Министерство образования и науки Республики Казахстан
Павлодарский государственный университет
им. С. Торайгырова
Факультет металлургии, машиностроения и транспорта
Кафедра машиностроения и стандартизации
ИСПЫТАНИЕ НА ЖЕСТКОСТЬ ТОКАРНОГО И ВЕРТИКАЛЬНО-СВЕРЛИЛЬНОГО СТАНКОВ
Методические указания к выполнению лабораторной работы № 10 по дисциплине «Металлорежущие станки» для студентов машиностроительных специальностей
(для внутривузовского пользования)
Павлодар
УДК 621.9.06(07)
ББК 34.63-5я7
К41
Рекомендовано Учёным советом ПГУ им. С. Торайгырова
Рецензенты:
кандидат технических наук, профессор
Составители: к. т.н., проф. Шумейко, ст. пр.
К41 Испытание на жесткость токарного и вертикально-сверлильного станков: методическое указание к выполнению лабораторной работы № 10 по дисциплине «Металлорежущие станки» для студентов машиностроительных специальностей (для внутри - вузовского пользования). – Павлодар, 2007. – 23 с.
В методическом указании приведено описание существующих методов измерения жесткости металлорежущих станков. Акцентировано внимание на статистическом методе, который положен в основу при измерении жесткости согласно стандартам «Нормы жесткости». Приведены описание конструкции устройства для измерения жесткости и методика ее измерения;
Лабораторная работа является составной частью общего цикла лабораторных работ, предусмотренных по дисциплине «Металлорежущие станки».
УДК 621.9.06(07)
ББК 34.63-5я7
©, 2007
©Павлодарский государственный университет
им. С. Торайгырова, 2007
Введение
Жесткость металлорежущих станков является одним из основных критериев, определяющих их работоспособность. Выходные параметры станка по точности обработки, виброустойчивость станков, а, следовательно, их производительность и стойкость режущего инструмента, в значительной мере определяется жесткостью станков. Существуют различные методы определений жесткости станков. Один из них, так называемый статический метод, регламентирован стандартом «Нормы жесткости». Этот метод положен в основу измерения жесткости в рассматриваемом методическом указании, который позволяет не только установить соответствие действительной жесткости требованиям стандартов, но и получить графическую зависимость величины упругих отжатий от нагружающей силы. Кроме того, такой подход дает возможность оценить степень влияния составляющих звеньев станка на общую податливость между узлами несущими инструмент и заготовку.
В лабораторной работе поставлена цель ознакомить студентов с существующими методами оценки жесткости и привить им умения и навыки по измерению жесткости в соответствии с требованиями стандартов «Нормы жесткости» с получением характеристики силовых смещений.
1 Цель и задачи лабораторной работы
1.1 Цель лабораторной работы – изучить методику испытаний на жесткость токарно-винторезных и вертикально-сверлильных станков и получить практические навыки в проведении испытаний на жесткость и обработке их результатов на примере испытаний токарно-винторезного станка 1А616 и вертикально-сверлильного станка 2Н125.
1.2 Задачи лабораторной работы:
− изучить настоящее методическое указание, ознакомиться с конструкцией оснастки, применяемой в работе;
− с помощью преподавателя или учебного мастера произвести испытания на жесткость токарно-винторезного станка модели 1А616 согласно описываемой методике, составить график характеристики силовых смещений по результатам испытаний;
− сделать вывод о соответствии испытываемого станка нормам жесткости;
− с помощью преподавателя или учебного мастера произвести испытания на жесткость вертикально-сверлильного станка модели 2Н125 согласно описываемой методике, составить график характеристики силовых смещений по результатам испытаний;
− сделать вывод о соответствии испытываемого станка нормам жесткости;
− изучить контрольные вопросы, подготовить ответы на них;
−составить отчет и защитить его.
2 Методические указания к выполнению лабораторной работы
2.1 Общие сведения о жесткости станков
Жесткость станка выражает свойство узлов станка сопротивляться изменению их формы и взаиморасположения под действием нагрузки.
