Технология машиностроения - часть 9

 

упругих деформаций заготовку. Рекомендуемые диаметры заготовки 25 … 30 мм; длина 250 … 450 мм. 
Заготовка приводится во вращение поводковым патроном. Обработка заготовки производится проход-
ным резцом Т15К6 следующей геометрии: главный угол в плане 

ϕ = 45° , радиус закругления вершины 

резца 1 мм. 

Измерение диаметра заготовки выполняется микрометром с точностью 0,01 мм. 
 

Порядок выполнения работы 

 

1   Подготовка 

 

1 

Ознакомиться с методическими указаниями, техникой безопасности, оборудованием, приборами, 

инструментом, содержанием отчета. 

2 

Получить у лаборанта нагрузочное приспособление, инструмент и заготовку для выполнения ра-

боты. 

3 

Установить нагрузочное приспособление в центрах токарного станка в заданное положение. 

4 

Установить и закрепить в резцедержателе шаровую оправку и подвести суппорт до упора оправ-

ки в диаметре с натягом не менее 10 мкм. 

5 

Установить в направлении нагружающей силы ножки индикаторов с упором в поверхности пе-

реднего и заднего центров суппорта. 

6 

Произвести  пробное  нагружение  силой 500 … 1000 Н  и  разгружение  станка.  Индикаторы  на-

строить на нулевые значения, обеспечив натяг 1,0 мм. 

7 

Измерить  диаметры  заготовки  в  одиннадцати  сечениях  через  каждую 0,1 ее  длины.  Убедиться, 

что у заготовки отсутствует погрешность формы в продольном направлении. 

8 

Выбрать  режим  обработки  заготовки:  V,  n,  S, t в  зависимости  от  заданных  размеров  заготовки. 

Рекомендуемые режимы резания V = 60 … 80 м/мин; S = 0,15 … 0,25 мм/об; t = 1 … 4 мм. 

9 

Установить номинальный диаметр (D

0

) детали после обтачивания 

 

,

2

заг

0

t

D

D

−

=

                                     (8.8) 

где D

заг

 – диаметр заготовки; t – заданная (принятая) глубина резания. 

 

2   Проведение эксперимента 

 

1 

Произвести последовательно нагружение и разгружение станка нагрузками 300, 600, 900, 1200, 

1500, 1800, 1500, 1200, 900, 600, 300 Н. Записать показания индикаторов. 

2 

Результаты упругих перемещений суппорта, передней и задней бабок по показаниям индикато-

ров занести в табл. 8.1.  

П р и м е ч а н и е. При данной схеме нагружения усилие P, приложенное к суппорту, соответствует 

показаниям индикатора динамометра; усилия, приложенные к передней и задней бабкам, равны P / 2. 

3 

Снять нагрузочное приспособление со станка. 

4 

Установить заготовку в центрах станка, закрепить резец, установить частоту вращения шпинделя 

и подачу. 

5 

Установить резец на диаметр D

0

 и проточить заготовку по всей длине (выполняет учебный мас-

тер). 

6 

Снять обработанную деталь со станка. Измерить диаметры (D

i

) детали в одиннадцати сечениях. 

Результаты измерения занести в табл. 8.4 

 

3   Обработка результатов эксперимента 

 
У к а з а н и е: обработку эксперимента выполнить с использованием ЭВМ группы ЕС. 

 

1 

Рассчитать среднее значение жесткости (j, Н/м) суппорта, передней и задней бабок станка. Для 

этого решить уравнения (8.6) и (8.7), определив значения A

0 

и A

1

 для каждого элемента станка. Резуль-

таты расчетов записать в табл. 8.2.  

П  р  и  м  е  ч  а  н  и  е.  Коэффициенты  A

1

  в  уравнениях  аппроксимирующих  прямых  характеризуют 

среднее значение жесткости соответствующих элементов станка. 

2 

Рассчитать значение функции y = f (P) по уравнению (8.5) и среднее значение податливости по 

формуле (8.2) для элементов станка. Результаты расчетов занести в табл. 8.3.  

