Известно, что форма обработанной поверхности определяется кинематической схемой обработки. Однако во многих случаях схема обработки даже теоретически не обеспечивает получение требуемой формы. Определение погрешности кинематических схем обработки может быть выполнено путем геометрических расчетов и построений, которые в большинстве случаев оказываются весьма сложными. Геометрические погрешности станка определяются путем испытания ненагруженного состояния при неподвижном положении его частей, или при медленном их перемещении. Нормы мощности станков и методы испытания этой мощности ГОСТированы и приводятся в паспортах соответствующего оборудования. Проверки осуществляются обычно при помощи точного мерителя. Погрешности изготовления приспособлений сказываются на точности обработки, при этом имеются в виду погрешности в ненагруженном состоянии, т.к. в процессе работы появляются дополнительные погрешности. Часто приходится считаться и с износом приспособления. Точность изготовления приспособления должна быть выше точности изготавливаемой детали. Обычно допуски на ответственные приспособления берутся равными ½ - 1/3 допусков на соответствующие размеры детали. Точность обработки связана с точностью режущего инструмента в двух случаях.
1. При работе мерным инструментом, когда размер инструмента передается детали (осевой инструмент, протяжки).
2. При работе профильным (фасонным) инструментом, когда его профиль переносится на деталь.
Точность нового мерного (режущего) инструмента может быть высокой, но имеет место износ. Он изменяет форму и размеры. Точность изготовления немерного инструмента (проходные резцы, торцевые фрезы, шлифовальные круги) с точностью обработки детали непосредственно не связана, однако косвенная связь тоже существует. Пример. При неправильной заточке фрезы ее зубья отстоят от точки закрепления не одинаково. Вследствие чего они снимают стружку различной толщины, что вызывает ускоренный износ зубьев, изменение размеров, и искажение формы поверхности. При сверлении, зенкеровании наблюдается разбивка отверстия. Для ее уменьшения используются кондукторные втулки, которые уменьшают диаметральные погрешности. При этом для уменьшения зазора между втулкой и сверлом, последние имеют обратную конусность от 0,05 до 0,1мм на 100мм длины.
|
|
При развертывании отверстий наблюдается обратная разбивка, которая с увеличением скорости резания переходит в положительную. При подведении СОЖ разбивка уменьшается в 2-3 раза. Развертывание часто производят без кондукторных втулок, применяя плавающие крепления инструмента. Погрешности измерений оказывают существенное влияние на точность получаемых размеров. Поле допуска используемое при обработке сужается на величину погрешности измерительного инструмента. Обычно измерительные средства выбирают так, чтобы погрешность измерения не превышала ½ - 1/5 допуска на размер. Погрешности возникающие при измерении изготавливаемых деталей являются следствием:
А) недостаточная точность измерительного инструмента;
Б) неправильное пользование измерительными средствами;
В) неправильно выбрано измерительное средство;
Г) неправильно выбраны измерительные базы;
Д) повышенная шероховатость поверхности;
|
|
Е) отклонение измеряемого объекта от правильной формы;
Ж) ошибки исполнителя;
Вопрос №13
Погрешности обработки зависящие от режимов резания.
В процессе работы инструмент изнашивается как по передней так и по задней грани
Износ протекает следующим образом. По передней износ в основном связан со стойкостью инс-та, а также и с точностью обр-ки и назн. РИ. Резец изн-ый по задней грани на 0,1 мм продолжает работать, хотя получ-ые размеры сущ-но отлич-тся от заданного. При обработке дет. значительного размера, износ инст-та сказывается и на точности формы. Наибольшее влияние на величину размерного износа инст-та оказывает скорость резания, подача, глубина резания и задний угол. Величина износа влияющая на точность обраб-ки опр-ся по ф-ле
где L-длина пути резания в м.
l-дополнительный путь в м.(для доведённого инст-та 500м.; для заточенного инст-та 1500 м.; если работа идёт на участке нормального износа реж-го инст-та (ab) (рис.1) то lдоп=0)
- величина относ-го (удельного) износа
a b c время
При обработке детали методом пробных промеров и проходов размерный износ инструмента не оказывает влияния на точность размеров.