Жесткость станка численно характеризуется производной проекции нагружающих сил на определенное направление по перемещению узлов (в том же направлении) при заданной схеме нагружения, координатах нагружающих сил и положениях узлов станка.
При зависимости близкой к линейной между нагружающей силой и перемещением жесткость, в известных пределах, выражается отношением силы к перемещению.
Жесткость j - отношение силы F к вызванному её действием упругому смещению j
j = F/y, (1)
Величину, обратную жесткости, называют податливостью
ω = 1/j = y/F (2)
Жесткость станка или какой-либо системы рассматривают как векторную величину, численное значение которой имеет смысл лишь для определенного направления в каждой точке системы. Она оказывает решающее влияние на основные выходные показатели станков — точность и производительность, в том числе на качество обработанной поверхности, виброустойчивость, стойкость инструмента, долговечность конструкций. Жесткость выступает и как критерий качества, и как критерий расчета размеров несущей системы станков, и с этих позиций ее роль в технологии машиностроения более значительна, чем прочности.
С повышением жесткости производительность станков увеличивается благодаря повышению их виброустойчивости, предельных режимов резания, стойкости инструмента, снижения погрешности обработки.
Влияние жесткости станка на точность обработки проявляется в процессе изменения действующих сил и изменения самой жесткости. Экспериментально установлено, что жесткость станков одной и той же модели различна. Распределения аппроксимируются нормальным законом. Случайной величиной можно считать и радиальную жесткость шпиндельных узлов в функции угла поворота. Даже у серийно выпускаемых станков она может изменяться до 25—30 %.
Способы и средства измерения жесткости станков сводятся к измерению действующей силы и соответствующего упругого смещения в условиях, максимально приближенных к условиям эксплуатации. Силовое нагружение станка и регистрация силы осуществляются с помощью приборов, называемых динамометрами.
Смещения измеряют индикаторами, миниметрами стандартной конструкции или с помощью измерительных преобразователей для более точных измерений.
Различают статический, динамический и производственный методы измерения жесткости.
Статический метод является основным и его используют при проверке станков на жесткость. На рисунке 1 показан динамометр конструкции ЭНИМС для токарных станков. Корпус 1 динамометра крепят в резцедержателе. При вращении маховичка через червячную пару перемещается вдоль оси винт 2, который через П-образную пружину 3 нагружает оправку 5 под углом 30°. Сила F имитирует равнодействующую сил резания и измеряется пропорционально деформации П-образной пружины 3. Относительные смещения оправки и резцедержателя измеряют индикатором 4.

Рисунок 1 – Динамометр конструкции ЭНИМС для испытания жесткости токарных станков
Динамический метод измерения жесткости применяют при частотном анализе динамической системы станка: модуль амплитудно-фазовой частотной характеристики представляет собой динамическую податливость станка для соответствующей частоты возмущения. Станок при этом нагружается периодически изменяющейся силой на разных частотах. В принятой методике динамическая жесткость учитывает влияние сил трения.
Производственный метод измерения жесткости сводится к обработке за один проход участков заготовки с разными припусками (обработка ступенчатого валика или валика с эксцентричным пояском). Изменение припуска вызовет соответствующее изменение сил резания и размера заготовки. По изменению сил резания, определяемых расчетом, и размеров оставшихся ступеней обработанной заготовки определяют жесткость станков.
При статическом методе исследования жесткости станок последовательно нагружают через равные интервалы и регистрируют соответствующие смещения. Затем через те же интервалы станок разгружают. В координатах сила — смещение строят график, который представляет собой характеристику силовых смещений (рисунок 2). При необходимости станок нагружают в двух противоположных направлениях (соответственно кривые 1 и 2). Рекомендуется жесткость определять как среднее значение по разгрузочным ветвям Р1 и Р2 или после вторичной нагрузки (по кривым P1 ', Р2 ')
j1 = F1/y1; j2 = F2/y2 (3)

Рисунок 2 – Характеристика силовых смещений
Зависимость (3) характеризует жесткость станка как некоторую постоянную величину, и в таком виде ее используют в технологических расчетах. Из-за наличия сил трения определенную экспериментально жесткость станка нужно рассматривать как некоторую приближенную величину.
