вступления в работу деформируюшего элемента; на фиг. 3 - положение, когда деформируюший 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, содержаший последовательно размещенные режущий 3 и деформирующий 4 элементы, в резцедержателе станка. Элементы 3 и 4 устанавливают со смещением в осевом направлении на величину В,. Деформируюший элемент 4 нагружают (до вступления в работу) заданным усилием деформирования Р, необходимым для осуществления поверхйостного пластического деформирования, После сообщения заготовке вращения, а ком бинированному и нструменту движения с продолъной подачей напр (фиг. 2), в работу вступает сначала рекущий 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 режушим элементом 3 до (Д, ) и после (Д,) вступления в работу деформирующего элемента 4, т. е.У = (Д, - Д,)/2 (1)В результате дополнительных отжатий режущий элемент 3 снимает меньший припуск, а сила резания будет РСуммарное усилие, действующее на систему СПИД, определяется:(2)В этом случае жесткость станка равна,1= Р,/У (3)Уили после подстановки уравнений (1) и (2) в выражение (3) получают 25 30 35 40 45 50 55 2(Рду, + Рд - Рр., ),1 --------2 Р - (Р, - Р ) )или 1 -------Ла ДРазница Р 1 - Рчерез известные эмпирические завйсимости определяетсяР - Р = 10 С (" Ь Ч" К- 10 С, (," Я" Ч" К ==10 С, Ь" " К,(1 - 1 )Учитывая то, что изменение глубины резания 1 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 Рф Рр 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 В, зависит от величины осевого размера (ширины) используемого наконечника измерительного прибора, к которой необходимо приоавить 2 - 5 мм для того, чтобы обшая длина была достаточна для осуществления нормального измерения. Чтобы при измерении размеров Д, и Д соблюдались равные ус. ловия измерения, деформируюший элемент 4 располагают с отставанием в осевом направлении относительно режущего элемента 3 на величину В 2 В,. В этом случае на поверхности с диаметром Д, деформируюШий элемент 4 обрабатывает только участок длиной Ва участок длиной В - В, остается обработанным режущим элементом. Длина участка В - В, или В - В, = 2 В, - 1,)В 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 - Т 15 К 6; геометрия режущего элемента - ч =60, 1 =0, Л, = - 5, г=1,0 мм; деформируюший 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 - Ч= = - 1,3 м/с; 5 =0,15 мм/об; 1=1,5 мм; измерительный прибор - рычажная скоба с ценой деления 0,001 мм и шириной измерительного наконечника 8 мм.При обработке таким комбинированным инструментом, при указанных режимах обработки, на обработанной поверхности получается ступенька, величина которой У = = (Д - Д,)/2=0,076 мм,Ширина измерительного наконечыика равна 8 мм, совместную обработку резанием и поверхностным пластическим деформированием осушествляют на длине Г,=12 мм.После расчета по формуле 1=Рд/у величина жесткости технологической системы СПИД равна 1=9868 Н/мм.Зная теперь жесткость 1 станка, определяют величину разницы Р - Ркоторой пренебрегают. Из выражения (4) имеют (учитывая, что 1, = 1, + у)р - Р, =10 С, й Ъ" К, 1 т" - ( - у)" 1.После подстановки справочных значений для рассматриваемого случая получаютРрю - Р, =6,6 Н.Отсюда видно, что величина Рру, - Рру, = =6,6 Н значительно меньше величины Рд -- =750 Н (менее чем в 100 раз), а, следовательно, сделанное ранее допушение о малости величины Рр, - Рр, по сравнению с Рд верно. К тому же назначение Рне менее чем на два порядка выше, чем Рр - Р, позволяет с достаточно большой точностью осуществлять расчет жесткости.Формула изобретения1, Способ определения жесткости металлорежущих станков, при котором осугцествляют обработку заготовки, определяют усп лие и упругие отжатия в системе СПИЛ и рассчитывают жесткость как их отнопи н 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, становленные режущий и дефор"1 ируюгций элементы, причем сначала осущес, вляют обработку на длинетолько режущим элементом, а затем совместно режущим и деформирующим элементами на длине Й при этом усилие деформ ировани я устанавливают заданной величины и действуюшим 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 при нимают эту разность за величину упругихотжатий в системе СПИД, а усилие - равным усилию деформирования. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, чтовеличину 1 определяют из соотношения Ь 2 У3. Способ по пп. 1 и 2, отличающийсятем, что величину усилия деформирования принимают не менее чем на два порядка превышаюшим разность радиальных составля ющих сил резания до и после вступления вработу деформирующего элемента.1400857 5 лр СосТехТираго комква, Жфическ Редактор Н. БобковаЗа каз 2526/17ВНИИПИ Государствен13035, МПроизводственно-поли витель В. Алексеенко д И. Верес Кор ж 921 Под ета СССР по делам изо - 35, Раушская наб., е предприятие, г. Ужгор ектор М. Максимишинисноеретений и открытийд. 4/5од, ул. Проектная, 4