Настройка системы СПИЗ на требуемую точность размера при обработке партии детали
Лабораторная работа №1
по дисциплине «Технология машиностроения»
ЛР.52.150700.62.0
Работу выполнил:
Студент, гр. 12-МС, ФАПУ
___________
___________
Калининград 2015
Изм. |
Лист |
№ докум. |
Подпись |
Дата |
Лист |
ЛР.52.150700.62.01 |
Разраб. |
Провер. |
Александров Ю.П |
Реценз. |
Н. Контр. |
Утверд. |
Исследование влияние технологических режимов резания на микрогеометрию обработанных поверхностей |
Лит. |
Листов |
КГТУ, гр. 12-МС |
Цель работы: получить навыки настройки технологической системы СПИЗ на требуемую точность размера при обработке рати деталей.
Задачи работы:
1 Ознакомится с методикой настройки технологической СПИЗ на требуемую точность размера при обработке партии деталей.
2 Получить навыки настройки технологической системы СПИЗ при обработке партии деталей на требуемую точность размера при обработке партии деталей при заданной схеме базирования заготовки, технологическом оснащении и установленных параметрах режима резания;
Типовые задания
Определить размер статической настройки технологической системы СПИЗ на требуемую точность размера при обработке партии деталей.
Лабораторная работа предусматривает три варианта определения погрешности динамической настройки технологической системы СПИЗ в зависимости от схемы базирования заготовки.
Вариант 1
Погрешность динамической настройки технологической системы СПИЗ определяется при базировании заготовки по наружной цилиндрической поверхности в трехкулачковом самоцентрирующем патроне токарно-винторезного станка т.е. при консольном закреплении заготовки в патроне.
|
Вариант 2
Погрешность динамической настройки технологической системы СПИЗ определяется при базировании заготовки типа вала по оси центровых отверстий при установке её с помощью упорного и вращающегося центров.
Упорный центр устанавливается в коническое отверстие шпинделя, расположенного в передней бабке токарно-винторезного станка.
Вращающийся центр устанавливается в коническое отверстие пиноли задней бабки токарно-винторезного станка.
Вариант 3
Погрешность динамической настройки технологической системы СПИЗ определяется при базировании заготовки по наружной цилиндрической поверхности в трехкулочковом самоцентрирующем патроне с поджатием вращающимся центром, установленным в коническое отверстие пиноли задней бабки станка.
2 Методика настройки технологической системы СПИЗ на обработку партии детали [1,2]
Настройкой (наладкой) технологической системы называется процесс первоначального установления требуемой точности относительного положения и движения исполнительных поверхностей станка, приспособлений и инструмента с целью получения требуемой точности изготавливаемой детали.
Однако в процессе обработки ряда заготовок достигнутая при первоначальной настройке точность технологической системы постепенно теряется. Причиной этого является совокупное действие систематических факторов, изменяющихся по определенным законам. В результате получаемые параметры точности детали могут выйти за границу поля допуска. Процесс восстановления первоначально достигнутой точности системы называется поднастройкой (подналадкой) технологической системы.
|
Основной задачей настройки технологической системы является достижение требуемой точности изготавливаемых деталей. При этом необходимо так настроить станок, чтобы получить возможно большее количество годных деталей, изготовленных до первой поднастройки. С этой цельюнеобходимо правильно разместить возможное поле рассеяния , порождаемое совокупным действием случайных факторов относительно границ установленного поля допуска. Также следует знать, получение какого численного значения размера требуется при выполнении настройки системы.
Изготовленная деталь будет годной, если полученный на ней размер находится в пределах поля допуска >
>
. Поэтому в общем случае в результате обработки на годной детали могут быть получены различные размеры в пределах от наибольшего до наименьшего допускаемых размеров.
Изм. |
Лист |
№ докум. |
Подпись |
Дата |
Лист |
ЛР.52.150700.62.01 |

Рис 1 Задание размера статической настройки: а - при точности наружной поверхности; б – при расточке отверстия.
Рабочим настроечным размером Ар называется размер на детали, к получению которого необходимо стремиться при выполнении настройки технологической системы.