Расстояние z, показанное на рисунке 2, называют «разрывом характеристики», оно зависит от зазоров, сил трения и пластических деформаций. Площадь, ограниченная характеристикой силовых смещений, отражает работу сил трения и в меньшей степени потенциальную энергию остаточных сил упругости.
Автоматизация исследований жесткости станков возможна с применением графопостроителя. Наклеенный на упругий элемент динамометра тензодатчик через усилитель подает электрический сигнал на графопостроитель и вызывает смещение по координате «сила». Другой измерительный преобразователь вызывает смещения по координате «смещение». В процессе нагрузки-разгрузки станка автоматически строится характеристика силовых смещений.
Баланс жесткости станка составляется с целью оценки влияния отдельных узлов или деталей станка на относительные смещения инструмента и заготовки. Например, каждое слагаемое определяет смещение соответственно передней опоры, задней опоры и вала в общем смещении переднего конца шпинделя.
Жесткость станка зависит от собственных деформаций деталей, воспринимающих нагрузку, и контактных деформаций в стыках.
Собственную жесткость деталей, как правило, можно представить в виде линейного элемента упругости, пренебрегая в первом приближении внутренним трением. Ее можно рассчитывать известными методами. В соответствии с видами деформации различают собственную жесткость растяжения-сжатия j1 изгиба j2, кручения j3 и сдвига j4, значения которых зависят от физических параметров
j1=ES/L, j2 = EJc/L3, j3= GJp/L, j4=GS/kL, (4)
где Е, G — модуль упругости первого и второго рода;
J, Jp — осевой и полярный моменты инерции стержней соответственно;
S — площадь поперечного сечения стержня;
с, k — коэффициенты, характеризующие соответственно способ закрепления стержня и форму поперечного сечения при сдвиге.
Собственная жесткость деталей, как следует из уравнения (4), не зависит от предела прочности материала, а зависит только от модуля упругости материала, линейных размеров, формы сечения и способа закрепления. Собственная жесткость деталей мало зависит и от термической обработки.
В расчетах используют зависимости для определения жесткости систем с последовательной jc1 (рисунок 3, а) и параллельной jс2 (рисунок 3, б, в) связями
, (5)
, (6)
Не следует последовательную связь отождествлять с последовательным расположением деталей. Например, в системе, приведенной на рисунке 3, в, существует параллельная связь, и жесткость рассчитывают по формуле (6), а в шпиндельных узлах консоль, пролет и опоры шпинделя составляют систему звеньев с последовательной связью.

Рисунок 3 – Связи элементов системы
Из выражения (5) следует, что жесткость станка jс всегда меньше жесткости наиболее слабого звена jmin этого станка: jс < jmin.
Чем больше число звеньев n, определяющих жесткость станка, и больше отношение α = jmax / jmin, тем меньше удельный вес А, %, звена с максимальной жесткостью jшах в общем балансе смещений
A = 100·(1+αC
где:
.
2.2 Общие требования к испытаниям металлорежущих станков на жесткость
Проверке на нормы жесткости должны подвергаться на предприятии-изготовителе станки, подпадающие под действие государственных стандартов, содержащих нормы жесткости.
Проверка станка на жесткость входит в состав государственных приемочных, аттестационных и периодических испытаний.
Периодичность испытаний по объемам и срокам должна устанавливаться техническими условиями на конкретную модель станка, которые должны согласовываться с головной организацией по государственным испытаниям металлорежущих и деревообрабатывающих станков.
Показатели жесткости определяют изменение взаиморасположения инструмента и заготовки под действием нагружающей силы.
Показателями жесткости станка могут также являться перемещения при одной и той же нагружающей силе, но полученные при изменении какого-либо из условий испытаний (разные направления действия силы или показатель угловой жесткости).
