Дослідження факторів формування точності фіксації заготовки в цанговому затискному патроні

Abstract

Робота присвячена виявленню факторів, що визначають можливість підвищення точності фіксації пруткових заготовок у пружинних цангах токарних верстатів шляхом аналітичного моделювання та оптимізації геометрії затискного вузла. Актуальність роботи зумовлена високими вимогами до розмірної та формоутворюючої точності при комбінованих операціях точіння та фрезерування довгих прутків, де навіть незначні радіальні зазори та похибки установки в вузлі «направляюча гільза – пружинна цанга – пруток» багаторазово підсилюються на відстані від опори. У роботі побудовано кінематико-аналітичну модель центрувальної точності, яка описує перетворення сумарного радіального зазору і похибок базування в радіальне зміщення осі заготовки в точці різання. Показано, що ключовим узагальненим параметром є коефіцієнт чутливості, ефективна довжина контактної зони пелюстків цанги з конічною поверхнею гільзи. На основі цієї моделі сформульовано задачу оптимізації геометрії пружинної цанги за критерієм мінімізації чутливості до зазорів при збереженні допустимого рівня контактних напружень.The work is devoted to issues of development the fixation accuracy of bar stock workpieces in spring collets of turning lathes by means of analytical modelling and optimisation of the clamping unit geometry. The relevance of the work is determined by the stringent requirements for dimensional and form accuracy in combined turning and milling operations on long bars, where even minor radial clearances and setup errors in the “guide sleeve – spring collet – bar” assembly are multiplied at the distance from the support. A kinematic–analytical model of centering accuracy is developed in the thesis, which describes the transformation of the total radial clearance and locating errors into the radial displacement of the workpiece axis at the cutting point. It is shown that the key generalized parameters are the sensitivity coefficient and the effective length of the contact zone between the collet fingers and the conical surface of the sleeve. On the basis of this model, the problem of optimising the spring collet geometry is formulated using the criterion of minimising sensitivity to clearances while maintaining an admissible level of contact stresses.