AKADEMIA TECHNCZNO - ROLNICZA

W BYDGOSCZY

Wydział Mechaniczny

Katedra Obrabiarek i Robotów

LABORATORIUM

SPRAWOZDANIE z ĆWICZENIA

Temat: Sztywność statyczna obrabiarek.

Skład grupy:

1.Zenon Baranowski

2.Maciej Osiński

3.Filip Osiński

4.Krzysztof Orchowski

5.Cyprian Nowicki

semestr 6

rok akad. 99/00

studium mgr

grupa C

BYDGOSZCZ

1. Cel Ćwiczenia.

Celem ćwiczenia jest zbadanie sztywności statycznej obrabiarki-tokarki kłowej.

2. Wstęp.

Wskaźnik sztywności statycznej obrabiarki lub jej zespołu stanowi iloraz przyrost wartości obciążenia, w postaci siły lub momentu, i przyrostu wartości przemieszczenia wartości przez nie wywołanego. Wartość wskaźnika sztywności statycznej „ j ” oblicza się według zależności:

J = ΔP / Δf N/μm lub j = ΔM / Δϕ Nm/rad

Sztywność zespołu wieloelementowego charakteryzuje całkowite odkształcenie, stanowiące sumę odkształceń sprężystych elementów, ich przemieszczeń w zakresie luzów oraz przesunięć w węzłach montażowych pod wpływem sił skrawania. Przemieszczenia w zakresie luzów w połączeniach ruchomych zależą od rodzaju i stopnia zużycia elementów.

Przygotowanie obrabiarki do badań

Pomiary sztywności statycznej powinny być wykonane na obrabiarkach spełniających następujące wymagania:

• obrabiarka powinna być całkowicie zmontowana z wyposażeniem normalnym

• obrabiarka powinna być ustalona na twardym podłożu w wypoziomowana

• obrabiarka powinna być wstępnie dotarta i wyregulowana

• wszystkie części i zespoły obrabiarki, które w czasie obróbki skrawaniem unieruchamiane i zaciskane powinny być przed pomiarami również unieruchomione i zaciśnięte

• prędkości ruchu obrotowego wrzeciona i posuwowego ustawione na dla najniższych wartości

• wszystkie części i zespoły obrabiarki, które w czasie pomiaru należy przemieszczać w celu uzyskania określonych położeń względnych, powinny być doprowadzone do położenia pomiarowego ciągłym i powolnym ruchem w kierunku przeciwnym do składowej siły, działającej na nie w czasie pomiaru.

Warunki dotyczące przeprowadzenia badań sztywności:

• największe wartości stosowanego obciążenia, ich punkty przyłożenia i kierunki działania określają normy przedmiotowe

• przed rozpoczęciem pomiarów należy trzykrotnie wstępnie obciążyć układ do największej wartości siły obciążenia i następnie go odciążyć

• układ obciążać siłami o wartościach wynikających z podziału największej siły obciążającej P_max na k równych części

• układ każdego przyrostu siły obciążającej ΔP notuje się wskazania czujników w poszczególnych punktach pomiarowych zarówno przy obciążaniu jak i odciążaniu; pomiary należy powtórzyć trzykrotnie

• przemieszczenia zespołów obrabiarki mierzy się w kierunkach zgodnych z kierunkami składowych siły skrawania, powstającej w warunkach obróbki.

Schemat stanowiska pomiarowego tokarki kłowej

3. WYKONANIE POMIARÓW SZTYWNOŚCI STATYCZNEJ TOKARKI KŁOWEJ

• maksymalna wartość siły reakcji na kulce P_yzmax oblicza się ze wzoru :

Pomiary przeprowadza się przy zachowaniu poniższych warunków:

• jako bazę pomiarową przyjęto łoże tokarki

• krawędź czołowa powierzchni suportu narzędziowego i krawędź jego prowadnic powinny leżeć w jednej płaszczyźnie pionowej

• tuleja konika jest wysunięta z korpusu na długość równą średnicy zewnętrznej tulei

• spełniona jest równość l = 1,5 h

• odpowiednie zespoły są zablokowane zgodnie z instrukcją obsługi obrabiarki

• obroty wrzeciona są nastawiane na wartość minimalną

Wartość umownego wskaźnika sztywności tokarki przy zachowaniu powyższych warunków pomiarów określa się z zależności:

Wartość siły P_yzmax obliczamy z następującej zależności:

Podczas przeprowadzania ćwiczeń używaliśmy odważników po5 kg, i tak:

P_o1 = 5 kg • 9,81 m/s² = 49,05 N

P_o2 = 10 kg • 9,81 m/s² = 98,10 N

P_o3 = 15 kg • 9,81 m/s² = 147,15 N

P_o4 = 20 kg • 9,81 m/s² = 196,20 N

P_o5 = 25 kg • 9,81 m/s² = 245,25 N

P_z1 = P_o1 • 21,724 = 49,05 N • 21,724 = 1065,56 N

P_z2 = P_o2 • 21,724 = 98,10 N • 21,724 = 2131,13 N

P_z3 = P_o3 • 21,724 = 147,15 N • 21,724 = 3196,71 N

P_z4 = P_o4 • 21,724 = 196,20 N • 21,724 = 4262,27 N

P_z5 = P_o5 • 21,724 = 245,25 N • 21,724 = 5327,84 N = P_zmax

4. TABELA POMIARÓW I WYNIKÓW.

Obciążanie					Odciążanie
P	fk		fs		P	Fk		fs
Po1 0 kg	0 0 0	0	0 0 0	0	Po6 25 kg	140 144 136	140	-6 -4 -2	-4
Po2 5 kg	52 54 53	52	0 0 0	0	Po5 20 kg	120 118 116	118	-6 -4 -2	-4
Po3 10 kg	70 74 78	74	0 0 0	0	Po4 15 kg	100 98 96	98	-6 -4 -2	-4
Po4 15 kg	90 92 88	90	-4 0 0	-1,4	Po3 10 kg	76 78 74	76	-6 0 +4	3,4
Po5 20 kg	102 100 98	100	-7 0 0	-2,4	Po2 5 kg	50 52 54	52	0 +4 +5	+3
Po6 25 kg	140 144 136	140	-8 -1 -2	-3,66	Po1 0 kg	6 4 8	6	0 +4 +5	+3

4. WNIOSKI.

Po przeprowadzeniu doświadczenia zauważyliśmy wyraźnie ugięcia elementów tokarki kłowej pod wpływem przykładanego obciążenia.

Większe wychylenia wystąpiły dla fk jak to wynika z pomiarów mniejsze dla fs. Wnioskować należy że na wrzecionie mamy o wiele mniejsze naciski i wychylenie niż na stronie konika tokarki.

Przy odciążaniu przebiegi wykresów niewiele odbiegają od tych z obciążania, są jednak różnice gdyż odciążanie niewiele ale widocznie przyjmuje mniejsze wartości odkształceń dla określonych obciążeń.

Na wykresie zamieszczonym w sprawozdaniu mamy dokładny obraz jak obciążanie tokarki wpływa na jej ugięcia i jak to wygląda w przypadku odciążania.

Seria 1 to obciążanie -pomiar na fk

Seria 2 to obciążanie -pomiar na fs

Seria 3 to odciążanie -pomiar na fk

Seria 4 to odciążanie -pomiar na fs

---