Показатель угловой жесткости определяется, в общем случае, как производная момента М нагружающей силы по углу Δφ, на который изменяется под действием момента взаиморасположения узлов станка, а при линейной зависимости между М и φ — отношением между ними.
Результаты проверок должны заноситься в свидетельства о приемке станков, гарантирующие соответствие принятых станков нормам жесткости. Станки, транспортируемые в демонтированном виде, после монтажа у потребителей должны быть проверены по нормам жесткости согласно приложенному свидетельству о приемке станка на предприятии-изготовителе.
Допускаемые перемещения при переходе от станков предыдущего класса к последующему рекомендуется уменьшать в 1,6 раза при уменьшении нагружающей силы в 1,25 раза.
Проверка жесткости станков производится в соответствии с условиями и методами, указанными ниже в пп. 1, 2, 3, 4 и в стандартах, содержащих нормы жесткости соответствующих станков:
1) Станки перед проверкой на жесткость должны быть полностью смонтированы и обкатаны в соответствии с техническими условиями и нормами.
2) Все части станка, которые перемещаются только при наладке, установке заготовки и инструмента, перед обработкой резанием закрепляются перед проверкой станка по нормам жесткости, а части, которые при выполнении на станке основных операций могут работать и в незакрепленном состоянии, должны находиться при проверке по нормам жесткости в незакрепленном состоянии.
3) Все детали, которые для проверки станка по нормам жесткости необходимо перемещать, должны подводиться в положение проверки движением их в направлении, противоположном направлению составляющей силы, действующей на них при проверке.
4) При проверке жесткости к частям станка, несущим инструмент и заготовку, прилагается плавно возрастающая до заданного предела нагрузка и одновременно измеряется относительное перемещение этих частей.
При испытании станков на жесткость допускается снятие кожухов, щитков, патронов, люнетов, оправок, центров и других съемных принадлежностей к станку.
Требования по технике безопасности, при проведении испытаний станков на жесткость, должны соответствовать ГОСТ 12.2.009—99.
При разработке стандартов на нормы жесткости принят статический метод испытаний станков на жесткость. В целях учета величины рабочих зазоров, т. е. качества регулировки стыков, измерение производится при первичном нагружении.
В качестве нормируемых в стандартах показателей жесткости принимают наибольшие допускаемые перемещения (нижние границы жесткости) узлов станка, несущих инструмент и заготовку, при определенных нагружающих силах. Условия испытаний, регламентированные в стандартах на нормы жесткости, должны приближаться к условиям нагружения при типовом виде обработки.
В стандартах на нормы жесткости станков указаны условия проверки и в том числе:
а) схемы положения узлов, деталей станков в процессе проверки;
б) направления и величины нагружающих сил и точки их приложения;
в) направления и точки, в которых должны измеряться перемещения;
г) способы создания нагружающих сил и средств их измерения;
д) способы и средства измерения перемещений.
В качестве устройств для нагружения должны быть использованы специальные нагружающие устройства или механизмы станка, а для измерения нагрузок и перемещений должны применяться средства измерения (рабочие динамометры, индикаторы, уровни и т. д.) требуемой точности.
При установлении результатов измерения должны вноситься поправки, исключающие отклонение измерительных средств в соответствии с данными паспортов или маркировок.
Методы проверки и средства измерения, указанные в стандартах, являются арбитражными. Допускается применение других методов и средств измерения, не уступающих по точности указанным в стандарте.
2.3 Порядок испытаний на жесткость токарно-винторезных станков, нормы жесткости токарных станков общего назначения
Испытания токарно-винторезных станков на жесткость производятся в соответствии с ГОСТ «Станки токарные и токарно-винторезные. Нормы точности и жесткости».
Жесткость токарных станков определяется при заданной величине нагрузки величиной перемещения резцедержателя относительно оправки, установленной: а) в шпинделе, б) в пиноли.
