Загальна теорія точності механічної обробки (стр. 8 из 9)
Неточність пристрою при його виготовленні в загальному випадку складає 0,25…0,10 допуску відповідного точнісного параметра оброблюваної заготовки.
Лінійне спрацювання uустановчих елементів пристрою (опор) визначає похибку Δu(Δu= u– для опор,
– для призм, де α – кут призми).Похибку визначають за рівнянням [2]:
,де N – кількість встановлюваних заготовок;
Коб – коефіцієнт, який враховує умови обробки;
L – довжина шляху ковзання заготовки по опорах при досиланні її до упора, мм (визначається з умов експлуатації пристрою);
tм– машинний час обробки заготовки в пристрої, хв;
m, m1, m2– коефіцієнти;
П1 – критерій стійкості проти спрацювання;
Q – навантаження на опору, Н;
F – площа дотику опори з базовою поверхнею заготовки, мм2;
HV – твердість матеріалу опори за Віккерсом (1Hv ≈ 11,6HRCe).
Міжремонтний період П, який визначає необхідність заміни чи відновлення установчих елементів пристрою, визначають за рівнянням [2]:
,де К – коефіцієнт запасу,який враховує нестабільність спрацювання установчих елементів (К = 0,08…0,85);
[N] – допустима кількість встановлених заготовок до граничного спрацювання установчих елементів, що визначається з рівняння для Δu:
;де [Δu]– допустима величина спрацювання, мкм:
,де D– сумарна похибка;
Np– річна програма випуску деталей.
Установчі елементи виготовляють з вуглецевих сталей У7А–У10А із загартуванням до твердості HRC 50…51 або зі сталей марки 20, 20Х з цементацією робочих поверхонь на глибину 0,8…1,2 мм і загартуванням до тієї самої твердості, а в деяких випадках наплавляють твердим сплавом, покривають хромом тощо.
6.3 Розсіяння розмірів, пов'язане з похибками налагодження технологічної системи
Загальні поняття
Налагодженням технологічної системи називають процес початкового встановлення потрібної точності відносного руху і положення виконавчих поверхонь інструменту та устаткування (або пристрою) з метою забезпечення потрібної точності оброблюваних заготовок.
До налагодження горизонтально-фрезерного верстата входять: встановлення фрези відносно пристрою, перевірка правильності встановлення, фіксація упорів, що обмежують хід стола.
Під налагодженням розуміють встановлення режиму роботи: частоти обертання шпинделя, хвилинної подачі, подачі на оберт тощо.
Похибка налагодження Δн – це відхилення фактичного положення різального інструменту відносно потрібного в напрямку витримуваного розміру, яке визначається як різниця між потрібним і фактичним положенням різального інструменту (рис. 23).
Рис. 23. Похибка налагодження технологічної системи на обробку
Розрізняють два основних методи налагодження: шляхом обробки пробних заготовок і за еталоном.
Налагодження шляхом обробки пробних заготовок
При цьому методі виконується послідовне наближення до заданого налагоджувального розміру в результаті обробки на верстаті пробних заготовок. За результатами вимірювань оброблених пробних заготовок робиться висновок про величину і напрямок необхідного зміщення інструмента. Розміри оброблюваних деталей – величини випадкові і, підлягаючи тому чи іншому закону розподілу, можуть коливатись в межах поля розсіювання. Тому за результатами вимірювання однієї заготовки не можна сказати, до якої точки поля розсіювання цей розмір належить. Для цього необхідно обробити і виміряти декілька заготовок (зазвичай 3–5) і за середнім значенням їх розмірів можна розв’язати цю задачу.
Налагодження вважається правильним, якщо середнє арифметичне розмірів пробних заготовок збігається з серединою поля допуску, або перебуває від нього в межах допуску на налагодження ТН.
При виконанні налагодження шляхом обробки пробних заготовок похибка налагодження може бути обчислена за формулою:
,де Δрег– похибка регулювання положення різального інструменту і окремих вузлів верстата;
Δвим – похибка вимірювання пробних заготовок;
Δзм – величина зміщення центра групування групових середніх.
