Вариант 21 Нечаев ОТМ1=. Методы настройки металлорежущих станков

• Название: Методы настройки металлорежущих станков
• Дата: 04.04.2021
• Размер: 261.78 Kb.
• Имя файла: Вариант 21 Нечаев ОТМ1=.docx
• Тип: Контрольная работа; #191058

МИНОБРНАУКИ РОССИИ

ФГБОУ ВПО

Пензенский государственный технологический университет

Институт промышленных технологий

Кафедра «Технология машиностроения»

Контрольная работа

по дисциплине «Основы технологии машиностроения»

на тему: «Методы настройки металлорежущих станков»
Выполнил: студент гр. 13МТ1бзи О.В. Нечаев

Проверил: д.т.н., проф. каф. ТМС А.В. Ланщиков


Пенза 2015
Введение
Для выполнения любой операции механической обработки заготовок необходимо произвести настройку станка.

Под настройкой понимают процесс установки и закрепления режущего инструмента, приспособлений и других устройств (упоров, кулачков и т.д.) для обеспечения необходимого взаимного положения обрабатываемой заготовки и инструмента, при котором выдерживается заданная точность обработки.

Погрешность настройки станка является одной из основных частей общей погрешности изготовления деталей. Точность настройки зависит от применяемого метода настройки, точности измерительных инструментов и устройств, а также от квалификации исполнителя.

Настраивая станок, нужно знать как выгоднее разместить поле рассеивания, порождаемое совокупным действием случайных факторов, относительно границ установленного допуска. Так, например, при обточке вала выгоднее его смещать в сторону наименьшего предельного размера. При этом, по мере затупления инструмента оно постепенно будет смещаться в сторону наибольшего предельного размера.

Цель работы: Изучение методов настройки металлорежущих станков.

Раздел 1 - РАСЧЕТ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ НАЛАДКИ

Исходные данные по индивидуальному заданию

№	Dзаг, мм	Dдет	L, мм	S, мм/об	n, об/мин	Материал пластины	HB	Rz
21	40h14	29 h11	30	0.1	500	Т15К6	288-317	20-30

Оборудование: токарно-винторезный станок мод16К20.

Схема установки: в патроне с поджатием задним центом.

Средства измерений: линейка 0-500 мм, микрометр МК 25-50 ГОСТ 6507-90.
Отчёт
I) Подготовлена пробная и опытная партии заготовок.

II) Характеристика станка: Станок предназначен для выполнения различных токарных работ и нарезания метрической, модульной и дюймовой резьб. Обрабатываемые детали устанавливаются в центрах или патроне.

Отклонение от цилиндричности 7 мкм, конусности 20 мкм на длине 300 мм, отклонение от прямолинейности торцевой поверхности на диаметре 300 мм - 16 мкм.

Цена деления лимбов: резцовые салазки - 0,05 мм, поперечное перемещение суппорта - 0,05 мм на диаметр обрабатываемого изделия, продольное перемещение суппорта - 1 мм.

Характеристика жёсткости узлов: шпиндель -360 Н/мкм, суппорт - 66 Н/мкм.

III) Материал заготовок: cталь 30.

VI) Режущий инструмент: резец с пластиной из твёрдого сплава Т15К6

V) Режимы резания:t = 1 мм, S = 0,1 мм/об., n = .500 об/мин.

6. 
   Расчет настроечного размера
   

Для компенсации изменения фактических размеров обрабатываемых заготовок установочные калибры или эталонные детали при статической настройке изготовляются с отступлением от чертежа заготовки на величину некоторой поправки .

Расчетный настроечный размер установочного калибра определяется по формуле:



где - размер заготовки, который должен быть фактически получен после обработки, когда настройка станка ведется посередине поля допуска заготовки:



мм

где L_max и L_min- соответственно наименьший и наибольший предельные размеры;

- поправка, учитывающая упругие деформации технологической системы и шероховатость поверхности эталонной детали, по которой производится настройка



где - составляющие поправки, учитывающие соответственно действие сил резания, шероховатость обрабатываемых заготовок и величину зазора в подшипниках шпинделя. В формуле знак минус принимается для случая обработки вала.

При двусторонней обработке (обработке цилиндрических поверхностей) значение , найденное по формуле, следует удвоить:



Величина радиальной составляющей сил резания равна



где С_р- эмпирический коэффициент;

S- подача, мм/об;

t- глубина резания, мм;

- скорость резания,

x, m, n- показатели степени,

- поправочный коэффициент,





544,05 Н

т.к. = (3,1416∙ ∙n) / 1000 0,63 м/мин



В связи с тем, что установка резца по калибру осуществляется соприкосновением его вершины с точной поверхностью калибра и при обработке заготовки положение вершины резца определяет положение впадин неровностей, измеренный размер оказывается больше размера калибра на величину





При двусторонней обработке поправка равна диаметральному зазору (принимается, что шпиндель, нагружаемый усилием резания, смещается в горизонтальном направлении от рабочего на величину диаметрального зазора) и зависит от типа и марки станка.

мм


мм

мм

6. 
   Изобразить схему настройки
   

Настройка заключается в отыскании и обеспечении величины смещения центра группирования (математического ожидания) , относительно координаты середины поля допуска обрабатываемой детали по чертежу Td.

Т.к. Td совпадает с полем рассеивания деталей в обрабатываемой партии, тогда основной задачей динамической настройки является .

Для этого выбирают некоторое количество пробных деталей , примем 5 шт., и строят для них теоретическую кривую распределения с полем рассеивания .



