Iv. выполнение расчетов на эвм

Исследование влияния деформаций при обточке деталей

Методические указания к выполнению домашнего задания

по курсу «Технологическая подготовка производства»

направления 211000.62

«Конструирование и технология электронных средств»

Калуга, 2012

Данное методическое пособие издаётся в соответствии с учебным планом направления 211000.62

Методическое пособие рассмотрено и одобрено:

кафедрой «Конструирование и производство электронной аппаратуры» (ЭИУ1-КФ), «10» сентября 2012 г., протокол № 2 ;

Заведующий кафедрой: Столяров А. А.

Методическая комиссия Калужского филиала: « » 20 г.

Протокол № ___

Председатель методической комиссии: Максимов А. В.

Рецензент: д. т. н., профессор Коржавый А. П.

Автор: ст. преподаватель Детюк В.И.

В методическом пособии приведены теоретические сведения, необходимые для выполнения домашнего задания по курсу "Технологическая подготовка производства". Даны варианты заданий и рассмотрен пример выполнения домашнего задания. Изложены особенности выполнения домашнего задания с использованием ЭВМ.

Ó Калужский филиал МГТУ им Н. Э. Баумана, 2012 г.

Ó Детюк В.И. 2012 г.

СОДЕРЖАНИЕ

I.... Методика выполнения домашнего задания по курсу «Технология ПРОИЗВОДСТВА РЭС». 4

II. . ВАРИАНТЫ ЗАДАНИЙ: 8

III. ПРИМЕР ВЫПОЛНЕНИЯ домашнего задания по курсу «Технология ПРОИЗВОДСТВА РЭС» 12

IV. .......................................... ВЫПОЛНЕНИЕ РАСЧЕТОВ НА ЭВМ.. 15

ЛИТЕРАТУРА.. 17

I. Методика выполнения домашнего задания по курсу «Технология ПРОИЗВОДСТВА РЭС»

При обточке радиальная составляющая сила резания вызывает прогиб обрабатываемых валов [1]. При закреплении вала в центрах наибольший прогиб получается при нахождении резца посередине между центрами, а зависимость между величиной этого максимального прогиба и действующей силой имеет вид:

(1)

или

, (2)

где -длина вала;

-модуль упругости (для стали );

-момент инерции, для детали круглого сечения равный 0,05.

При подстановке указанных значений и в формулу (2) получаем:

. (3)

При закреплении детали в патроне величина максимального прогиба находится по формуле [1]:

, (4)

а действующая сила определяется в этом случае как:

. (5)

В данном случае наибольший прогиб получается при нахождении резца у правого торца.

При наличии указанных упругих деформациях деталей ось их вращения отходит от вершины резца, вследствие чего получаемый при обработке радиус детали возрастает на величину этой упругой деформации , а диаметр – на .

При обточке вала в центрах при положении резца у центров, а при обточке в патроне при положении резца у патрона, прогиб вала равен нулю. Поэтому упругие деформации приходят к тому, что диаметр вала в разных сечениях получается различным, т. е. по указанной причине появляется погрешность диаметра, равная . При обработке нежестких деталей погрешность вследствие упругих деформациях обычно является преобладающей. При выполнении домашнего задания по курсу «Технология производства РЭС» можно условно принять, что погрешность вследствие упругих деформаций составляет 0,5 часть всех получающихся погрешностей, которые в сумме не должны быть больше допуска на выполнение данной операции, то есть или .

Сила резания , вызывающая упругие деформации, определяется глубиной резания и может быть найдена по формуле [2]:

, (7)

В этой формуле – глубина резания, - подача, - скорость резания. В справочнике [2] приведены значения входящих в формулу показателей и коэффициентов. Так как сила резания предварительно рассчитывается скорость резания по формуле [2]:

, (8)

Так как при обточке в патроне при положении резца патрона прогиб равен нулю, то здесь резание происходит с полной равной , равной одностороннему припуску .

