Технологические основы машиностроения (стр. 4 из 24)

-

неточность инструмента и его износ _ин ;

- неточность установки инструмента _настр ;

- деформации деталей во время обработки, вызванные силами резания и закрепления

;

-

тепловые деформации _t;

- деформации, вызванные внутренними напряжениями в материале детали

;

-

погрешность измерения _изм ; - ошибка исполнителя _исп .

Рассмотрим подробнее каждую из перечисленных погрешностей, определим причины ее возникновения и степень влияния на окончательную точность детали.

Неточность станков

Точность станка в ненагруженном состоянии (геометрическая точность станка) зависит главным образом от точности изготовления деталей станка и точности их сборки. Нормы точности станка всегда выше норм точности деталей, получаемых на этом станке. Нормы точности и методы проверки точности станков регламентируются стандартами. Вследствие износа в процессе эксплуатации точность станка изменяется. Появляются такие отклонения как биение шпинделя (износ подшипников), непрямолинейность направляющих, по которым перемещается каретка суппорта, смещение центров передней и задней бабки, повышенные вибрации и т.п. Это приводит к несоосности поверхностей, смещению осей, искажению геометрической формы, ухудшению параметров шероховатости поверхностей детали.

Погрешность установки

При установке детали на станке еѐ фактическое положение отличается от требуемого. Отклонение положения установленной заготовки от требуемого называется погрешностью установки.

f , (4.1)

где _баз – погрешность базирования; _закр – погрешность закрепления; _пр – погрешность приспособления.

Погрешность базирования

_баз возникает при несовпадении измерительной и установочной баз заготовки. При совпадении измерительной и установочной баз погрешность базирования равна нулю. Так, на рисунке 4.1 погрешность базирования размера L равна нулю, так как измерительная и установочная базы совпадают: _{баз L} = 0. Погрешность базирования размера К равна допуску на размер, связывающий измерительную и установочную базы: _{баз K} = δ .

Рис. 4.1. Схема установки детали на плоскую поверхность

При несовпадении измерительной и установочной баз погрешность базирования определяют путем расчета, исходя из геометрических элементов схемы установки (рисунок 4.2).

Погрешность базирования размера L при посадке детали на разжимную оправку без зазора

, (4.2)

2

при посадке с зазором :

. (4.3)

2

Рис. 4.2. Схема установки детали на цилиндрическую оправку с зазором

Погрешность базирования для размеров, определяемых инструментом, равна нулю. К таким размерам относятся размеры, определяемые только размером инструмента: диаметром сверла, зенкера, развертки, шириной фрезы и т.п. Для размеров, определяющих взаимное положение поверхностей, обработанных с одной установки, погрешность базирования также равна нулю.

На погрешность базирования влияют погрешность формы и параметры шероховатости базовой поверхности, поэтому в качестве баз следует выбирать наиболее точно обработанные поверхности.

Погрешность закрепления вызвана смещение измерительной базы по направлению измеряемого размера под действием сил закрепления. На рисунке

4.1 погрешность закрепления размеров L и K _{закр К} 0, _{закр L} 0, так как измерительная база размеров перемещается под действием прижимной силы. Погрешность закрепления определяется в основном деформациями в месте контакта заготовки с установочными элементами. Контактные деформации зависят от величины прижимной силы Q:

y C Qⁿ, (4.4)

где С и n - коэффициенты, зависящие от вида контакта, материала, шероховатости поверхности.

Рис. 4.3. Зависимость контактных деформаций от прижимной силы

Необходимо отличать погрешность установки от неправильной схемы установки. Сила закрепления должна надежно прижимать базовую поверхность заготовки к установочным элементам приспособления. Поворот или смещение заготовки при закреплении указывает на неправильную схему установки. Погрешность приспособления _пр определяется:

- погрешностью изготовления и сборки самого приспособления;

- износом установочных элементов;

- погрешностью установки приспособления на станке.

Способы устранения или уменьшения этих погрешностей:

- при использовании одного приспособления его погрешность постоянна и ее можно учесть при настройке. При использовании нескольких приспособлений-дублеров их погрешность будет входить в погрешность установки;

- износ установочных элементов приспособлений периодически контролируется и при достижении предельно допустимой величины их заменяют. Для уменьшения износа установочные элементы выполняют из закаленной стали, хромируют или наплавляют твердым сплавом.

- погрешность установки самого приспособления на станке (перекосы, смещения) уменьшают путем установки фиксаторов, направляющих элементов и т.п. на столе станка.

Погрешности _баз, _закр, _пр - величины векторные. Погрешность установки определяют как векторную сумму

уст _баз² _закр² _пр² . (4.5)

Погрешность приспособления обычно значительно меньше, чем погрешности базирования и закрепления. Поэтому с достаточной степенью точности погрешность установки можно определить, учитывая только погрешности базирования и закрепления.

Степень точности инструмента и его износ

Инструмент, как и всякое другое изделие, имеет свою точность изготовления. Погрешности инструмента переносятся на обрабатываемую деталь. Размеры и точность стандартных инструментов регламентированы стандартами. Выбранный инструмент должен обеспечивать заданную точность обработки.

На точность обработки существенно влияет износ инструмента. Износ инструмента характеризуется начальным износом u_н (приработкой режущей кромки) и размерным износом. Приработка режущей кромки - это износ на первой 1000 м пути резания. Во время приработки режущей кромки износ идет более интенсивно, чем при установившемся режиме резания. Размерный износ характеризуется удельным износом u_o за время пути резания в 1000 м. Величина удельного износа для различных инструментов в зависимости от конкретных условий обработки приводится в справочных таблицах. Приняв по нормативным данным величину удельного износа u_o для обработки партии деталей одним инструментом без переточки, можно определить его размерный износ _и в мкм:

u , (4.6)

1000

где L - длина пути резания, м.

Длину пути резания можно определить по скорости резания V , м/мин, и стойкости инструмента Т, мин.:

L V T .

Неточность установки инструмента

Периодическая смена затупившегося инструмента вызывает необходимость настройки станка на выполняемый размер. Однако невозможно обеспечить совершенно одинаковое положение инструмента для обработки другой партии деталей. Задача настройки или установки инструмента на размер - обеспечить выполнение размеров детали в пределах поля допуска.

Установка инструмента, рабочих элементов станка и установочных элементов приспособления в положение, обеспечивающее получение размера в поле допуска, называется размерной наладкой станка.

Процесс наладки состоит в том, чтобы обеспечить совпадение середины поля мгновенного рассеяния с наладочным размером.

Наладка может производиться следующими методами:

– методом пробных стружек и промеров;