Оскільки регулювання положення інструменту ведеться за допомогою лімбів, похибка регулювання Δрег залежить від похибки відліку, викликаної несуміщенням штрихів лімба і покажчика, від ціни поділки лімба, зазору в з’єднанні "гвинт–гайка", маси супорта тощо. Легким постукуванням по ручці лімбу точність регулювання підвищується на 30–40 %. При подачі в стик під тиском повітря, мастила похибка Δрег доходить до 1 мкм, а при використанні магнітострикційних пристроїв для переміщення вузлів Δрег= 0,1 мкм (числові значення наведені в [2]).Похибка вимірювання пробних заготовок Δвим залежить від точності вимірювальних засобів (так, для мікрометрів 6-го квалітету Δвим = 19 мкм, а для мікрометрів 7-го квалітету – Δвим = ±18 мкм).
Величина зміщення центра групування групових середніх Δзм залежить від точності методу обробки і кількості m пробних заготовок:
.Цю похибку проф. А.Б. Яхін називає також похибкою зміщення, маючи на увазі, що розраховане для малої кількості m пробних заготовок середнє арифметичне значення розмірів максимально може відрізнятись (зміщуватись) від середнього арифметичного значення розмірів всієї обробленої партії заготовок не більше, ніж на
При цьому з технологічної точки зору середнє арифметичне значення розмірів всієї партії заготовок представляє собою настроювальний розмір.У середньому Δн може складати 30–70 мкм.
Недоліки налагодження шляхом обробки пробних заготовок:
а)при малій кількості пробних заготовок точність налагодження сильно знижується;
б)налагодження трудомістке;
в)частина пробних заготовок може вийти в брак, що не дозволяється для великих і дорогих заготовок.
Через це метод використовують для верстатів з відносно простим налагодженням і при порівняно невеликих розмірах оброблюваних заготовок.
Налагодження за еталоном
Суть цього налагодження полягає в тому, що в розмірні ланцюги технологічної системи включається точно виготовлена копія оброблюваної деталі – еталон з відповідними розмірами. Часто за еталон використовують раніше оброблену заготовку. При цьому налагодження, наприклад, багаторізцевого токарного напівавтомата, зводиться до встановлення всіх різців у радіальному (ØD1, ØD2) і поздовжньому (A1, A2) напрямках шляхом приведення різальних лез різців до дотику з відповідними поверхнями встановленого замість заготовки еталона (рис. 24, а). Щоб не пошкодити різальні леза інструменту і підвищити точність налагодження між відповідною поверхнею еталона і різальним лезом інструмента встановлюють смужку тонкого цигаркового паперу або щуп необхідної товщини (рис. 24, б). Зближення інструмента і еталона здійснюється доти, поки смужка паперу або щуп не будуть "закушені" (тобто будуть переміщуватись з легким тертям). Розміри еталона виконують меншими за розрахункові на товщину щупа (рис. 24, б).
Рис. 24. Налагодження багаторізцевого токарного напівавтоматана обробку ступінчастого вала: 1 – еталон; 2 – щуп
Іноді для компенсації зміни фактичних розмірів оброблюваних заготовок еталонні деталі виготовляються з відхиленням від креслення заготовки на величину Δпопр Так, для деталей типу тіл обертання будемо мати:
,де Хо – рівень настроювання; Δпопр – поправка, що враховує деформацію в пружній технологічній системі та жорсткість поверхні еталонної деталі, по якій проводиться налагодження:
Δпопр = Δ1 + Δ2 + Δ3;
Δ1= Ру / j
враховує дію сил різання;
j – жорсткість технологічної системи;
Δ2 = Rz– враховує шорсткість;
Δz– зазор у підшипниках шпинделя (Δз = 0,04–0,02 мм):
.При обробці великих заготовок, а також у ряді інших випадків використання еталонів стає громіздким і неефективним. В цих випадках їх замінюють спеціальними елементами, які називаються габаритами (установами), встроюваними у пристрій (рис. 25).
Рис. 2 Приклад застосування установів і щупів при встановленні фрези: а – циліндричної за висотним установом та щупом товщиною (t– зрізуваний припуск); б – кінцевої за кутовим установом; в – фасонні за використанням циліндричних щупів
Похибку налагодження технологічної системи за еталоном можна визначити за формулою:
,де Δe– похибка виготовлення еталона, Δe= 10…20 мкм;