Загальна теорія точності механічної обробки (стр. 3 из 9)

деL– шлях різання, м.

Величину початкового і відносного зношування для деяких випадків наведено в табл. 12.18, 12.19 [2].Величину i_n можна врахувати збільшенням шляху різання на 1000 м у попередній формулі:

Δi = i_o(L + 1000)/1000.

Похибка, викликана розмірним зношуванням фрез, може бути визначена за довідником [4, с. 73–74].У зв’язку з переривчастим характером процесу фрезерування інтенсивність зношування більша ніж при точінні і визначається за формулою:

,

де В – ширина фрезерування, мм;

i_o– інтенсивність зношування, мкм/км.

Для твердосплавних фрез значення i_o вибирають за [4, табл. 28], для швидкорізальних фрез i_o=1..20 мкм/км.

Шлях різання при точінні однієї заготовки визначають за формулою:

.

Довжина шляху різання при торцевому фрезеруванні партії заготовок дорівнює:

,

а при фрезеруванні циліндричними фрезами:

де L і В – довжина і ширина оброблюваної поверхні, мм,

S_n– поздовжня подача інструмента або заготовки, мм/об,

N – число деталей в оброблюваній партії, шт.

Різальний інструмент поділяється на такий, що допускає коригування налагоджувального розміру (різці, фрези, шліфувальні круги, регульовані розвертки), тобто дозволяє компенсувати вплив розмірного зношування на точність обробки, і такий, що не дозволяє цього робити (це – профільні інструменти).

При обробці заготовок методом пробних робочих ходів, розмірне зношування враховується при настроюванні на розмір.

При обробці заготовок на налагоджених верстатах компенсація розмірного зношування може відбуватись автоматичними підналадчиками.

Приклад

Після якого числа оброблених заготовок необхідно замінити зенкер з пластинками із твердого сплаву Т15К10 внаслідок його зношування при обробці отворів d = 40Н10, довжиною L = 60 мм у заготовках із легованої сталі σ_в= 1100 МПа. Допустиме зношування зенкера не повинно перевищувати 0,4Тd, подача при зенкеруванні S = 0,8 мм/об. (Розрахунок зробити без врахування розбиття отвору).

Розв’язання

Похибку обробки, що викликається зношуванням інструмента, визначимо використовуючи рівняння:

.

Приймаючи для спрощення і_n = і_о одержимо:

,

де і_n– початкове зношування, мкм/км;

i_o– інтенсивність зношування, мкм/км;

d і L – відповідно діаметр і довжина обробки, мм;

N – число оброблених поверхонь, шт.;

S – подача інструменту, мм/об.

Згідно з [4, с. 74] для заданих умов i_o= 12 мкм/км, i_n = i_o= 12 мкм/км (що відповідає 1000 м шляху різання). Враховуючи, що ІТ10 = 0,1 мм, а допустиме зношування не повинно перевищувати 0,4 його величини, то допустиме зношування кожного із протилежних зубів зенкера не повинно перевищувати Δ_i=0,1×0,4/2=0,02мм.

Із рівняння для Δ_i одержимо:

=70,6,

тобто заміну зенкера необхідно виконувати після обробки 70-ти заготовок.

Основними шляхами скорочення впливу розмірного зношування на точність обробки є:

· покращення стабільності якості виготовлення інструмента;

· підвищення доводки його різальних кромок для скорочення величини початкового розмірного зношування;

· стабілізація сил різання;

· скорочення вібрацій в технологічній системі;

· вибір найбільш економічних режимів обробки;

· своєчасна зміна інструмента для його переточування;

· правильний вибір і застосування мастильно-охолоджувальної рідини (МОР);

· своєчасна компенсація розмірного спрацювання шляхом піднастроювання технологічної системи.

5.4 Вплив зусилля затискання заготовки на похибку обробки

Ці зусилля викликають пружні деформації заготовок, що породжує похибки форми оброблюваних заготовок.

При закріпленні тонкостінного кільця у патроні відбувається його пружна деформація, воно набуває форми, яка показана на рис. 10, а. Після розточування отвору оброблена поверхня зберігає правильну форму до розтискання заготовок (рис. 10, б). Після зняття заготовки з патрона форма зовнішньої поверхні кільця пружно відновлюється, а оброблена внутрішня поверхня викривлюється (рис. 10, в). похибка форми цієї поверхні визначається різницею діаметрів вписаного і описаного кіл

Δ_ф = d_max – d_min.