Метод проверки. Положение узлов и деталей станка и точки приложения и направление действия нагружающей силы должны соответствовать показанному на рисунке 4 и определяться величинами, указанными ниже (таблицы 1 и 2).

Рисунок 4 – Положение узлов и деталей токарно-винторезного станка и точки приложения и направление действия нагружающей силы при испытании станка на жесткость
Таблица 1 – Размеры, определяющие положение узлов и деталей токарно-винторезных станков различного типоразмера при испытании их на жесткость
Станки с наибольшим диаметром обрабатываемого изделия D в мм | Расстояние Н от точки приложения силы до резцедержателя в мм | Расстояние l от точки приложения силы до торца корпуса задней бабки в мм | Диаметр оправки d в точке измерения перемещения в мм | Расстояние L от торца шпинделя до торца корпуса задней бабки |
100 125 160 200 250 320 400 500 630 800 1000 1250 1600 2000 2500 3200 4000 5000 | 21 28 28 38 38 50 50 67 67 90 90 120 120 160 160 2101 2101 280 | 50 60 70 80 95 115 140 170 200 235 270 310 360 410 475 560 650 700 | 15 20 25 30 35 40 40 40 45 45 45 80 80 120 120 1601 1601 2001 | 0,75 – 0,85 наибольшего расстояния между центрами |
1 - Допускается увеличение Н до 280 мм и d до 460 мм в случае невозможности подвода резцедержателя суппорта в заданное положение.
Таблица 2 – Зависимость расстояния X от точки приложения силы до торца шпинделя (переходной втулки) или пиноли от типоразмера конуса при испытании на жесткость токарно-винторезных станков
Обозначения конусов | ||||||||||||||||
Морзе № | С конусностью 1:10 и 1:7, № (наибольший диаметр в мм) | |||||||||||||||
Конусное отверстие в шпинделе (переходной втулке) или пиноли для упорных центров | 0 0 | 1 1 | 2 2 | 3 3 | 4 4 | 5 5 5 | 6 6 | 80 | 90 | 100 | 110 | 120 | 140 | 160 | 180 | 200 |
Расстояние X от точки приложения силы до торца шпинделя (переходной втулки) или пиноли в мм | 222 | 228 | 36 | 45 | 55 | 70 | 90 | 100 | 110 | 120 | 135 | 150 | 170 | 190 | 210 | 230 |
Цилиндрическая оправка с конусным хвостовиком должна быть плотно установлена в конусное отверстие шпинделя или пиноли.
В конусное отверстие шпинделя, больше чем конус Морзе № 6, оправка вставляется в переходную втулку, если она предусмотрена конструкцией станка.
Допускается продольное (вдоль линии центров) смещение верхней части суппорта в пределах 0,2 длины ее хода.
Закрепление задней бабки на станине и пиноли в бабке, а также резцедержателя должно производиться без применения удлинителей к ключам и рукояткам, если это не предусмотрено руководством по эксплуатации станка.
Всем подвижным частям суппорта, пиноли, корпусу задней бабки вместе с ее плитой перед каждым испытанием сообщаются поступательные перемещения (с последующей установкой в заданные положения),верхние салазки выравнивают по торцу А (рисунок 4) а шпинделю сообщается поворот. При этом салазки суппорта подводятся в положение проверки перемещением их в направлении к линии центров станка.
Проверка перемещения резцедержателя относительно оправки производится следующим методом:
устройство, необходимое для создания нагружающей силы, закрепляется в левом пазу резцедержателя или в положении резца слева, а в случаях испытания суппортов станков с D свыше 1000 мм у задней бабки — в положении резца справа (см. рисунок 4, плоскости I — I и II — II).
В качестве устройства для нагружения могут быть использованы механизмы станка или специальные приспособления (по типу показанного на рисунке 1), а для измерения нагрузок — рабочие динамометры или специальные динамометрические устройства.