3 

Рассчитать  по  формуле (8.3) податливость  технологической  системы 

)

(

i

c

ω

  в 11 сечениях  через 

каждые 0,1 длины детали. Значения 

ω

cуп

, 

ω

пб

, 

ω

зб

  принимать из табл. 8.3 Момент инерции сечения дета-

ли определить по формуле (8.4). Коэффициенты при слагаемых в формуле (8.3) принимать из Прил. П 
8.12. 

4 

Рассчитать упругие деформации в каждом сечении вала по формуле 

i

c

y

i

P

y

ω

=

, где Р

у

 – радиальная 

составляющая силы резания, Н; 

i

c

ω

– податливость технологической системы при положении резца в i-м 

сечении. Радиальная составляющая (Р

у

) силы резания определяется по формуле 

75

,

0

10

⋅

λ′

=

S

t

С

P

p

y

, где 

λ′ 

–  коэффициент,  характеризующий  отношение  P

y 

/  P

z

,  зависящий  от  геометрии  резца,  состояния  режу-

щей кромки, режимов резания, механических свойств обрабатываемого материала и др. факторов; С

р

 – 

коэффициент, зависящий от механических свойств обрабатываемого материала и угла резания; S – про-
дольная подача, мм/об. Значения коэффициентов 

λ′ и С

р

  принимать из Прил. П 8.12 и П 8.13. 

5 

Определить  погрешность  формы  (Y

i

)  детали  в 11 сечениях  после  ее  обработки,  как  отклонение 

цилиндра от прямой линии из выражения 

2

/

i

i

D

y

∆

=

, где 

i

D

∆

 – отклонения от номинального диаметра, 

определяемые для каждого сечения по формуле 

0

D

D

D

i

i

−

=

∆

. Результаты расчетов по п. 3, 4 занести в 

табл. 8.4. 

6 

Определить погрешность формы 

)

(

max

D

∆

 в продольном сечении обработанной детали по резуль-

татам расчета: 

 

)

(

2

min

max

max

y

y

D

−

=

∆

 

и по результатам эксперимента: 

 

)

(

2

min

max

max

D

D

D

−

=

∆

. 

 

7 

Построить графики y = f (P) для каждого испытуемого элемента станка и нанести аппроксими-

рующие прямые нагрузочной ветви (табл. 8.1 и 8.3). 

8 

По 

результатам 

экспериментов 

и 

расчетов 

построить 

графики  

y = f (х) упругих деформаций технологической системы (табл. 8.4). 

9 

Выводы. 

10 

Составить отчет по работе 

 

Содержание отчета 

 

1 

Название и цель работы. 

2 

Содержание задания и схема приспособления для нагружения и измерения упругих деформаций 

токарного станка. 

3 

Эскиз обработки детали с указанием размеров и поясов измерений. Режимы обработки заготов-

ки. 

4 

Алгоритм расчета функций y = f (P

y

) и y = f (x) и программы расчетов на ЭВМ типа ЕС. 

5 

Определение упругих перемещений элементов станка и заполнение табл. 8.1. 

6 

Расчет средних значений жесткости и податливости суппорта, передней и задней бабок станка, 

расчет функции P = A

0 

+ A

1 

y и заполнение табл. 8.2 и 8.3. 

7 

Расчет податливости и упругих деформаций технологической системы в различных сечениях де-

тали и заполнение табл. 8.4. 

 

8 

Графики зависимости y = f (P) и аппроксимирующих прямых нагрузочных ветвей для суппорта, 

передней и задней бабок станка. 

9 

Экспериментальный и расчетный графики упругих деформаций технологической системы. 

10 

Определение погрешностей формы в продольном сечении на основании эксперимента и расчета. 

11 

Выводы. 

