криволинейный участок. Точкам переместится за это время на величину vi. Когда поворачивающаяся при возрастании силы Р деталь / придет в соприкосновение с поверхностью б - б детали , начнется контактная деформация. Точка у4 переместится дополнительно на величину >4 (рис. 1.6. 3. ()): на фафике (рис. 1.6.3, ж) появится новый криволинейный участок.

Дальнейшее увеличение силы Р вызовет собственную деформа:т:1-деталей. Точка А детали / получит добавочное перемещение на величину \\ (рис. 1.6.3, е); на фафике (рис. 1.6.3, ж) появится круто поднимаюищйся участок кривой. Изложенное схематически показано на графике ciaa перемещение (рис. 1.6.3, ж), где изображена вогнутая нафузочная часть кривой. В общем случае возможны как криволинейные, так и прямолинейные участки кривой перемещений.

Задача усложняется, если от двух деталей перейти к узлу, в которо.м детали (относительное перемещение двух точек которых фебуется определить) соединяются рядом других деталей. Например, шпиндель cocim-няется с корпусом коробки скоростей при помощи подшипников и втулок. В таких случаях описанные явления могут происходить в различной последовательности между каждыми из двух сопрягаемых деталей, поэтому кривые на фафиках сила - перемещение будут иметь различный вид.

Таким образом, относительные перемещения выбранных точек двух деталей узла представляют собой сумму перемещений, происходящих из-за наличия зазоров в стыках, контактных и собственных деформаций и поворотов деталей.

Итак, под действием внешних сил, приложенных к технологической системе; и сил, обусловленных рабочим и вспомогательными процессами, происходит выборка зазоров между деталями технологической системы, их контактные и собственные деформации; все эти явления возникают случайно. В результате детали технологической системы осуществляют малые перемещения и повороты, нарушая заданное относительное движение заготовки и инструмента.

При увеличении действующих сил в итоге выбора зазоров сопротивляемость деталей технологической системы растет и при равенстве активных сил и сил сопротивления возникает равновесное состояние; перемещения прекращаются.

Роль активных сил и их моментов ифают силы и моменты рабочего и сопутствующих процессов; например, в станке действуют сила резания и сила зажима заготовки. Кроме того, действуют силы тяжести элементов технологической системы, силы инерции, фения, которые, как и любая другая сила, характеризуются величиной, направлением и положением точки их приложения.

7777/77

Рис. 1.6.4. Схема образования упругого перемещения при врезании резца в заготовку

Таким образом, технологическая система находится под воздействием силового поля.

Для съема слоя материала с детали в технологической системе необходимо создать натяг, с помощью которого обеспечивается равновесие сил резания, сопротивления, их моментов. Как только режущий инструмент (рис. 1.6.4) начинает врезаться в деталь, возникают силы резания, внутренние силы сопротивления материала, препятствующие удалению с него снимаемого слоя, и силы трения.

Под действием этих сил и их моментов происходят относительные перемещения деталей технологической системы. Перемещения деталей технологической системы происходят до тех пор, пока натяг (упругое перемещение;) в технологической системе не обеспечит равенство возмущающих сил и сил сопротивления. Иными словами, технологическая система представляется как бы в виде пружины, которая при врезании инструмента в деталь под действием внешних сил сжимается. Когда сила сжатия пружины станет равной силе сопротивления, начинается съем материала с заготовки. Величина сжатия пружины характеризует упругое перемещение (натяг) технологической системы. Чем больше силы сопротивления, препятствующие съему материала с детали, тем больше должна быть сила резания при прочих равных условиях. Поскольку не существует технологических систем с абсолютной жесткостью, то в процессе резания всегда будет натяг и, следовательно, глубина резания всегда будет отличаться от величины припуска на величину натяга, что и приводит к возникновению пофешности обработки.

Силовое поле, под воздействием которого находятся детали технологической системы, как правило неравномерно. В процессе эксплуатации технологической системы изменяется одновременно состав действующих сил, их значения, направления и положение точек приложения. Например, если рабочие органы движутся, то силы, обусловленные рабочим процессом, будут менять свое положение относительно заготовки.

Воздействию силового поля на упругие перемещения препятствует жесткость технологической системы. Впервые вопросы жесткости были подробно изучены применительно к металлорежущим станкам.

вооо

7000 6000 S00O

то 3000 гооо

1000

Нагрузочная

Разгрузочная

О го 40 60 80 too Y,mkm

Рис. 1.6.5. График ¥=ДР) нагрузки-разгрузки

Под жесткостью J, И/мм, сборочной единицы понимают отношение приращения нафузки к получаемому приращению упругих перемещений:

j = AP/Ay [И/мм].

Исследования показали, что в результате наличия зазоров в стыках, сложного неравномерного характера нафужения, особенностей консфукции, наличия геомефических пофешностей деталей жесткость технологической системы изменяется от одного цикла нагружения к другому. Это различие можно фафически изобразить в виде петли гистерезиса. При одном и том же характере нафужения эта разница уже при фетьем цикле нафужения сводится к минимуму (рис. 1.6.5).

Жесткость технологической системы или ее сборочной единицы зависит от их консфуктивных особенностей, материала деталей, вязкости смазочного материала и его объема, пофешностей формы поверхностей стыков, степени нафева и др. Оценивая степень влияния зазоров в стыках, собственной жесткости и контактной жесткости на упругие перемещения, можно отметить, что контактные упругие перемещения в общем балансе достигают 40...80 %.

Жесткость всегда является положительной величиной. Отрицательной жесткости не может быть, так как это противоречит физическому смыслу явления. При обработке заготовок наблюдается явление, когда с увеличением силы резания образуемый размер начинает уменьшаться. Это объясняется не наличием отрицательной жесткости, а направлением возникшего суммарного момента от всех действующих сил, вызвавшего относительное перемещение инструмента и заготовки.

В качестве примера на рис. 1.6.6 показана схема обработки заготовки на токарном станке резцом с ф = 90°. В этом случае составляющая будет значительно больше составляющей Ру силы резания.