Настройка системы СПИЗ на требуемую точность размера при обработке партии детали

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 и задачи занятия

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 А_р 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 = А_с + А_д, то для получения на детали требуемого рабочего настроечного размера А_р 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 = А_р. 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 A_min к наибольшему, как показано на рисунке2а, то дляполучениякак можно большего количества деталей до очередной поднастройки в качестве А_р выбирают размер, определяемый по формуле:

Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист ЛР.52.150700.62.01   (3)

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 А_max к наименьшему (рис. 2б), значение рабочего настроечно­го размера А_р 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

= 18,23

(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
, мкм

 

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, , мм
	1,5	1,0	0,5	0,25	0,1
, мкм
Базирование заготовки в патроне	0,1 0,2 0,3 0,5
Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист ЛР.52.150700.62.01   Базирование заготовки в центрах и в патроне с поджатием центром задней бабки	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 y_max под воздействием силы резания P_y, 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:

 

Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист ЛР.52.150700.62.01

(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 и показатели степени в формуле 9
	x	y	n
Конструкционная сталь, =750 МПа	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

где – размер статической настройки, мм;

- 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