Рис.8.2. Схема процесу обробки під час виконання експериментальної частини роботи

---

де і – діаметри заготовки, відповідно, після точіння зі спеціальними (чистовими) режимами різання і після точіння з робочими режимами різання.

Підставивши (8.7) і (8.8) у (8.6), остаточно отримаємо

. (8.8)

За аналогією з формулою (8.4) можна записати залежність для визначення отриманої експериментально похибки форми поверхні

. (8.9)

Результати розрахунків і експериментів записуються в таблицю 8.1 і на основі їх порівняння робляться висновки.

Таблиця 8.1

№ пере-тину	Розрахун-кова деформа-ція , мм	Діаметр заготовки після точіння зі спеціальними режимами , мм	Діаметр заготовки після точіння з робочими режимами , мм	Задана глибина різання , мм	Фактична деформація, , мм

Якщо довгий вал проточується на верстаті з ЧПК, то пружні деформації елементів системи ВПІД, попередньо визначені за формулою (8.3), можуть бути скомпенсовані відповідними радіальними переміщеннями вершини різця, передбаченими в керувальній програмі.

8.2. Прилади та обладнання

1. Різальний інструмент: прохідний різець.

2. Заготовка – сталевий пруток (ø20...30 мм; l = 200...300) мм, зацентрований з обох торців.

3. Пристрої: повідцевий патрон, обертавий задній центр.

4. Вимірювальний інструмент: масштабна лінійка l = 300 мм, мікрометр (ціна поділки 0,01 мм).

5. Токарний чи токарно-гвинторізний верстат.

---

8.3. Порядок виконання роботи

1. Підготувати необхідні дані для виконання розрахунків на ПЕОМ:

- коефіцієнт і показники степеня х, у і n (для поздовжнього точіння різцем з різальною частиною з твердого сплаву = 243; x = 0,9;
у = 0,6; n = – 0,3);

- швидкість різання v (в м/хв);

- подача s (в мм/хв);

- глибина різання t для точіння з робочими режимами (в мм);

- коефіцієнт (можна прийняти =1);

- , , і – відповідно, податливості передньої бабки, задньої бабки і супорта, мм/Н (кількісні значення цих параметрів слід взяти з результатів виконання лабораторної роботи №7; якщо згадана робота виконувалась на іншому верстаті, або не виконувалась, то можна скористатись нормативними значеннями податливостей, наприклад, для верстата 1К625 = 9·10^-5 мм/Н, = 13·10^-5 мм/Н = 7·10^-5 мм/Н);

- кількість перетинів заготовки, для яких виконується розрахунок.

2. Виконати розрахунок за допомогою ПЕОМ. Результати записати в таблицю 8.1.

3. Встановити заготовку в центрах верстата.

4. Обробити заготовку з режимами чистового точіння
(v = 100...120 м/хв; s = 0,05...0,1 мм/об; t =0,05...0,1 мм).

5. За допомогою масштабної лінійки і крейди позначити на проточеній частині заготовки місця розташування перетинів, у яких визначалась деформація у п.2.

6. В місцях розташування перетинів виміряти діаметри отриманої поверхні. Результати записати в таблицю 8.1.

7. Проточити заготовку з робочими режимами (v = 90...100 м/хв; s = 0,3...0,4 мм/об; t =1,5...2 мм).

9. Виміряти діаметри проточеної заготовки у тих же перетинах, що і у п.6. Результати записати в таблицю 8.1.

10. За формулою (8.8) знайти фактичні значення деформації заготовки.

11. Побудувати в одному масштабі графіки функцій та . Знайти та за формулами (8.9) і (8.4).

12. Оцінити близькість теоретичних і експериментальних результатів та зробити висновки.

---

8.4. Зміст звіту

1. Найменування і мета роботи.

2. Тип і модель верстата.

3. Основні характеристики використовуваного різального і вимірювального інструменту.

4. Результати розрахунків і експериментальних досліджень (таблиця і графіки).

5. Висновки.

8.5. Питання для самоперевірки

1. Поняття жорсткості й податливості системи ВПІД.

2. Механізм виникнення похибки форми поверхні, що виникає через деформації системи ВПІД під дією сили різання (далі – похибки).

3. Пояснити на прикладах, як впливатиме матеріал заготовки на величину похибки.

4. Пояснити, яку форму матиме поверхня циліндричної заготовки, якщо її обробляння виконується на токарному верстаті з вузлами:

- достатньої жорсткості, а сама заготовка недостатньо жорстка (тобто довга і тонка);

- малої жорсткості за досить значної жорсткості заготовки.

5. Шляхи зменшення похибки, якщо заготовка закріплена:

- в центрах;

- консольно в патроні або цанзі.

Рекомендована література: [12, 24, 25].

Лабораторна робота №9

ДОСЛІДЖЕННЯ ВІБРАЦІЙ В СИСТЕМІ ВПІД

Мета роботи – вивчення вібраційних процесів, що спричиняються автоколиваннями системи ВПІД, і впливу вібрацій на якість оброблюваних поверхонь.