Основным путями сокращения влияния размерного износа на величину погрешности настр и на точность обработки является:
1. Повышение стабильности качества изготовления инст-та.
2. Повышение доводки его режущих кромок для сокращение величины первоначального (0a) износа.
3. Стабилизация сил резания.
4. Сокращение вибрации в системе СПИД если это не виброрезание.
5. Выбор наиболее экономных режимов обработки.
|
|
6. Своевременная смена инст-та для его переточки.
7. Правильный подбор применяемой СОЖ.
8. Своевременная компенсация размерного износа инст-та путём поднастройки размерных цепей системы СПИД.
9. Правильная установка и закрепления инст-та с учётом изменения его геометрии при возникновении силы резания и упругих перемещений.
Несколько иные условия возникают при работе абразивным инст-том т.к. в этом случае износ может быть как положительным так и отрицательным явлением и следовательно износ должен учитываться как один из основных технологических факторов.
Износ инструмента оказывает на точность и косвенное влияние т.к. по мере увеличения износа увеличивается сила Ру следовательно, возрастают деформации технологической системы СПИД. В процессе работы температурный режим системы СПИД меняется, происходит нагрев станка, РИ, обрабатываемой детали, нагрев связанный с измерениями.
Внутренние напряжения оказывают наибольшее влияние на точность обработки не жёстких тонкостенных заготовок, а также крупных точных деталей (рамы, станины). Внутренними называют напряжения которые существуют в заготовке или готовой детали при отсуствии внешних нагрузок остаточные напряжения полностью уравновешивают их действие на деталь, с внешней стороны ничем не проявляются. По причине образования остаточные напряжения делятся на:
1. Конструкционные - вызываются процессами происходящими в конструкции.
2. Технологические – возникающие в процессе изготовления.
В зависимости от применения технологического метода остаточные напряжения бывают:
1. литейные – возникающие при остывании отливок;
2. ковочные – образуются в поковках и горячих штамповок;
3. термические;
4. сварочные – от наклёпа, возникающие при прокатке, холодной штамповке, чеканке и т.д.
В процессе обр-ки сила резания изменяется в результате неравномерности глубины резания из-за непостоянства размеров заготовок в партии, из-за нестабильности механических свойств материала заготовки и прогрессирующего затупления РИ. Сила резания при обработке вызывает упругое отжатие элементов технологической системы СПИД величина которой зависит как от силы резания так и от жёсткости элементов т.е. их способности противостоять действующей силе.
Количественно жёсткость выражается
, кг/мм (1)
Более удобно пользоваться понятием податливости, которое численно выражается величиной обратной жёсткости
, (2)
где у – величина смещения в мм. лезвия РИ относительно детали в направлении действия радиальной составляющей усилия резани Ру.
Влияние состовляющих Рх и Рz на величину смещения невелико и ими пренебрегают.
Деформация системы опр-тся
(3)
yi – деформация соответствующих элементов системы.
;
(4)
Увеличение жёсткости достигается уменьшением количества стыков в конструкции станков и приспособление предварительной затяжкой неподвижных стыков по средством резьбовых креплений.
В процессе обработки упругие перемещения заготовки или РИ нарушают установленную наладкой станка закономерность их относительного движения
До начала обработки настройка на глубину tзад, в процессе работы заготовка упруго отжимается на величину y1, а инст-нт на у2, следовательно tзад уменьшается до tфакт. Используя схему можно записать:
; 
(6)
jзаг – жёсткость системы заготовка-приспособление, элемент стойка на которой при обработке закрепляется заготовка;
jинст – жёсткость системы инструмент-приспособление, элемент стойка на которой закрепляется инст-нт.
(7)
Подставим (6) и (7) в (5)
(8)
Используя (8) можно решать задачи
1. Зная поле допуска на размер заг-ки tзаг max и tзад min можно получить погрешность выполняемого размера при обработке партии деталей т.е. поле рассеяния 
величины tост.