 

8.1  Результаты измерений упругих перемещений  

элементов станка y

i

, мм 

 

Величина нагрузки Р, Н 

Элемент 

станка 

Характеристика 

приложенной 

нагрузки 

300 600 900 120

0 

150

0 

180

0 

нагруженная 

 

 

 

 

 

 

Суппорт 

разгруженная 

 

 

 

 

 

 

Передняя  нагруженная 

 

 

 

 

 

 

бабка 

разгруженная 

 

 

 

 

 

 

Задняя 

нагруженная 

 

 

 

 

 

 

бабка 

разгруженная 

 

 

 

 

 

 

 

8.2   Результаты расчетов коэффициентов A

0 

и A

1 

 

Элементы 

станка 

∑

=

n

i

y

i

P

1

 

∑

=

n

i

i

y

1

 

∑

=

n

i

i

y

1

2

 

∑

=

n

i

i

y

y

P

i

1

А

0 

ср

1

j

A

=

Суппорт 

 

 

 

 

 

 

Передняя 
бабка 

 

 

 

 

 

 

Задняя бабка   

 

 

 

 

 

8.3   Результаты расчетов значений функции P = A

0 

+ A

1 

y  

и податливости элементов станка 

 

Элементы станка 

Рассчи-

танные 

величины  

Суппорт 

Передняя баб-

ка 

Задняя бабка 

y, мм 

                                   

P, Н 

                                   

ω

, мкм/мм   

 

 

 

8.4   Определение упругих деформаций 

 

Результаты расчета 

Результаты экспери-

мента 

х, мм 

ω

с

, мкм/н 

y

i

, мм 

D

i

, мм 

y

i

, мм 

0      
0,1l 

 

 

 

 

. 

. 

. 

 

 

 

 

1,0l 

 

 

 

 

 

 

 
Приложение 8 

 

РАСЧЕТ ЗАВИСИМОСТЕЙ Y = 

ƒ(P

y

) И Y = 

ƒ(X) НА МИКРОКАЛЬКУЛЯТОРАХ  

С ПРОГРАММНЫМ УСТРОЙСТВОМ ТИПА «ЭЛЕКТРОНИКА МК-56» 

 
В связи с огромным числом операций, допускаемых программным устройством калькулятора, рас-

чет производится последовательно по формулам, приведенным в табл. П8.1. 

Для вычислений необходимо проделать следующие действия: включить микрокалькулятор для ра-

боты; ввести программу нажатием клавиш  В/О   F   ПРГ   и последующих клавиш в каждой конкрет-

ной программе; перейти в режим счета нажатием клавиш  F    АВТ  ; 

 ввести исходные данные для расчета в регистр памяти; нажать клавиши  В/О    C/П   и считать с 

индикатора результаты. Проверку правильности ввода элементов программы выполняют по показаниям 
цифрового индикатора, на котором указывается код, соответствующий данной команде. Ввод исходных 
данных производится засылкой соответствующего числа в ячейки памяти, указанные ниже для каждого 
расчета. 

П8.1   Алгоритм расчета функций P

y

= 

ƒ(y) и y = ƒ(x) 

 

№ 

п/

п 

Рассчитываемая величина 

Формула 

1  Коэффициенты А

0

 и А

1

 для суп-

порта, передней и задней бабок n = 
6; i = 0, 1, 2, 3 ... 

 

2  Функция P

y 

= 

ƒ(y) (аппроксими-

рующая) 

P

y 

= A

0 

+ A

1 

y 

3  Податливость технологической 

системы 

)

(

с

i

ω

 для 11 сечений (х = 

0,1; 0,2; ...; 1,0) 

( )

(

)

l

ED

x

x

l

l

x

l

x

l

i

4

0

2

2

2

2

зб

2

пб

уп

 

с

c

5

,

1

10

−

+













ω

+

+

−

ω

+

ω

=

ω

4 

Упругие деформации для 11 сече-
ний вала 

y

i 

= P

y

ω

сi 

=  10

λC

p 

tS 

0,75

ω

c

  

5 

Погрешность формы вала в 11 се-
чениях  

2

2

0

D

y

i

−

=

∆

=

i

i

D

D

 

  

1   Расчет коэффициентов А

0

 и А

1 

 

1.1   Для ввода программы нажать клавиши  В/О   F   ПРГ  . 
1.2  Набрать программу нажатием клавиш в соответствии с табл. П8.2. 

 

П8.2   Программа расчета коэффициентов А

0

 и А

1 

 

Адрес  Команда 

Код 

Адрес  Команда 

Код 

00 

CX   

0Г 25 П-Х  2 

62 

01 

X-П  0 

40 26  +   

10 

02 

X-П  1 

41 27 

X-П  2 

42