Влияние жесткости технологической системы на точность обработки

Способность упругой системы оказывать сопротивление действию сил, стремящихся ее деформировать, называют жесткостью системы. Большая жесткость системы – одно из основных условий достижения высокой точности при обработке. При отсутствии достаточной жесткости под действием сипы резания и других сил система деформируется, что приводит к искажению формы детали и возникновению гостей размеров. С жесткостью технологической системы связано явление вибрации. Системы, обладающие большой жесткостью, могут работать с высокими режимами резания без появления вибраций. В этом случае повышается производительность обработки.

Жёсткость технологической системы выражается отношением составляющей силы резания, действующей по направлению нормали к обработанной поверхности, к взаимному смещению режущего инструмента и обрабатываемой детали, отсчитываемому в том же направлении:

Н/мм;

где j_c – жесткость системы, H/мм;

P_y – радиальная составляющая силы резания, H;

y – деформация упругой системы, мм.

Аналогично выражается жесткость отдельных элементов технологической упругой системы: суппорта j_cуп., передней бабки j_п.б., задней бабки j_з.б., приспособления j_пр. и обрабатываемой детали j_дет.

Величина, обратная жесткости, называется податливостью упругой системы:

мм.Н.

Податливость технологической системы равна сумме податливостей составляющих ее частей. Если выразить податливость через жесткость, то получим:

где j_ст., j_пр., j_ин и j_дет. – жесткости соответственно станка инструмента, приспособления и детали.

Стандартом установлены нормы жесткости станков и их элементов.

Ниже показаны схемы, деформации элементов технологической системы токарного станка и искаженная форма детали:

Рис. 4.2. Деформация детали, возникающая при ее закреплении на станке

На точность обработки детали в значительной мере влияют силы, действующие при ее закреплении. Эти силы деформируют деталь. В результате деталь обрабатывается в деформированном состоянии. После раскрепления под действием сил упругости деталь принимает прежнюю форму, отчего она оказывается искаженной. Погрешности закрепления особенно сильно проявляются на нежестких деталях.

а) деформация при закреплении;	б) обработка;	в) погрешность после раскрепления
Рис. 4.3. Деформация кольца (втулки) при закреплении в трехкулачковом патроне