(9)
Cymin - соответствует работе вновь заточенным инструментом;
Cymax – учитывает возрастание силы резания от геометрии заточки в процессе износа режущего инст-та, при этом нужно определить по тем сечениям, где х жёсткость min.
2. Выражая жёсткость заг-ки как функцию размеров заг-ки, можно вычислить формы обработанной поверхности в результате изм-ния жёсткости технолог-ой системы на различных участках заг-ки. Принимая при обработке индивидуально обрабатываемую заг-ку величины С и tзаг постоянными, но max-ми по своим значениям, наибольшая погрешность формы обработанной поверхности опред-тся
(10)
Из (10) видно, что уменьшение погрешности формы обработанной поверхности можно достичь путём выравния жёсткости технологической системы в различных сечениях заг-ки.
3. Определение степени уменьшения погрешности формы, погрешности взаимного положения поверхностей и погрешности размеров заг-ки можно в общем виде произвести используя выражение
(11)
- погрешность исходой заг-ки;
- погрешность обрабатываемой детали.
(12)
4. Представляется возможным определять:
А) необходимая жёсткость технологической системы если задано число проходов (n), допуск на размер заготовки 
и допустимая погрешность обработки детали (
), то используется зависимость
(13)
Б) число проходов, если известна жёсткость технологической системы
(14)
Из (9), (10) и (11) при обработке партии заг-ок на предварительно настроенном станке точность выдерживаемых размеров возрастает с увеличением жёсткости технол-оё системы, с повышением однородности мех-их свойств обработанного материала и стабильности условий выполнения обработки. Погрешность формы можно уменьшить ведя обработку с непрерывно меняющейся подачей (с увеличением жёсткости увеличивается подача, следовательно, можно получить постоянное значение tост по всей обработанной поверхности.
Вопрос 14
Суммарные погрешности индивидуально обрабатываемой заготовки методом пробных проходов и промеров.
Эта погрешность опр-ся по формуле
где 
- погрешность (поле рассеивания) выполняемого размера в данном сечении, которое возникает в результате упругих отжатий звеньев технологической системы под влиянием нестабильности сил резания;
- погрешность установки реж-го инстр-та зависит от квалификации рабочего и вида применяемого измерительного инструмента;
- погрешность формы обрабатываемой поверхности в результате деформации технологической системы;
- погрешность связанная с размерным износом режущего инст-та;
- погрешность связанная с температурными деформациями технологической системы СПИД;
- погрешность формы обрабатываемой поверхности возникающая из-за геометрической неточности станка.
Вопрос 15
Определение суммарной погрешности обработки при установки заготовки в приспособлении на предварительно настроенном станке.
Суммарная погрешность (поле рассеяния) выполняемого размера:
Каждая из стоящих в скобках величин не зависит одна от другой и для конкретного случая определяется условиями построения технологической операции.
представляет собой погрешность (поле рассеивания) выполняемого размера в данном сечении, которая возникает в результате упругих отжатий звеньев технологической системы под влиянием нестабильности сил резания. Величину 
находят по тому сечению, где эта величина получается наибольшей. В обычных условиях таким сечением является то, где жесткость технологической системы достигает минимального значения. Если 
как разность предельных значений для заданных условий можно считать вполне постоянной, то текущее значение 
при обработке каждой индивидуальной заготовки представляет собой величину случайную.
- погрешность, связанная с установкой заготовки на станке.
- погрешность, связанная с настройкой станка на заданный размер.
- погрешность, связанная с размерным износом режущего инструмента.
- погрешность, связанная с температурными деформациями технологической системы СПИД.
- погрешность формы обрабатываемой поверхности, вызываемая упругими деформациями системы СПИД, неравномерностью припуска, глубины резания, неоднородности физико-механических свойств материала и др.
, 
, 
- подчиняются закону нормального распределения.
- подчиняются закону равной вероятности.
- закон распределения мало изучен.
Суммарная погрешность (поле рассеяния) выполняемого размера может рассчитываться методами полной и неполной взаимозаменяемости.