Поэтому при расчете скорости резания глубина резания принимается равной заданному припуску на обработку . Совершенно аналогично при обработке в центрах при положении резца центров прогиб равен нулю, и также скорость резания определяется при глубине резания .

Вследствие упругих деформаций на величину фактическая глубина резания становится равной

, (9)

Здесь – глубина резания при отсутствии упругой деформации.

При определенном установившемся прогибе детали в процессе обточки сила резания и противодействующая ей сила, вызванная упругой деформацией, равны между собой по величине.

На основе формул (4), (6), (9) получаем:

, (10)

при обработке в центрах и

, (11)

при обработке в патроне.

Если на основе формул (7), (10) и (11) построить кривые зависимостей и , то точка пересечения этих кривых определяет такое значение глубины резания и соответствующее этой глубине значение упругой деформации

, при которых упругая сила и сила резания равны между собой, т. е. определяет искомые значения при данных условиях упругой деформации и погрешности обработки.

При построении кривых зависимостей и рекомендуется значение глубины резания от нуля до полной величины припуска разбить на 10 интервалов: , , ... . Затем вычислить значение и для . Если при этом оказывается, что , то вычисляется и для , сравниваются между собой и т. д. При некоторой глубине резания ( - целое число) оказывается, что . При этом равенство значений и получается, когда глубина резания находится в интервале от до , т.к. функция – линейная, а близка к линейной, то для нахождения точки пересечения этих функций можно принять:

, (12)

где - расстояние от значения до значения , при котором функции пересекаются, следовательно, при равенстве упругой силы и силы резания глубина резания имеет значение , а искомая упругая деформация и соответствующая ей погрешность обработки равна: .

Все указанные выше расчёты выполняются для двух случаев – для закрепления в патроне и для закрепления в центрах.

Для выполнения указанных расчётов на ЭВМ в программу вводятся все постоянные, необходимые для определения скорости резания и силы резания, переменные согласно индивидуальному заданию:

- предел прочности материала;

- припуск на обработку;

- длина вала;

- диаметр вала;

- величина подачи при обработке.

При выполнении домашнего задания по курсу «Технология производства РЭС» определить число проходов при обточке на токарном станке необходимых для достижения точности по 9 квалитету при закреплении в патроне и в центрах, если допустимая упругая деформация равна 0,25 допуска на диаметр по 9 квалитету.

II. ВАРИАНТЫ ЗАДАНИЙ:

№	, мм	, мм	, мм	, мм/об	, Н/мм2
			0,5	0,144
			1,25	0,144
			0,75	0,25
			1,25	0,25
			0,5	0,25
			0,75	0,144
			1,25	1,44
			0,75	0,25
			1,25	0,25
			0,75	0,144
			0,5	0,144
			1,0	0,144
			0,5	0,25
			1,0	0,25
			0,5	0,25
			0,75	0,144
			1,0	0,144
			0,5	0,25
			1,0	0,25
			0,75	0,25
			0,75	0,144
			1,25	0,144
			0,75	0,25
			1,25	0,25
			0,5	0,144
			1,0	0,144
			1,25	0,144
			1,0	0,25
			1,25	0,25
			0,5	0,144
			0,75	0,144
			1,25	1,144
			0,75	0,25
			1,25	0,25
			0,5	0,144
			1,0	0,144
			1,25	0,144
			1,0	0,25
			1,25	0,25
			0,5	0,144
			0,1	0,144
			1,25	0,144
			1,0	0,25
			1,25	0,25
			0,5	0,144
			1,0	0,144
			0,5	0,25
			1,0	0,25
			0,5	0,25
			0,5	0,144
			0,5	0,144
			1,25	0,144
			1,0	0,25
			1,25	0,25
			0,5	0,144
			1,0	0,144
			0,5	1,25
			1,0	0,25
			0,75	0,25
			0,5	0,144
			1,0	0,144
			0,5	0,25
			1,0	0,25
			0,75	0,25
			0,75	0,144
			1,0	0,144
			0,5	0,25
			1,0	0,25
			0,75	0,25
			0,75	0,144
			1,0	0,144
			0,5	0,25
			1,0	0,25
			0,75	0,25
			0,75	0,144
			1,25	0,144
			0,5	0,25
			1,25	0,25
			0,75	0,144
			1,0	0,144
			0,5	0,25
			1,0	0,25
			0,75	0,25
			0,75	0,144
			1,25	0,144
			0,75	0,25
			1,25	0,25
			0,75	0,144
			1,25	0,144
			0,5	0,25
			1,25	0,25
			0,5	0,144
			0,75	0,144
			1,25	0,144
			0,75	0,25
			1,25	0,25