Получение на детали требуемого размера достигается путем задания соответствующего значения размера статической настройки, т. е.необходимого расстояния от вершины режущих кромок инструмента до технологической базы. Так как при условии отсутствия погрешности установки, когда Ау=0, получаемый на детали размер определяется выражением = Ас + Ад, то для получения на детали требуемого рабочего настроечного размера Ар необходимо установить размер статической настройки, определяемый согласно формулам:
|
· при точении наружной поверхности (рис 1) 1а:
![]() | (1) |
· при расточке отверстия (рис 1) 1б:
![]() | (2) |
Это означает, что для выполнения размерной настройки станка рабочему необходимо знать:
· ожидаемый размер динамической настройки, который определяется в основном величиной упругого перемещения на замыкающем звене;
· величину и направление формирования упругого перемещения.
Для исключения брака выполняется настройка методом пробных проходов. Установив резец в положение, при котором вероятность получения брака минимальна, обрабатывается заготовка на коротком участке.
После измерения полученного размера при необходимости вносится поправка в статическую настройку и выполняется повторная обработка. Процесс может повторяться несколько раз до достижения требуемой точности рабочего настроечного размера = Ар. После этого выполняется обработка заготовки на требуемую длину.
Задача настройки технологической системы для изготовления партии деталей — добиться такого расположения поля рассеяния внутри поля допуска Т, чтобы для компенсации погрешностей, порождаемых систематически действующими факторами, оставалась наибольшая возможная величина допуска (рис 2).
Это дает возможность обработать большее количество деталей до очередной поднастройки, уменьшив затраты вспомогательного времени. Для определения требуемого рабочего настроечного размера необходимо знать величину ожидаемого мгновенного поля рассеяния и направление его смещения в процессе обработки партии заготовок.
Если смещение мгновенного поля рассеяния происходит от наименьшего предельного размера Amin к наибольшему, как показано на рисунке2а, то дляполучениякак можно большего количества деталей до очередной поднастройки в качестве Ар выбирают размер, определяемый по формуле:
|
где а — часть поля допуска, предназначенная для компенсации постоянной (систематической) погрешности, например погрешности измерения.
При = 6
, где
— среднее квадратичное отклонение мгновенного поля рассеяния, получим
![]() ![]() | (4) |
Изм. |
Лист |
№ докум. |
Подпись |
Дата |
Лист |
ЛР.52.150700.62.01 |

Рис 2 Теоретическая точечная диаграмма получаемых размеров деталей: а – при обработке наружных поверхностей; б – при обработке отверстий.
В случае выполнения расточки отверстий, когда смещение мгновенного поля рассеяния происходит от наибольшего предельного размера Аmax к наименьшему (рис. 2б), значение рабочего настроечного размера Ар рассчитывают по формуле
![]() | (5) |
или
![]() | (6) |
Порядок выполнения работы
4.1 Ознакомиться с методикой настройки технологической системы СПИЗ на обработку партии детали.
4.2 После точения по наружной цилиндрической поверхности 3-5 заготовок при заданной варианте определения динамической настройки технологической системы СПИЗ (при заданной схеме базирования заготовки) измерить микрометром диаметры проточенной цилиндрической поверхности заготовок и результаты занести в табл. 1.
Режимы резания при точении (t, S, n, V) устанавливаются исходя из марки обрабатываемого материала, стойкости режущего инструмента и его геометрию и заносятся в табл. 1.
Таблица 1 - Схема базирования заготовки, технологическое оснащение, режимы резания и результаты измерения заготовки
Схема базирования заготовки | Технологическое оснащение | Режимы резания | Результаты измерения | ||||
t, мм | S, мм/об | n, об/мин | V, м/мин | № заготовки | Di, мм | ||
0.28 0.28 0.28 0.28 0.28 | 45.68 45.68 45.68 45.68 45.68 | 23.04 23.22 23.14 23.07 | |||||
![]() | 23.032 |
4.3 Определить рабочий настроечный размер по формуле 3., приняв величину «a » равной погрешности микрометра, применяемого для контроля диаметра обточенной цилиндрической поверхности заготовки.
Величину , оставляемую для компенсации погрешностей, порождаемых случайными факторами, определить по формуле
![]() ![]() | (7) |
где — слагаемая мгновенного рассеивания размеров, на зависящая от нагрузки (см. табл. 2);
— слагаемая мгновенного рассеивания размеров, на зависящая от нагрузки (см. табл. 3).