К системе шпиндель (или пиноль) — резцедержатель под углом 60° к направлению поперечной подачи прилагается плавно возрастающая до заданного предела сила Р и одновременно с помощью индикатора измеряется (в плоскости действия силы) относительное перемещение резцедержателя и оправки в радиальном направлении, параллельном направлению подачи.
За величину относительных перемещений резцедержателя и оправки в шпинделе (или пиноли) принимается средняя арифметическая из результатов двух испытаний.
Примечание. В случае, если разность результатов двух испытаний окажется больше 15% допускаемой величины - перемещения, должно производиться третье испытание. В этом случае за величину относительного перемещения резцедержателя и оправки в шпинделе (или в пиноли) принимается средняя арифметическая из результатов трех испытаний.
Допускаемые отклонения. Нормы жесткости токарных станков определяются величинами, указанными ниже (Таблица 3).
Таблица 3 – Нагружающие силы и допустимые перемещения для токарно-винторезных станков нормальной точности
Наибольший диаметр обрабатываемого изделия D, мм | Прилагаемая сила Р, Н | Наибольшее допускаемое перемещение резцедержателя, мм, относительно | |
оправки в шпинделе | оправки в пиноли | ||
100 | 700 | 0,04 | 0,05 |
125 | 1000 | 0,05 | 0,07 |
160 | 1400 | 0,07 | 0,10 |
200 | 2000 | 0,10 | 0,13 |
250 | 2800 | 0,13 | 0,16 |
320 | 4000 | 0,17 | 0,21 |
400 | 5600 | 0,21 | 0,27 |
500 | 8000 | 0,28 | 0,35 |
630 | 11200 | 0,36 | 0,47 |
800 | 16000 | 0,47 | 0,61 |
1000 | 22400 | 0,61 | 0,82 |
1250 | 31500 | 0,80 | 1,05 |
1600 | 45000 | 1,05 | 1,40 |
2000 | 63000 | 1,40 | 1,80 |
2500 | 90000 | 1,80 | 2,30 |
3200 | 125000 | 2,30 | 3,00 |
4000 | 180000 | 3,00 | 3,80 |
5000 | 250000 | 3,80 | 4,80 |
Допускается изменение прилагаемой силы нагрузки на ± 1%.
2.4 Порядок испытаний на жесткость вертикально-сверлильных станков
Испытания вертикально-сверлильных станков на жесткость производятся в соответствии с ГОСТ 370-93 «Станки вертикально-сверлильные. Нормы точности и жесткости».
Жесткость вертикально-сверлильных станков оценивается по:
1) перпендикулярности оси нагруженного шпинделя рабочей поверхности стола в вертикальной плоскости, перпендикулярной плоскости симметрии станка.
2) относительному перемещению под нагрузкой шпинделя и стола
Метод проверки. Положение узлов, деталей станка, точка приложения и направление действия силы должны соответствовать указанным на рисунке 5.

Рисунок 5 – Положение узлов и деталей станка, точка приложения и направление действия силы при испытании на жесткость вертикально-сверлильных станков
В конусное отверстие шпинделя 1 вставляют оправку 3, а на шпинделе укрепляют поперечину 2. На рабочей поверхности стола 6 устанавливают нагружающее устройство 5 для создания силы Р, измерение которой производят динамометром. Шпиндельную бабку и стол устанавливают в среднее положение по высоте. Шпиндель выдвигают на половину хода.
Перед каждым испытанием шпиндельную бабку устанавливают в заданное положение перемещением сверху вниз, стол – перемещением снизу вверх, а шпиндель — перемещением сверху вниз рабочей механической подачей. При испытании шпиндельная бабка и стол должны быть зажаты. Между столом и шпинделем создают плавно возрастающую до заданного предела силу Р, направленную по оси шпинделя. Одновременно при помощи двух измерительных приборов 4, расположенных симметрично от оси шпинделя на расстоянии L измеряют перемещения шпинделя относительно стола.
Отклонение от перпендикулярности оси нагруженного шпинделя к рабочей поверхности стола определяют как разность показании измерительных приборов.
