ПОХИБКИ ОБРОБКИ, ПОВ'ЯЗАНІ З ДЕФОРМАЦІЯМИ ТЕХНОЛОГІЧНОЇ СИСТЕМИ ПІД ВПЛИВОМ НАГРІВУ

Непрацюючий верстат має однакову температуру всіх його частин, приблизно рівну температурі навколишнього середовища. При роботі верстата відбувається поступове нерівномірне нагрівання елементів технологічної системи, що призводить до появи систематичної похибки обробки заготовок.

Теплові деформації верстатів відбуваються через нерівномірне нагрівання окремих їх частин. Джерелами тепла в верстатах є електродвигуни, рухомі механізми (підшипники, зубчасті колеса, направляючі), зона різання, робочі рідини (МОР, масло), а також зовнішні джерела (батареї опалення, сонячні промені і т.д.).

Найбільший нагрів в верстатах мають шпиндельні бабки, які при роботі розігріваються до 20 ... 60 ° С, причому в різних точках корпусу температура може бути різна. Найбільше нагріваються підшипники швидкохідних валів і шпинделя, а також зубчасті колеса. Це призводить до зміщення положення осі шпинделя, напрямок якого залежить від розташування валів в корпусі.

На рис. 1.13, поз. 1 показано горизонтальне зміщення осі передньої бабки токарного верстата при роботі в центрах. На початку роботи шпиндельная бабка, розігріваючи, переміщається в напрямку робочого, викликаючи змінну систематичну похибку обробки, яка пропорційна частоті обертання шпинделя. Після 4 ... 5 годин роботи шпиндельная бабка повністю нагрівається, її температура стабілізується, а отже, і положення осі шпинделя. Якщо після цього верстат вимкнути, то він буде повільно остигати, а вісь шпинделя поступово повернеться в початкове положення.

Горизонтальне зміщення осі перелней бабки токарного верстата при роботі в центрах

Мал. 1.13. Горизонтальне зміщення осі перелней бабки токарного верстата при роботі в центрах

В даний час шпиндельні бабки високоточних верстатів виконують з композиційних матеріалів, які володіють меншою теплопровідністю, ніж сталь і чавун. На рис. 1.13, поз. 2, показано горизонтальне зміщення осі передньої бабки токарного верстата, виконаної з композиційного матеріалу. У порівнянні з металевою шпиндельной бабкою вона нагрівається менше і повільніше і також повільніше остигає, повертаючись в початкове положення.

Теплові деформації інструменту є домінуючими в теплових деформаціях всієї технологічної системи, оскільки в процесі роботи різці безпосередньо контактують із зоною різання і нагріваються до високих температур, що веде до значних лінійним деформацій, а отже, і до погрішностей обробки.

Лінійні деформації різця при його роботі

Мал. 1.14. Лінійні деформації різця при його роботі

В процесі роботи нагрів різця відбувається протягом

20 ... 25 хвилин (рис. 1.14, поз. 1 ), після чого настає теплова рівновага. Подовження різця після його нагрівання можна розрахувати за формулою

де С - постійна, що залежить від режимів різання;

1р - виліт різця;

F - поперечний переріз.

Чим вище твердість оброблюваного матеріалу, більше виліт і менше поперечний переріз державки різця, тим більше його подовження.

При роботі за методом автоматичного отримання розмірів до настання теплової рівноваги подовження різця викликає похибка розмірів оброблюваних заготовок.

Якщо різець працює з перервами (рис. 1.14, поз. 2), то відбувається чергування нагрівання й охолодження різця, в результаті загальне подовження різця і температурні похибки обробки значно знижуються.

При використанні різців з державками, виконаними з композиційних матеріалів, їх нагрівання і лінійні деформації значно нижче, ніж при точінні різцями з суцільнометалевими державками (рис. 1.14, поз. 3).

На рис. 1.15 схематично зображено плоскошліфувальний верстат, під столом якого розміщений силовий циліндр приводу столу. В процесі роботи верстата, масло, яке надходить в циліндр, розігріває його, а також відбувається нерівномірний нагрів столу. В результаті робоча поверхня 1 столу (на ній закріплюється магнітна плита) деформується і займає положення 2.

Для зниження похибок обробки, які викликані тепловими деформаціями верстата при високоточних роботах, верстат попередньо прогрівають на холостому ходу протягом 2 ... 3 годин, після чого приступають до роботи. При виконанні елементів верстата з композиційних матеріалів в процесі їх виготовлення прокладаються дренажні трубопроводи, по яких в процесі роботи верстата циркулює охолоджуюча рідина.

Деформація столу плоскошлифовального верстата під впливом нагріву

Мал. 1.15. Деформація столу плоскошлифовального верстата під впливом нагріву

 
Переглянути оригінал
< Попер   ЗМІСТ   ОРИГІНАЛ   Наст >