Библиографическое описание:

Мурин С. В., Беленький А. А. Исследование влияния силы поджатия задней бабки на качество токарной обработки // Молодой ученый. — 2015. — №21.2. — С. 38-41.

 

Данное исследование было направлено на выявление влияния силы поджатия задней бабки на изменение геометрических характеристик не жестких валов при токарной обработке при установке заготовки в центрах.

Заготовками в данном исследовании служили 4 вала из стали марки 30Х диаметром ~21 мм и длиной ~240 мм. Были проведены замеры заготовок в 23 точках и построена диаграмма (рис.1), показывающая изменение диаметральных размеров исходных заготовок по длине вала.

C:\Users\АТТО\Dropbox\НПР\Беленький\Валы до обработки 111.png

Рис. 1 Графики изменения диаметральных размеров валов по длине

По результатам измерений был проведен статистический анализ. Данные приведены в таблице 1.

Таблица 1

Номер вала

СКО

Среднее значение ∅, мм

1

0,0096

21,013

2

0,0096

21,013

3

0,0127

21,023

4

0,0094

21,027

В соответствии со справочной литературой были произведены расчеты рациональных режимов резания [1].

Формула для расчёта скорости резания:

( 1)

где Cυ – коэффициент, характеризующий обрабатываемый металл и условия его обработки; Т – стойкость режущего инструмента, мин.; m- показатель относительной стойкости; t – глубина резания, мм.; s – подача, мм/об.; x и y – показатели степеней; Kυ – Общий поправочный коэффициент на измененные условия обработки по отношению к тем, для которых дается значение коэффициента Cυ.

Cυ=227; x = 0.15; y=0.2, m=0.2

Глубину резания и подачу назначали для чистового точения t= 0.25 мм , S= 0.2 мм/об в соответствии со справочной литературой. Стойкость берём среднюю – 75 мин.

Kυ= KT KMυ KM1υ Kϕυ Kϕ1υ Krυ

( 2)

Kυ= 0,4401;

KT=0.95 – Поправочный коэффициент на стойкость;

KMυ=0,83 – поправочный коэффициент на материал заготовки;

KM1υ= 0,75 – поправочный коэффициент на материал режущей части;

Kϕυ=0,91 - поправочный коэффициент на главный угол в плане;

Kϕ1υ=0,87 – поправочный коэффициент на вспомогательный угол в плане;

Krυ=0.94 – Поправочный коэффициент на радиус при вершине резца;

=71,66 м/с;

=1081,1 об/мин

( 3)

В соответствии с рабочим диапазоном станка частоту вращения шпинделя n принимаем равной 800 об/мин [2].

Для проведения обработки валов на станке была написана программа ЧПУ (Таблица 2) [3].

Таблица 2

Номер кадра

Код программы

Комментарии

N01

M40

Разблокирование шпинделя и электродвигателя главного движения.

N02

M3

Вращение шпинделя по часовой стрелке.

N03

S400

Установка скорости вращения шпинделя. Для избегания заклинивания, скорость увеличивается поэтапно.

N04

S600

N05

S800

N06

T2

Определяет инструмент необходимый для обработки, и номер соответствующей коррекции.

N07

G95

Задаёт подачу в формате мм/об.

N08

X30000~*

Быстрый подвод инструмента в зону резания по двум осям X и Z.

N09

Z-5000

N10

F50

Определяет подачу 0,5 мм/об

N11

Z +2000

Быстрый подвод по оси Z.

N12

X 23000

Быстрый подвод по оси Х.

N13

F20

Задает подачу 0,2 мм/об.

N14

X 20500

Данная строка задает выход инструмента на необходимую глубину резания.

N15

Z -235000

Данная строка задает длину обработки, 235 мм.

N16

X 25000

Отвод инструмента от детали на расстояние 25 мм

N17

X 190000~*

Быстрый отвод инструмента одновременно по двум осям X и Z в точку с заданными координатами

N18

Z -90000

N19

S700

Поэтапное снижение скорости вращение шпинделя для избегания заклинивания.

N20

S 600

N21

S 300

N22

M5

Остановка шпинделя, осуществляется после выполнения операций, содержащихся в кадре.

N23

M30

Конец УП с возвратом в начало.

 

По приведенной выше программе было проведено точение четырех валов с разной силой поджатия. Применяемое оборудование токарно-винторезный станок 16А20Ф3. Обработка производилась проходным прямым резцом с твердосплавной пластинкой Т15К6. Величина поджатия для первого вала составляла 13,75 Н*м, второго 17,5 Н*м, третьего - 21,25 Н*м, четвертого - 25 Н*м. Усилие поджатия представлено как момент силы, из-за особенностей конструкции привода механизма задней бабки. В результате эксперимента были полученные данные, приведенные на рис. 2, показывающие изменение диаметральных размеров валов по длине.

C:\Users\АТТО\Dropbox\НПР\Беленький\Статья валы после обработки 111.png

Рис.2 Графики изменения диаметральных размеров валов по длине.

По полученным данным был произведен статистический анализ. Анализ проводился по разбросу диаметрального размера – СКО, по значению диаметра вала в крайней правой точке. Данные приведены в таблице 3.

Таблица 3

Номер вала

Сила поджатия, Н*м

СКО

Диметр в крайней правой точке

1

13,75

0,0485

20,52

2

17,5

0,0570

20,52

3

21,25

0,0571

20,54

4

25

0,0738

20,58

 

По данной таблице был построен график зависимости СКО и диаметра вала в крайне правой точке от изменения силы поджатия (Рис.3)

Рис.3 Диаграмма зависимости СКО и диаметра вала в крайней правой точке от силы поджатия

Было установлено (рис. 3), что при увеличении силы поджатия увеличивается СКО диаметральных размеров валов, а также смещение первой точки обработки.

 

Литература:

  1.           Аршинов В.А. - Резание металлов и режущий инструмент. – 1975
  2.           Техническая документация на станок 16А20Ф3.
  3.          Техническая документация на модуль ЧПУ НЦ-31.

Обсуждение

Социальные комментарии Cackle