ebook img

Исследование влияния усилий закрепления на точность обработки методические указания к лабораторной работе № 4 для студ., обуч. по направ. подготовки 27.03.05 - Инноватика Университет машиностроения (МАМИ), каф. «Технология конструкционных материалов» PDF

9 Pages·00.338 MB·Russian
Save to my drive
Quick download
Download
Most books are stored in the elastic cloud where traffic is expensive. For this reason, we have a limit on daily download.

Preview Исследование влияния усилий закрепления на точность обработки методические указания к лабораторной работе № 4 для студ., обуч. по направ. подготовки 27.03.05 - Инноватика Университет машиностроения (МАМИ), каф. «Технология конструкционных материалов»

Министерство образования и науки российской федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Московский государственный машиностроительный универси- тет (МАМИ) /Университет машиностроения/ Черепахин А.А. Методические указания к лабораторной работе № 4 ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ УСИЛИЙ ЗАКРЕПЛЕНИЯ НА ТОЧНОСТЬ ОБРАБОТКИ Для студентов, обучающихся по направлению подготовки 27.03.05 Инноватика Одобрено методической комиссией по укрупненной груп- пе направлений 27.00.00 Управление в технических системах Москва 2014 1 Содержание 1 Теоретические положения…………………………… 3 2 Оборудование, технологическая оснастка, режущий 5 инструмент, средства измерения 3 Порядок выполнения работы ……………………….. 5 4 Приложение ………………………………………….. 6 2 1. Цель работы Цель работы – исследовать влияние усилия закрепления заготовки на точность растачивания тонкостенного кольца при установе его в трехкулачковом самоцентрирующем патроне. 2. Теоретические положения Одним из факторов, влияющих на точность механической обработки является усилие закрепления заготовки в рабочем приспособлении станка. Усилие закрепления может изменить положение заготовки относительно режущего инструмента, деформировать базовые или обработанные поверхности. По- этому усилия закрепления необходимо учитывать при расчете точности обработки (особенно при чистовых операциях или при обработке нежестких заготовок). При зажиме заготовки в рабочем приспособлении (напри- мер, в трехкулачковом самоцентрирующем патроне) искажает- ся форма заготовки. После обработки обработанная поверх- ность сохраняет правильную форму. Но после извлечения заго- товки из рабочего приспособления поверхность упруго восста- навливается, что сказывается на изменении достигнутой формы и размеров обработанной поверхности. Рассмотрим деформации поверхностей нежесткого кольца при его закреплении в трехкулачковом самоцентрирующем па- троне и после растачивания (рисунок 4.1). Погрешность геометрической формы (f) расточенного от- верстия равна разности наибольшего (R ) и наименьшего max (R ) радиусов отверстия: min f  R R . (4.1) max min Под кулачком (в месте приложения силы зажима) наруж- ная поверхность заготовки изгибается на величину f , а между 1 кулачками – она выпучивается на величину f . Следовательно: 2 R r  f ; R r  f ; f  f  f ; (4.2) max o 2 min o 1 1 2 где: r – радиус отверстия кольца до закрепления в патроне. o При закреплении кольца в патроне величины f и f опи- 1 2 сываются следующими уравнениями: 0,16QR3 0,14QR3 f  ; f  ; (4.3) 1 EJ 2 EJ 3 где: R – радиус окружности, проходящей через нейтральную ось поперечного сечения кольца; Е – модуль упругости 1 рода 4 (19,6 х 10 Н/мм); J - полярный момент инерции кольца (J bh3/12), мм; b – высота кольца, мм; h – ширина кольца, мм; Q – усилие, создаваемое кулачком, Н. Рисунок 4.1. Деформации нежесткого кольца (а) при зажиме в трехкулачковом самоцентрирующем патроне (б) и после раста- чивания отверстия и разжима кулачков (в): f – упругая дефор- 1 мация (прогиб) под кулачком; f – упругая деформация (выпу- 2 чивание) между кулачками. Следовательно погрешность геометрической формы (f) расточенного отверстия равна: 0,3QR3 f  . (4.4) EJ Минимальное усилие под кулачком выбирается из усло- вия отсутствия проворота заготовки под действием силы реза- ния: P k D Q  z  п ; (4.5) 3 d где: Р – главная составляющая силы резания: z P  Pk k , Н; (4.6) z т м V D, d - наружный и внутренний диаметры кольца, мм; μ – коэф- фициент трения рабочей поверхности кулачка по наружной по- верхности заготовки (μ = 0,15 … 0,20); k - коэффициент запаса п прочности (k = 1,5 … 2,0); Р – табличное значение главной п т составляющей силы резания (таблица 4.1 Приложения), Н; k - м коэффициент, зависящий от материала обрабатываемой заго- товки (таблица 4.2 Приложения); k - коэффициент, зависящий V 4 от скорости резания и переднего угла резца (таблица 4.2 При- ложения). Усилие на рукоятке ключа трехкулачкового патрона (Р ) и з момент затяжки (М ) равны: з 3Q Р  ,Н; M  Р l,Нм; (4.7) з k з з где: k – коэффициент передачи, зависящий от длины рукоятки ключа и диаметра патрона (таблица 4.4 Приложения), l – длина рукоятки ключа, м. 3. Оборудование, технологическая оснастка, режущий ин- струмент, средства измерения В лабораторной работе используется: - оборудование: токарно-винторезный станок; - оснастка: патрон трехкулачковый, ГОСТ 2675–80; стойка магнитная для индикатора; - средства измерения: индикатор часового типа многообо- ротный 2МИГ, динамометрический ключ (1…2000 Нм); - режущий инструмент: резец расточной - заготовка: кольцо из стали 45, твердость 150…200НВ (ри- сунок 4.2, Приложения. 4. Порядок проведения работы 4.1. Занести в Отчет к лабораторной работе условия проведения эксперимента (таблица 4.3 Приложения) 4.2. Рассчитать по формулам (4.6, 4.5 и 4.7) величину главной составляющей силы резания (Р ), минимальное усилие z закрепления заготовки (Q), гарантирующее ее надежное за- крепление в патроне станка при заданных режимах обработки, усилие на рукоятке ключа трехкулачкового патрона (Р ) и мо- з мент затяжки (М ). з 4.3. Рассчитать по формуле (4.2) погрешность геометриче- ской формы (f) расточенного отверстия. 4.4. Результаты расчетов ззанести в Отчет к лабораторной работе (таблица 4.4 Приложения) 4.5. Установить обрабатываемое кольцо в патрон станка. Слегка зажать кольцо с усилием (Q ) не вызывающем упругой 0 5 деформации, но обеспечивающем надежное закрепление его в патроне. 4.6. Провести измерение исходной погрешности формы (Δ . ) отверстия кольца. ф исх 4.7. Осуществить зажим кольца с усилием Q. 4.8. Измерить погрешность формы отверстия (Δ ) после деф приложения усилия Q. 4.9. Расточить кольцо с использование заданных режимов (таблица 4.3). 4.10. Измерить погрешность формы отверстия (Δ ) по- ф. раст сле расточки. 4.11. Уменьшить усилие закрепления кольца до усилия Q . 0 4.12. Измерить погрешность формы отверстия (Δ ) по- ф. факт сле снятия усилия закрепления Q. 4.13. Результаты замеров занести в Протокол (таблица 4.4 Приложения). 4.14. По результатам замеров (п.п. 4.4.6 … 4.4.12) постро- ить круглогараммы формы отверстия (рисунок 4.3) 4.15. Сопоставить расчетные результаты с фактическими. Примечание: измерение погрешности формы отверстии проводить в 6 точках, через 60° (под и между кулачками). Приложение Заготовка кольца Рисунок 4.2. Заготовка - кольцо 6 Таблица 4.1 Табличные значения главной составляющей силы резания (Р ), т Н S , Глубина резания, мм o мм/об 0,25 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 0,1 9 18 36 55 70 90 110 0,12 11 23 45 65 85 110 130 0,16 13 26 50 75 100 130 150 0,20 15 30 60 90 120 150 180 0,25 18 365 70 110 140 180 210 0,30 20 40 80 120 160 200 240 0,40 25 50 100 150 200 250 300 0,50 30 60 120 180 240 300 360 0,6 35 70 135 200 270 340 410 0,8 45 85 170 250 340 420 510 1,0 50 100 200 300 400 500 600 Таблица 4.2. Значения поправочных коэффициентов в формуле (4.6) k м Материал ре- Твердость обрабатываемой стали, НВ жущей части 156 143 …207 170 …230 инструмента Твердый сплав 0,75 0,9 1,0 k V Скорость ре- Передний угол, град. зания, м/мин +10 0 -10 до 100 1,0 1,1 1,2 100 … 200 0,9 1,0 1,1 7 Таблица 4.3. Условия проведения эксперимента Эскиз обрабатываемой де- Оборудование: и технологическая тали оснастка Токарно-винторезный станок мод. Материал: Тип патрона: …….НВ Режущий инструмент Вид: резец расточной Материал режущей части Углы режущей части, град. α γ φ φ λ 1 Режимы обработки t, мм S , мм/об V, м/мин o Таблица 4.4. Протокол расчетов и измерений Результаты расчета силовых характеристик Р , Н Q, Н Р , Н М , Нм z з з Расчетная погрешность фор- мы, мм Угол пово- Результаты замеров погрешности формы отвер- рота па- стия, мкм трона, ° Δ Δ Δ Δ ф. исх деф ф. раст ф. факт 8 0 60 120 180 240 300 Рисунок 4.3. Круглограммы отверстия. 9

See more

The list of books you might like

Most books are stored in the elastic cloud where traffic is expensive. For this reason, we have a limit on daily download.