Погрешности механической обработки заготовок

Точность механической обработки деталей

информационных систем

Точность большинства деталей приборов, приборных комплексов является важнейшей характеристикой их качества. Например, установка в приборах ша-рикоподшипников на 1 классе более точных обеспечило увеличение срока службы в 1,5 раза. Повышение точности механической обработки устраняет пригоночные работы при сборке изделий и ее себестоимости. Сопрягаемые поверхности деталей изделий могут изготавливаться с высокой точностью, не сопрягаемые с низкой.

Так, что такое точность изготовления детали?

Под точностью детали понимают соответствие фактических параметров точности размеров, формы и взаимного расположения обработанных поверх-ностей требованиям чертежа.

Практика механической обработки свидетельствует, что, обработав партию заготовок в одинаковых условиях (при одной и той же наладке станка, одним и тем же режущим инструментом, на неизменных режимах и т.д.) размеры отдельных поверхностей деталей чаще всего неодинаковы, т.е. обработка сопровождается погрешностями, вызываемыми различными причинами систе-матического и случайного характера. Эти погрешности называют системати-ческие и случайные.

Рассмотрим причины, вызывающие систематические погрешности, и методы расчета их величин.

Систематическая погрешность – погрешность, которая для всех заготовок обработанной партии остается постоянной (или меняется весьма незначитель-но) или закономерно изменяется от одной обработанной заготовки к другой.

Погрешности, постоянные для всей партии обработанных заготовок, назы-

вают постоянными систематическими погрешностями – обозначим их ε_пост.с.

Причины возникновения постоянных систематических погрешностей, неточ-

ность, износ и деформации элементов станка, приспособления, деформация режущих инструментов, нагрев элементов ТС и др.

Погрешности, закономерно изменяющиеся от одной заготовки к другой, на-зывают переменными систематическими погрешностями – обозначим их ε_пер.с.

Причины возникновения переменных систематических погрешностей – из-нос режущего инструмента, интенсивность которого по мере обработки заго-товок возрастает (и, следует заметить, не линейно), влияние усилия зажима заготовок и др.

Рассмотрим некоторые систематические погрешности подробнее.

1.Погрешности от неточности элементов станка

Погрешности (неточности) изготовления и сборки металлорежущих стан-ков ограничиваются техническими требованиями на нормы точности (нормы точности отдельных элементов станков в ненагруженном состоянии указаны в паспорте станков).

Например, для токарного станка ЧПУ

1. Радиальное биение шпинделя токарного станка с ЧПУ Δ _р = 0,005мм

2. Радиальное биение конуса шпинделя токарного станка с ЧПУ на длине

оправки ℓ₀=300мм Δ о = 0,010мм

3. Не параллельность оси шпинделя направляющим поверхностям станины:

- в горизонтальной плоскости на длине ℓ_э =300мм Δ н.г.= 0,010мм

- в вертикальной плоскости на длинеℓ_э =300мм Δ н.в.= 0,010мм

шпиндель станка а б

Δ н.г. Δ н.в.

ℓ_э =300мм ℓ_э=300мм

направляющие станины

Рис.2.1.Схема относительного расположения оси шпинделя и направляющих станины токарного станка в горизонтальной (а) и вертикальной (б) плоскостях.

Указанные выше погрешности геометрической точности станков частично

переносятся на обрабатываемые поверхности заготовок в виде систематических

постоянных погрешностей.

Так, от наличия непараллельности оси шпинделя, например, токарного станка направляющим поверхностям станины в горизонтальной плоскости (по которой перемещается резец, обрабатывая, например, цилиндрическую поверхность) обрабатываемая цилиндрическая поверхность на самом деле будет конусообразной. Диаметр обработанной поверхности в начале Dн^min, а на длине обработке ℓ_о

D_к = D_н^min +2 Δ н.г. ·ℓ_о/ℓ_э, (2.1)

Пусть диаметр начала обработки Dн = 50h6 (-0,016) мм длина обработки

ℓ_э =100мм, тогда Dк = 49,984 – 2·0,05·100/300 = 50,017мм. Если же Δ н.г = 0,01,

то Dк = 49,991мм.

От не параллельности оси шпинделя направляющим поверхностям в вертикальной плоскости диаметр поверхности в конце обработки

D_к = 2Ö (Dн)²/4 + (Δ н.в.· ℓ_о/ℓ_э)². (2.2)

По мере износа направляющих величины погрешностей Δн.г. и Δн.в. могут быть весьма существенны, что может заметно отразиться на неточности обра-ботки отдельных деталей изделий. Поэтому станки периодически аттестовы-вают и, при несоответствии погрешностей нормам, ремонтируют.

2.Погрешность, связанная с износом режущего инструмента

При механической обработке поверх- положение вершины нового

ностей заготовки обработанная образует- ^{режущего клина}

ся вершиной режущего клина инструмен- положение вершины изношен-

та (резца, фрезы и др.). Однако по мере го режущего клина

обработки режущий клин изнашивает- Δ_изн

ся материалом заготовки и его верши- Рис.2.2.Схема изменения положения

на смещается (рис. 2), что изменяет раз- вершины режущего клина в процессе

мер получаемой поверхности, т.е. воз- обработки заготовки

никает погрешность обработки.

Величину износа режущей кромки (клина) инструментов пары «инструмент-

заготовка» можно определить по формуле:

Δ_изн = u _от · L /100, (2.3)

где u_от - относительный износ режущей кромки клина, мкм/км;

L - путь резания поверхности, м.

Дата добавления: 2014-11-29