Рисунок 1 - Схема динамической настройки

В общем случае, погрешность настройки оценивается как

- для поверхностей вращения,

где, - погрешность регулирования инструмента,

- погрешность измерений,

-смещение центра группирования после обработки пробных

деталей.

= 0,031 мм

6. 
   Диаграмма точности в масштабе с нанесением опытных данных
   

Если технологический процесс стабилен, тогда изменение настроечного размера связано, прежде всего, с влиянием размерного износа инструмента и его тепловых деформаций . Первые обуславливают постепенное увеличение размеров в обрабатываемой партии, а вторые – уменьшают получаемые размеры.

Т.к. больше (и тепловые деформации носят временный характер), настройку станка целесообразнее выполнять не на середину поля допуска , а ближе его нижней границе .

Допуск по чертежу отличается от так называемого производственного допуска на величину погрешности измерений:

.

= 0,14 мм



Рисунок 2 - Диаграмма точности обработки партии деталей

Выводы

1. 
   Рассмотрены методы настройки металлорежущих станков;
   
2. 
   освоена методика расчёта и построения диаграмм;
   
3. 
   проведена работа со справочным материалом;
   
4. 
   закреплены знания.
   

Раздел 2 - ДИНАМИЧЕСКАЯ НАСТРОЙКА СТАНКОВ
Динамическая настройка производится опытно-расчетным путем по пробным заготовкам. Число пробных деталей примем 5 шт.

Вначале определяют размер предварительной наладки как середину допуска на размер.



мм

На этот размер настраивают режущий инструмент методом пробных проходов и промеров по одной из пробных заготовок, а затем обрабатывают остальные пробные заготовки. Определяют размах W колебаний размеров по этим заготовкам.



мм

Половину поля рассеяния размеров при обработке всей партии заготовок можно принять равной:





Настроечный размер D_n определяется так:


- минимальный размер по нижней границе EI поля допуска;

—погрешность измерения размера;

-половина поля рассеяния размера;

— погрешность, вызванная превышением удлинения режущего инструмента под действием температуры над его размерным износом,

Предварительно можно принять = 10 мкм.

мм

Определяют величину корректировки, режущего инструмента .

Для токарной обработки



мм

Определяют настроечный размер - с учетом корректировки



мм

После внесения корректировки в положение режущего инструмента от предварительного размера обрабатывают 4 заготовки для заключения о правильности определения настроечного размера и произведенной размерной настройки.
Статическая настройка станков

Для статической настройки по эталону необходимо определить размер эталона (для тел вращения),

,

мм

где- D_etl -статический настроечный размер для вала;

Н — толщина щупа, по которому производится настройка.



где Dmin— наименьший диаметр (по EI поля допуска);

-погрешность измерения, принимается равной 0,018мм;

Y- величина упругой деформации технологической системы под действием сил резания;

Rz — высота микронеровностей заготовки после ее обработки.

мм

мм
Полное поле рассеяния размеров определяют по пробным заготовкам по формуле:



где k - коэффициент, учитывающий закон распределения составляющих погрешностей, k=1,2;

- поле мгновенного рассеяния от действия случайных погрешностей.



мм

-поле рассеяния размеров из-за неточности исходных заготовок.





где = 0,002 коэффициент для составляющей силы резания Р_у;

S — величина подачи [мм/об];

t — глубина резания, мм;

и - максимальная и минимальная глубина резания соответственно в
пределах допуска размера на заготовку и деталь;

- коэффициент, учитывающий возрастание Р_у при допускаемом износе

инструмента, =1,5;

НВ — твердость материала по Бринеллю;

- податливость технологической системы, [мкм/кгс].

Для схемы установки заготовки в центрах:



где — податливость суппорта, (0,38 мкм/кгс);

— податливость передней бабки, (0,313 мкм/кгс);

— податливость задней бабки, (0,406 мкм/кгс);

l— длина заготовки, мм;

х -— текущая координата (мм), (можно принять расстояние от левого торца заготовки до середины длины обрабатываемого диаметра);

D — диаметр заготовки, мм;

[мкм/кгс].
_psh — поле рассеяния размера из-за колебания шероховатости поверхности обработанных пробных заготовок, мкм



мм

— величина смещения среднеарифметических размеров m пробных заготовок от среднего арифметического размера всей совокупности (партии) заготовок.



мм

- поле рассеяния из-за погрешности регулирования положения инструмента (0,02 мм);

- поле рассеяния из-за погрешности измерения пробных заготовок

,

мм

где _tr — величина температурной деформации (удлинения) режущего инструмента, мкм.



мм

где с = 4,5 — эмпирический коэффициент;

Lp -длина вылета инструмента, мм;

F-площадь поперечного сечения державки инструмента (В Н =25 16), мм²;

=75 кгс/мм²;

t, S, V — режимы резания;

— основное время, мин;

— время перерывов между обработкой двух заготовок, мин.

_i— величина размерного износа инструмента, мкм, мм
Тогда



мм



мм

где Uо — величина относительного износа;

D и 1- диаметр и .длина поверхности;

m— количество пробных заготовок (m = 4);

S — подача, мм/об.

Средняя величина упругих отжатий технологической системы определяется, мкм:



мм



мм

Итак

А)Динамическая настройка

Настроечный размерD_n :

= мм

Б)Статический метод настройки

Размер эталона D_etl = мм
Выводы по лабораторной работе

1) Рассчитано значение D_etl по которому изготавливают эталон и в дальнейшем производится статическая настройка.

2) Из-за погрешности настроечного размера и действительного размера обработанных заготовок настроечный размер D_n корректируют после обработки пробной партии заготовок.

3) Произведены необходимые расчёты согласно рекомендуемой методике, получены необходимые знания.