Файл: Регулирование качества продукции средствами активного контроля..pdf

До сих пор рассматривались лишь законы изменения темпера­ тур отдельных точек станка. Переходя от температурных измене­

ний к тепловым деформациям, необходимо иметь в виду, что теп­ ловые деформации тех или иных узлов зависят в основном от об­

и может быть выражен той же показательной функцией, при помо­ щи которой были охарактеризованы температурные изменения от­ дельных точек станка. Таким образом, закон изменения во времени

Параметр ß зависит от коэффициента теплоотдачи и теплоем­ кости деформирующегося объекта, а также от его массы и размер­ ных параметров. Полученные выше теоретические зависимости вы­ ведены исходя из условия непрерывности работы станка. Переры-

64

вы в работе приводят к значительному искажению теоретических графиков.

С точки зрения точности размеров существенно важным яв­ ляется то обстоятельство, что в станках наблюдается два вида тепловых деформаций:

стабилизирующиеся на протяжении сравнительно коротких про­ межутков времени;

стабилизирующиеся за более длинные отрезки времени. Суммарное влияние тех и других деформаций вызывает слож­

ное, в некоторых случаях немонотонное изменение размеров обра­ батываемых деталей. Типичным примером тепловых деформаций первого вида являются деформации шлифовальных бабок и теп­ ловое смещение шпинделей в подшипниках. Примером тепловых деформаций второго вида могут являться деформации станин станков.

Оба вида тепловых деформаций оказывают существенное влия­ ние на точность обработки. Однако наиболее сильно влияют тепло­ вые деформации второго вида. Это объясняется тем, что влияние указанных деформаций на точность размеров нельзя устранить методом предварительного разогревания станка, как, например, влияние тепловых деформаций первого вида.

О случайном характере происходящих в станках температурных изменений свидетельствует тот факт, что даже при работе станка вхолостую в результате различных опытов, которые проводятся, казалось бы, в одинаковых условиях, обычно получается целое семейство температурных кривых.

Местные тепловые деформации в значительной степени обуслов­ ливают характер процесса шлифования. Как показывают иссле­ дования, возникающие на поверхности шлифуемых деталей тем­ пературы могут достигать 1200—1300° С, что свидетельствует о зна­ чительных температурных изменениях, которые происходят в точках контакта зерен круга с поверхностью шлифуемых деталей.

Вследствие различной толщины стружек, снимаемых зернами круга с поверхности шлифуемой детали, местные тепловые дефор­ мации (местные выпучивания металла) также различны. Указан­ ные тепловые микронеровности срезаются другими зернами круга, в результате чего после охлаждения детали на ее поверхности воз­ никает дополнительная шероховатость.

Вместе с тем тепловые микронеровности, возникающие в точ­ ках контакта зерен круга с поверхностью шлифуемой детали, спо­ собствуют повышению интенсивности процесса шлифования, обус­ ловливают лучшее сцепление зерен круга с поверхностью обрабаты­ ваемой детали, не говоря уже о том, что высокие температуры нагревания облегчают сам процесс снятия стружки (в результате размягчения металла).

Таким образом, тепловые явления, возникающие на поверхно­ сти шлифуемых деталей, придают шлифованию характер самораз­ вивающегося процесса. Кроме того, местные тепловые деформа-

ции могут существенно изменять толщину и характер стружки, снимаемой с поверхности детали отдельными зернами шлифоваль­ ного круга.

Без учета местных тепловых деформаций картина процесса резания при шлифовании не может быть достаточно полной.

Анализ суммарного влияния на точность размеров износа режу­ щего инструмента, тепловых и силовых деформаций технологиче­ ской системы. На рис. 16 и 17 приведены схемы различных круглошлифовальных станков. На схемах показаны размерные цепи, ко-

R

торые при обычных методах обработки определяют точность разме­ ров шлифуемых на станках деталей; они относятся к категории плоских размерных цепей с параллельными звеньями.

При построении размерных цепей за охватывающее звено при­ нималось расстояние от точки закрепления шлифовальной бабки до оси (в общем случае до любой базовой поверхности) обрабатывае­ мой детали или расстояние между точками закрепления бабок станка, относительное расположение которых определяет размер обрабатываемых деталей. Замыкающим звеном являлся размер обрабатываемой детали.

66

ружной обработке увеличивает размеры обрабатываемых деталей (при внутренней обработке износ режущего инструмента и силовые

При оценке влияния на точность обработки тепловых деформа­ ций станка следует учитывать смещение оси шпинделя шлифоваль­ ного круга, которое происходит под влиянием тепловых деформа­ ций подшипников и шеек шпинделя, а также в результате измене­ ния вязкости масла. Величина и направление теплового смещения оси шпинделя шлифовального круга зависят от конструкции под­

шипника.

деформаций различных узлов металлорежущих станков. Выше бы­

шлифуемых деталей, как правило, уменьшаются. Однако по мере стабилизации тепловых деформаций шлифовальной бабки влияние

68