9.1. Загальні положення і методика виконання роботи

Вібрації – це коливання механічних систем.

Вібрації, які виникають в системі ВПІД, можуть спричинятися зміною величини сили різання через нерівномірність припуску, зовнішніми поштовхами і струсами, дисбалансом обертавих частин системи ВПІД та іншими факторами. Вібрації в системі ВПІД найчастіше супроводжуються переміщенням різальної частини інструмента у напрямку нормалі до оброблюваної поверхні. Такі переміщення спричиняють хвилястість обробленої поверхні а також інтенсивний знос і навіть руйнування різальної кромки інструмента. Вібрації призводять також до швидкого зносу деталей верстата і спричиняють підвищений шум, який втомлює робітника.

Виникнення інтенсивної вібрації у багатьох випадках змушує знижувати режими різання і таким чином зменшувати продуктивність верстатів, особливо під час остаточної обробки; тому вібрації, які виникають в системі ВПІД, найчастіше є негативним явищем.

Вібрації в системі ВПІД можуть бути коливаннями одного з трьох видів: вільними коливаннями, вимушеними коливаннями та автоколиваннями.

Вільні (або власні) коливання виникають в стійких системах під впливом зовнішніх силових факторів неперіодичної дії – різкої зміни навантаження, поштовхів, ударів тощо і в реальних системах є згасаючими коливаннями.

Вимушені коливання виникають в стійких системах від дії зовнішніх збудників періодичної дії – переривчастого або нерівномірного різання, дисбалансу обертових частин, впливу розташованих неподалік машин, робота яких супроводжується інтенсивною вібрацією, тощо. Вимушені коливання в системі ВПІД припиняються з припиненням дії зовнішнього періодичного збудника.

---

Автоколивання – це незгасимі коливання, які виникають в нестійкій неконсервативній системі з неколивальним джерелом енергії. Амплітуда й частота автоколивань визначаються властивостями самої системи.

Неконсервативною називають систему, в якій під час коливань відбувається розсіювання енергії, обумовлене пружною недосконалістю матеріалу деталей, тертям в нерухомих з’єднаннях, тобто, так званим конструкційним демпфуванням.

Природа автоколивань, що виникають в системі ВПІД, досить складна і ще потребує ґрунтовних наукових досліджень.

Встановлено, що частота автоколивань близька до частоти власних коливань одного з пружних контурів системи ВПІД.

У системі ВПІД, схильній до автоколивань, вібрації починаються одночасно з початком процесу різання і закінчуються після відведення інструмента.

У цій лабораторній роботі пропонується проаналізувати вплив жорсткості системи ВПІД на частоту й амплітуду автоколивань, які можуть виникнути під час точіння консольно закріпленої у трикулачковому патроні циліндричної заготовки (рис 9.1).

Д ля вибраної в даному випадку схеми установлення заготовки, жорсткість системи ВПІД суттєво залежить від відстані між вершиною різця і кулачками і, якщо знехтувати податливістю передньої бабки, патрона й супорта, визначатиметься залежністю

, (9.1)

де – момент інерції осьового перетину прутка у (мм⁴), Е – модуль пружності матеріалу прутка (для сталі Е = 2,1·107 Н/мм²).

Таким чином, якщо точити пруток у напрямку від правого вільного торця до кулачків патрона, то жорсткість системи ВПІД буде збільшуватись.

Частоту автоколивань наближено можна визначити за вібраційними слідами на обробленій поверхні. Зокрема для процесу точіння частоту вібрації можна знайти за формулою

, (9.2)

де n – частота обертання шпинделя верстата (об/хв), l – довжина хвилі (мм).

Довжину l хвилі можна виміряти безпосередньо на обробленій поверхні за допомогою штангенциркуля. Для збільшення точності вимірювання спочатку слід виміряти відстань між крайніми гребенями декількох (3...5) хвиль і поділити цю відстань на кількість вибраних для вимірювання хвиль.

Амплітуду коливань можна знайти як висоту хвиль на обробленій поверхні (в межах 2-3 хвиль), виміряну за допомогою індикатора годинникового типу.

9.2. Прилади та обладнання

1. Токарний верстат з трикулачковим патроном.

2. Заготовка у вигляді круглого прутка.

3. Індикатор годинникового типу з ціною поділки 0,001 мм, установлений на магнітному стояку.

4. Штангенциркуль з ціною поділки 0,05 мм.

5. Прохідний різець з головним кутом в плані  = 45;

9.3. Порядок виконання роботи

1. Встановити і закріпити пруток діаметром 20...25 мм та довжиною 170...200 мм з вильотом 140...160 мм у патроні верстата.

2. За допомогою органів керування верстата встановити такі режими обробки: v =90...100 м/хв, s = 0,2...0,25 мм/об.

---

Смотрите также файлы

• Lab_rob_GGtaPP.doc

• Гідравліка Лаба 1.docx

• Лаби гидравлика.doc

• Лабораторна робота1.docx

• Posibnuk_PVZDM_litya.doc