Относительное перемещение под нагрузкой шпинделя и стола определяют как алгебраическую полусумму показаний измерительных приборов.
За относительные перемещения принимают среднее арифметическое результатов двух испытаний.
Для станков со шпиндельной бабкой, имеющей рабочую подачу, измерения производят при среднем положении ее по высоте без закрепления.
Для настольных станков, не имеющих самотормозящего механизма подачи, измерения производят при вдвинутом шпинделе.
Нормы точности. Нагружающие силы и допускаемые перемещения должны соответствовать значениям, указанным в таблице 4.
Таблица 4 – Нагружающие силы и допустимые перемещения для вертикально-сверлильных станков
Наибольший условный диаметр сверления, мм | Нагружающая сила Р, Н, для станков класса точности Н и П | Расстояние L от оси шпинделя до точки измерения перемещений, мм | Номер условия | Допускаемые перемещения, мм, для станков класса точности | |
Н | П | ||||
Св. 10 до 12 | 2450 | 75 | 1 | 0,15 | 0,10 |
2 | 0,40 | 0,25 | |||
Св. 12 до 20 | 4410 | 100 | 1 | 0,20 | 0,12 |
2 | 0,60 | 0,40 | |||
Св. 20 до 25 | 7350 | 125 | 1 | 0,25 | 0,16 |
2 | 0,90 | 0,60 | |||
Св. 25 до 40 | 12250 | 150 | 1 | 0,30 | 0,20 |
2 | 1,3 | 0,9 | |||
Св. 40 до 50 | 19600 | 175 | 1 | 0,35 | 0,25 |
2 | 2,0 | 1,3 | |||
Св. 50 до 80 | 31360 | 200 | 1 | 0,40 | 0,30 |
2 | 3,0 | 2,0 |
Примечание – Для станков на круглой колонне нагружающая сила Р должна быть уменьшена в два раза.
2.5 Порядок выполнения лабораторной работы
Практическая часть лабораторной работы выполняется в следующем порядке:
– изучить настоящее методическое указание;
– изучить конструкцию оснастки, применяемой в работе, с помощью преподавателя или учебного мастера установить ее на станки;
– произвести измерение жесткости токарно-винторезного станка 1А616 согласно приведенной методике, плавно нагружая его до наибольшего значения прилагаемой силы (таблица 3) и измеряя деформацию по показаниям индикатора; затем станок также плавно разгружается;
– строится график (характеристика) силовых смещений, обе ветви которого (нагружение и разгружение) строятся по 6-8 точкам;
– аналогично производится второе испытание того же станка;
– на основании норм жесткости (таблица 3) по итогам двухкратных испытаний делается вывод о соответствии испытываемого станка нормам жесткости;
– произвести измерение жесткости вертикально-сверлильного станка согласно приведенной методике, плавно нагружая его до наибольшего значения прилагаемой силы (таблица 4) и измеряя деформацию и неперпендикулярность оси нагруженного шпинделя рабочей поверхности стола в вертикальной плоскости, перпендикулярной плоскости симметрии станка по показаниям индикаторов; затем станок также плавно разгружается;
– строится график (характеристика) силовых смещений, обе ветви которого (нагружение и разгружение) строятся по 6-8 точкам;
– аналогично производится второе испытание того же станка;
– на основании норм жесткости (таблица 4) по итогам двухкратных испытаний делается вывод о соответствии испытываемого станка нормам жесткости;
3 Содержание отчета
3.1 Цель работы.
3.2 Схема измерения жесткости токарно-винторезного станка.
3.3 Таблица результатов первого испытания станка (6-8 значений деформаций при изменении нагружающей силы от нуля до максимальной и 6-8 значений деформаций при изменении нагружающей силы от максимальной до нуля), график силовых смещений.
3.4 То же для второго испытания, итоговое значение жесткости как среднее арифметическое по результатам двух испытаний.
3.5 Вывод о соответствии испытываемого токарно-винторезного станка 1А616 нормам жесткости.
3.6 Схема измерения жесткости вертикально-сверлильного станка.