Таблица 2 – Значение в зависимости от диаметра заготовки
D, мм | От 10 до 18 | Св. 18 до 30 | Св. 30 до 50 |
![]() |
Таблица 3 – Значение в зависимости от схемы базирование заготовки, величины подачи S и от рассеивания размеров заготовок
Схема базирования заготовки | Подача S, мм/об | Рассеивание размеров заготовок, ![]() | |||||||||||||
1,5 | 1,0 | 0,5 | 0,25 | 0,1 | |||||||||||
![]() | |||||||||||||||
Базирование заготовки в патроне | 0,1 0,2 0,3 0,5 | ||||||||||||||
| 0,1 0,2 0,3 |
4.4 Определить величину погрешности динамической настройки .
Для варианта 1 типового задания при консольном закреплении заготовки в патроне определяем величину погрешности динамической настройки, приближенно, равной максимальному упругому отжатию заготовки ymax под воздействием силы резания Py, по формуле:
![]() | (8) |
где — величина деформации заготовки в крайнем сечении, мм;
— радиальная составляющая силы резания, Н;
l — длина обрабатываемой заготовки, мм;
— модуль Юнга, Н/мм2;
— момент инерции поперечного сечения заготовки, мм4.
Радиальная составляющая силы резания определяется по формуле:
![]() | (9) |
где — радиальная составляющая силы резания, Н;
t- глубина резания, мм;
— продольная подача, мм2/об;
V — скорость резания, м/мин;
- поправочный коэффициент.
Постоянная и показатели степени x, y, n для конкретных условий обработки приведены в табл. 4.
Таблица 4 – значение коэффициента и показатели степени в формуле 9 силы резания при точении
Обрабатываемый материал | Материал рабочей части резца | Вид обработки | Коэффициент ![]() | |||
![]() | x | y | n | |||
Конструкционная сталь, ![]() | Твердый сплав | Наружное продольное точение | 0,9 | 0,9 | -0,3 |
Скорость резания определяется по формуле:
![]() | (10) |
где π=3,14;
d- диаметр обрабатываемой заготовки, мм;
n— число оборотов шпинделя станка, об/мин.
Поправочный коэффициент представляет собой произведение ряда коэффициентов:
![]() | (11) |
Изм. |
Лист |
№ докум. |
Подпись |
Дата |
Лист |
ЛР.52.150700.62.01 |
где – поправочный коэффициент, учитывающий влияние физико-механических свойств обрабатываемого материала на силовые зависимости;
- поправочный коэффициент учитывающий главный угол в плане
;
— поправочный коэффициент, учитывающий передней угол
;
— поправочный коэффициент, учитывающий угол наклона главного лезвия
;
— поправочный коэффициент, учитывающий радиус при вершине r, мм.
Для упрощения расчётов примем , модуль упругости
.
Момент инерции поперечного сечения заготовки определяем по формуле:
|
где d- диаметр обрабатываемой заготовки, мм.
Для варианта 2 типового задания при базировании заготовки по оси центровых отверстий заготовки определяем величину погрешности динамической настройки, приближенно равной максимальной деформации заготовки. В среднем её сечении под действием силы резания по формуле:
![]() | (12) |
Для варианта 3 типового задания при базировании заготовки в трехкулачковом самоцентрирующем патроне с поджатием вращающимся центром, установленном в пиноль задней бабки станка, величин погрешности динамической настройки определяем, приближенно равной максимальной деформации заготовки в сечении ближе расположенном к задней бабки станка по формуле:
![]() ![]() | (13) |
4.5 Определить размер статической настройки по формуле:
![]() ![]() | (14) |
Изм. |
Лист |
№ докум. |
Подпись |
Дата |
Лист |
ЛР.52.150700.62.01 |

- рабочий настроечный размер, мм;
— погрешность динамической настройки, мм.
4.6 По полученному размеру статической настройки установить вершину токарного резца относительно поверхности заготовки, обработать одну или несколько заготовок и измерить диаметры обработанных поверхности заготовок микрометром.
4.1 Результаты измерений обработанных поверхностей заготовок сравнить с заданным допуском на цилиндрическую поверхность. Если размеры обработанных заготовок выходят за пределы заданного допуска, тогда следует откорректировать величину путем уменьшения величины подачи и повторить выполнения пункта 4.5.
Вывод
Требуемая точность диаметра наружной цилиндрической поверхности при обработке партии деталей с учетом заданного поля допуска на ту поверхность может быть обеспеченна