III. ПРИМЕР ВЫПОЛНЕНИЯ домашнего задания по курсу «Технология ПРОИЗВОДСТВА РЭС»

мм; мм; мм; мм/об; Н/мм².

Проведем расчет для закрепления заготовки в патроне.

Рассчитаем скорость резания при первом проходе:

.

Для нашего случая [2]: ; ; ; ; ; .

м/мин.

Используя формулу (3), найдем силу резания при первом проходе

.

В нашем случае [2]: ; ; ; ;

.

.

Сила упругости находится по формуле (7):

,

где Н/мм²; .

.

Для того, чтобы определить искомую глубину резания нужно приравнять силу резания и силу упругости:

.

.

Это уравнение можно решить графическим методом. строим по точкам (рис. I). В точке пересечения графиков находим искомую глубину резания. В нашем случае мм.

Находим остаточную погрешность:

мм;

мм;

.

Следовательно, требуется еще один проход. При втором проходе скорость резания рассчитывается для мм.

Расчеты необходимо проводить пока не будет выполняться неравенство .

Рис. 1. Графический метод решения уравнения

IV. ВЫПОЛНЕНИЕ РАСЧЕТОВ НА ЭВМ

Для выполнения расчётов на ЭВМ типа IBM PC была разработана специальная программа, написанная на языке Паскаль. При запуске данной программы на экране дисплея появится меню, приведенное ниже. Для проведения расчетов с помощью клавиатуры введите свои исходные данные и нажмите клавишу F₄. В правой части меню вы получите результаты расчета. Процесс расчета в графическом виде можно просмотреть, используя клавишу F₆ (пример графика показан на странице 14). Результаты расчёта записываются в выходной файл OUT.txt, для распечатки на принтере нажмите клавишу F₅. Пример распечатки результатов расчета на ЭВМ приведен на странице 15.

Меню на экране дисплея

Данные Подача (мм /об) 0,250 Припуск на обраб. (мм) 1,250 Предел прочности 580,0 Диаметр заготовки (мм) 50,0 Длина заготовки (мм) 500,0 Допуск на обработку (мм) 0,062	Результаты Количество проходов при обточке в центрах 1 в патроне 2
Упругое отжатие ( ) при обработке в центрах в патроне у1=0,0070 в патроне у1=0,1037 у2=0,0130   Результаты расчёта в OUT.txt Память: 300352 Кб
КЛАВИШИ Enter - перемещение Del, Пробел - удаление F3 - просмотр файла F4 – вычисление F5 - печать F6 - график F10 - выход

Рис. 2. График силы резания и силы упругости при расчёте на ЭВМ

ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ

Подача (мм/об) = 0,25

Припуск на обраб. (мм) = 1,250

Предел прочности = 580

Диаметр заготовки (мм) =50

Длина заготовки (мм) = 500

Допуск на обработку (мм) =0,062

РЕЗУЛЬТАТЫ РАСЧЕТА

Упругое отжатие ( ) при обточке в центрах

Упругое отжатие ( ) при обточке в патроне

Количество проходов при обточке в центрах = 1

Количество проходов при обточке в патроне = 2

ЛИТЕРАТУРА

1. Маталин А. А. Технология машиностроения. – Л. Машиностроение. – 1985. – С. 77.

2. Справочник технолога - машиностроителя / Под ред. А. Г. Косиловой и Л. К. Мещерякова, - Т2. – 1986. – С.116-275.