УДК 621.992.7

Бецко Ю. М., ст. викл., Шенгелия М. М., студ.

Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут»

ВРАХУВАННЯ ПОХИБКИ ФОРМИ ПРИ РОЗРАХУНКУ РЕЖИМУ РІЗАННЯ КРУГЛОГО ШЛІФУВАННЯ

Py Pz T Rп dз
Рис. 1 Схема дії сил	Рис. 2. Модель заготовки, установленої в пристрої

При обробленні валів на круглошліфувальних верстатах з використанням повідкових пристроїв виникає похибка форми шийок вала в поперечному перерізі. Причина появи похибки наступна. Тангенціальна складова сили різання створює крутний момент різання. Для забезпечення кругової подачі йому протидіє момент зосередженої сили , з якою поводок діє на односторонній хомутик. По мірі обертання вектор сили змінює своє кутове положення з частотою обертання заготовки (рис. 1).

Сумарний вектор двох сил – радіальної складової сили різання і змінюється, коливаючись від якогось максимального значення, коли два вектори співнаправлені, до мінімального, при зворотному напряму вектора сили . При цьому, внаслідок нежорсткості технологічної системи, виникають пружні деформації, величина яких змінюється з тою ж частотою. Ця деформація стає причиною ексцентриситету та похибки форми оброблених поверхонь. Причому, величина цього ексцентриситету змінюється вздовж вісі заготовки. Максимального значення він набуває біля хомутика та практично дорівнює нулю біля заднього центру.

Беручи до уваги те, що кругле шліфування є, як правило, остаточним обробленням, ці похибки мають значний вплив на експлуатаційні характеристики вузла вцілому. При установці на шийці вала, яка має таку похибку форми, відповідних зв’язаних деталей, характеристики контакту, а значить, і контактна жорсткість, по довжині кола мають різні характеристики. Це призводить, наприклад, до виникнення вібрацій при навантаженні та ін.

При розрахунку режиму різання величина похибки виступає в якості одного з обмежень. Для врахування її величини створено розрахункову модель, за допомогою якої можна дослідити величину пружних деформацій при певних режимах різання. Дослідження проводяться на віртуальній тривимірній моделі конкретної заготовки (рис. 2). Певну величину жорсткості шпиндельного вузла імітує передній центр підбором геометричних параметрів консольної балки, аналогічно підбираємо жорсткість заднього центру. Стає можливим дослідити величини прогину вала при послідовній зміні кутового положення повідка і відповідно зміні дії сили .

Тангенціальну складову сили різання можна знайти за такою формулою:

,

(1.1)

де - відповідно швидкість різання, повздовжня подача та глибина різання.

Радіальну складову розраховуємо за умови:

(1.2)

Для даної моделі було прийнято . Значення наведених коефіцієнтів для основних конструкційних матеріалів мають такі величини:

Таблиця 1.

Матеріал заготовки
Незагартована сталь	2,1	0,5	0,55	0,5
Загартована сталь	2,2	0,5	0,55	0,5
Чавуни та мідні сплави	2,7	0,5	0,55	0,5

Потрібну для здійснення кругової подачі силу знаходимо зі схеми на рис. 1:

(1.3)

Для побудови круглограми необхідно кожного разу перебудовувати тривимірну модель з новим кутовим положенням хомутика. Тому кращим варіантом буде побудова параметричної моделі зі змінним параметром – кутом положення технологічного пристрою. Результати досліджень можливих прогинів в одному з перерізів наведені на рис. 3, 4.

0	89,32
30	89,49
60	91,89
90	92,63
120	106,53
150	106,8
180	106,57
210	106,07
240	92,7
270	92,49
300	89,65
330	89,52

Рис. 3. Моделювання процесу

Рис. 4. Результати вимірів

Таким чином, стає можливим врахувати допустиму величину похибки форми та положення шийки вала при зовнішньому круглому шліфуванні ще на етапі розрахунку режиму різання.

Список використаної літератури:

1. Кремень З. И. Технология шлифования в машиностроении/ 3. И. Кремень, В. Г. Юрьев, А. Ф. Бабошкин; под общ. ред. 3. И. Кремня. — СПб.: Политехника, 2007. — 424 с.: ил.

2. Кащук В. А., Верещагин А. Б. Справочник шлифовщика.—М.: Машиностроение, 1988.— 480 с: ил.— (Серия справочников для рабочих).

3. Фещенко, В. Н.Токарная обработка: Учебник/В. Н. Фещенко, P. X. Махмутов. — 6-е изд., стер. — М.: Высш. шк., 2005. — 303 с.: ил.