3.7 Таблица результатов первого испытания станка (6-8 значений деформаций при изменении нагружающей силы от нуля до максимальной и 6-8 значений деформаций при изменении нагружающей силы от максимальной до нуля), график силовых смещений.
3.8 Тоже для второго испытания, итоговое значение жесткости как среднее арифметическое по результатам двух испытаний.
3.9 Вывод о соответствии испытываемого вертикально-сверлильного станка 2Н125 нормам жесткости.
4 Меры безопасности
4.1 Практическую часть работы выполнять только после изучения теоретической части лабораторной работы.
4.2 Перед началом испытаний станка необходимо отключить электропитание станка.
4.3 Работу необходимо выполнять под руководством и под контролем учебного мастера или преподавателя.
4.4 Не допускать превышения нагружающих усилий сверх указанных в условиях проверок во избежание повреждений и поломок деталей станков и оснастки.
4.5 В работе пользоваться только исправными инструментами и оснасткой, не допускать падения инструментов и приспособлений на пол.
5 Контрольные вопросы
5.1 Понятие жесткости и податливости станков, влияние жесткости станков на точность обработки.
5.2 Статический, динамический и производственный методы измерения жесткости станков. Их особенности и области применения.
5.3 Общие требования к испытаниям станков на жесткость.
5.4 Порядок проведения испытаний на жесткость токарно-винторезных станков. Обработка результатов испытаний.
5.5 Порядок проведения испытаний на жесткость вертикально-сверлильных станков. Обработка результатов испытаний.
Литература
1 Проектирование металлорежущих станков и станочных комплексов. Справочник под ред. , Том 1. – М.: «Машиностроение», 199. − 445 с.
2 . Справочник приемщика металлорежущих станков. − М. : «Внешторгиздат», 1962. − 741 с.
3 , Мурзин металлорежущих станков. − М. : «Машиностроение», 1963. − 392 с.
4 , Гельберг ремонта металлорежущих станков. − М. : «Машиностроение», 1984. − 240 с.
5 ГОСТ 18097 – 93 Станки токарные и токарно-винторезные. Нормы точности и жесткости. – М.: Издательство стандартов, 1993. – 19 с.
6 ГОСТ Станки вертикально-сверлильные. Нормы точности и жесткости. – М.: Издательство стандартов, 1993. – 19 с.
Содержание
Введение .....................................................................................3
1 Цели и задачи лабораторной работы.......................................4
1.1 Цель лабораторной работы.......................................................4
1.2 Задачи лабораторной работы...................................................4
2 Методические указания к выполнению лабораторной
работы.........................................................................................4
2.1 Общие сведения о жесткости станков.....................................4
2.2 Общие требования к испытаниям металлорежущих
станков на жесткость...............................................................10
2.3 Порядок испытаний на жесткость токарно-винторезных
станков, нормы жесткости токарных станков общего
назначения................................................................................12
2.4 Порядок испытаний на жесткость вертикально-
сверлильных станков...............................................................17
2.5 Порядок выполнения лабораторной работы.........................19
3 Содержание отчета..................................................................20
4 Меры безопасности..................................................................21
5 Контрольные вопросы.............................................................21
Литература................................................................................22
УТВЕРЖДАЮ
Проректор по УР
ПГУ им. С. Торайгырова
__________
(личная подпись)
«____»____________2007 г.
Составитель: к. т.н., профессор __________
ст. преподаватель ___________
Кафедра машиностроения и стандартизации
Утверждено на заседании кафедры «___»__________2007 г. Протокол №____
Заведующий кафедрой _________________
Одобрено методическим советом факультета металлургии, машиностроения и транспорта «____»_______2007 г. Протокол №____
Председатель МС _______________
СОГЛАСОВАНО
Декан факультета _______________ «___»_____2007 г.
Нормоконтролер ОМК __________ «___»_____2007 г.
ОДОБРЕНО УМО
Начальник УМО _______________ «___»_____2007г.