Знаючи абсолютні значення прогину y₁ кільця в місцях контакту його з кулачками та його випучування y₂ між кулачками при закріпленні (табл. 1) [3], похибку форми можна представити у вигляді:

.

Непостійність сил затискання та зміни розмірів заготовок в межах встановлених допусків зумовлює зміни Δ_ф від Δ_фmin до Δ_фmax Величина Δ_ф складається з двох складових. Постійна складова визначається значенням Δ_фmin змінна складова – різницею (Δ_фmax – Δ_фmin). При пневматичних та гідравлічних затискних пристосуваннях відношення змінної складової до постійної невелика (менше 0,1). Тому в розрахунках точності можна приймати Δ_ф за постійну величину, яка визначається за номінальними значеннями затискної сили.

Рис. 10. Схема деформації кільця при закріпленні у трикулачковому патроні

Відносно великі деформації можуть виникати при закріпленні тонкостінних нежорстких заготовок (кілець, гільз, труб, корпусних та інших деталей).

Так, наприклад, при затисканні у трикулачковому патроні втулки 80×70×20 мм зусиллям затискання на рукоятці Q= 147Hпохибка форми отвору досягає 0,08мм. Ці деформації знижують працездатність деталей в машинах. Некруглість кілець може знизити довговічність підшипників кочення в декілька разів. Для їх зменшення (що важливо на викінчувальних операціях обробки) необхідно правильно вибирати схему встановлення та закріплення заготовок. Для зменшення прогину стінок корпусних деталей, важелів тощо необхідно прагнути до того, щоб затискні сили були прикладені напроти установчих елементів пристроїв. В деяких випадках для зменшення деформації оброблюваних заготовок при закріпленні застосовують пристрої спеціального типу.

Величина похибки також залежить від кількості кулачків та від того, наскільки їх форма (форма їх затискної поверхні) наближається до форми деталі. Чим більше кулачків і чим більше їх затискна поверхня відповідає формі деталі, тим похибка буде меншою.

Таблиця 1. Прогини та випинання тонкостінних кілецьпри закріпленні в патронах

Схема закріплення у патроні	Прогин кільця y1	Випинання кільця y2	Похибкаформи Δф
У трикулачковому патроніУ чотирикулачковому патроніУ шестикулачковому патроні	0,016С0,006С0,0017С	-0,014С-0,005С-0,0016С	0,06С0,023С0,006С

деQ – сила затискання на кулачку;

R – радіус кола, що проходить через нейтральну вісь поперечного перерізу кільця;

Е – модуль поздовжньої пружності матеріалу кільця, кгс/мм²;

I – момент інерції поперечного перерізу кільця, мм⁴.

5.5 Похибки від теплових деформацій технологічної системи

Зміни положення інструменту відносно оброблюваної заготовки, що виникають у процесі нагрівання або охолодження технологічної системи, називаються похибкою обробки від теплових деформацій системи.

У процесі обробки заготовок елементи технологічної системи нагріваються. Джерелом теплоти, що породжує зміну температури ланок системи, є робота пластичних деформацій різання, робота тертя в механізмах системи, електро- і гідроприводи, зовнішні джерела теплоти у вигляді навколишнього повітря, розташованих поблизу верстатів, нагрівальних пристроїв тощо.

Верстат та інструмент звичайно періодично перебувають у процесі різання, на холостому ходу або в стані повної чи часткової зупинки, тому тепловий режим системи безперервно змінюється. При цьому змінюється і положення різального інструмента відносно оброблюваної заготовки, що, у свою чергу, відбувається на її розмірах і формі.

Одним із основних факторів, які породжують коливання температури, є тривалість часу роботи системи τ_р і часу перерв τ_n. В результаті зміни температурного режиму системи виникають температурні деформації її елементів, внаслідок чого виникає похибка обробки

, величина якої може виходити за межі 7–8-го квалітетів (рис. 11).

Рис. 11. Теплові похибки обробки при рівномірному (а) і нерівномірному (б) режимах роботи технологічної системи