Понятие о точности

ТОЧНОСТЬ МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ

ПРИНЦИПЫ БАЗИРОВАНИЯ И УСТАНОВКИ ДЕТАЛЕЙ ПРИ ОБРАБОТКЕ

Глава 3

В машиностроении вопросу точности обработки деталей машин уделяется большое внимание.

Изготовить детали с абсолютной точностью невозможно. Они имеют отклонения от заданного размера, формы и расположения. На появление отклонений действительных размеров и формы обработанной детали, от размеров, заданных чертежом, влияют многие факторы. Неизбежность появления этих отклонений явилась причиной установления допусков на обработку деталей.

Для нормального выполнения деталью или машиной заданных функций величины отклонений (погрешностей) не должны выходить за определенные пределы, ограничиваемые соответствующими допусками. Чем меньше величина допускаемых отклонений, тем выше точность обработки и тем с большей сложностью и стоимостью сопряжено осуществление технологического процесса. При высоких требованиях к точности детали недостаточно регламентировать только допустимые отклонения размеров. В этом случае необходимо оговаривать также и отклонения от правильной геометрической формы (конусность, овальность, огранка и т. п.). Из рис.1 видно, что если точную цилиндрическую поверхность ограничить только допуском на диаметр, то между двумя цилиндрическими поверхностями, диаметры которых соответствуют D_max и D_min, могут располагаться поверхности тел вращения с различной формой образующей. Это относится и к форме поперечного сечения, где вместо теоретически правильного круга могут быть получены различные геометрические фигуры, очертания которых не выходят за пределы двух окружностей с диаметрами D_max и D_min.

Между тем отступления от геометрической формы являются нередко основной причиной брака.

На точность деталей оказывает влияние и взаимное расположение отдельных поверхностей по отношению друг к другу (соосность, параллельность, перпендикулярность торцовых поверхностей и т.п.). При отсутствии на чертежах указаний о допускаемых отклонениях от геометрической формы и взаимного расположения поверхностей подразумевается, что эти отклонения допустимы в пределах поля допуска на соответствующие размеры (на диаметр, расстояние между осями или между плоскостями и т. д.).

Таким образом, точность обработки детали определяется: отклонениями действительных размеров детали от номинальных; отклонениями от геометрической формы детали или ее отдельных элементов; отклонениями поверхностей и осей детали от точного взаимного расположения.

Рис. 1 Отклонения от правильной цилиндрической формы

Получение заданных размеров можно осуществить двумя методами обработки: путем промеров и пробных проходов и на настроенных станках.

По промерам и пробным проходам заданная точность обработки достигается (в

условиях единичного и мелкосерийного производства): припуск снимается последовательными проходами на небольшом участке детали; получившийся размер проверяется универсальным мерительным инструментом.

Настройка станка на размер производится путем обработки пробных деталей или установки инструментов с помощью лимбов, индикаторов, миниметров и т. д.

Точность установки на размер по лимбу с ценой деления 0,01 мм составляет 5 – 10 мкм, а по индикатору от 5 до 30 мкм. Часто настройку станка осуществляют по эталону или по первой годной обработанной детали.

Форма поверхности обычно обеспечивается станком автоматически. Однако при механической обработке поверхности могут иметь различные отклонения геометрической формы.

Рис. 2 Отклонения от правильной цилиндрической формы

в поперечном и продольном сечениях.

Отклонения от правильной цилиндрической формы в поперечном сечении – овальность и огранка (рис. 2а и б), а в продольном – бочкообразность, седлообразность, изогнутость и конусообразность (рис. 2в – е).

Овальность (рис. 2а) характеризуется разностью наибольшего D и наименьшего d диаметров в одном поперечном сечении:

Д = D – d

Овальность образуется при неправильной форме шеек шпинделя и подшипников в результате износа, неуравновешенности вращающихся масс и копирования погрешности (овальности) заготовки.

Огранка (рис. 2б) характеризуется разностью между диаметром D окружности, в которую полностью вписывается реальный контур сечения, и расстоянием l между двумя параллельными плоскостями, касательными к рассматриваемому контуру:

Δ = D – l

Огранка образуется обычно при вибрациях в процессе резания и износе шеек шпинделя станка.

Бочкообразность (рис. 2в) и седлообразность (рис. 2г) характеризуются разностью диаметров средних D ₁ и D 2 и крайних d ₁ и d 2 сечений детали:

Бочкообразность образуется при обработке недостаточно жестких деталей (с большим отношением длины к диаметру) в центрах токарного или шлифовального станков, имеющих большую жесткость передней и задней бабок:

Δ = D ₁ – d ₁

Δ = D ₂ – d ₂

Седлообразность появляется в том случае, когда жесткость детали в процессе резания будет значительно больше, чем жесткость бабок станка.

Изогнутость или искривление оси в данном сечении (рис. 2д ) представляет собой, расстояние между теоретической осью детали и кривой линией, являющейся действительной осью детали. Наибольшая величина Д характеризует наибольшее искривление оси:

Δ = D ₃ – d ₃

Изогнутость встречается главным образом в деталях типа валов с большим отношением длины к диаметру. Значительное влияние на искривление оси оказывают температурные деформации и перераспределение внутренних напряжений как в процессе получения заготовок и ее обработки, так и в дальнейшем при хранении и эксплуатации детали.

Конусообразностью называется отклонение от параллельности образующих, определяемое отношением разности диаметров D ₁ и d ₁ двух поперечных сечений детали к расстоянию l между ними (рис. 2е):

Конусообразность образуется при несовпадении центров передней и задней бабок станка в горизонтальной плоскости и износе режущего инструмента.

Наиболее типичным отклонением плоской формы от правильной геометрической формы является неплоскостность (рис. 3а). Она определяется расстоянием А между двумя взаимно-параллельными плоскостями А и Б; между ними располагается профиль сечения проверяемой поверхности нормальной к ней плоскостью В (рис. 3б).

Элементарными видами неплоскостности можно назвать вогнутость и выпуклость (рис. 3в и 3г).

Точность взаимного расположения поверхностей обеспечивается и оборудованием.

Рис. 3 Отклонения формы плоской поверхности

Наиболее характерными отклонениями являются: отклонение от соосности, отклонение от правильного расположения параллельных или перпендикулярных осей, торцовое биение, непараллельность и неперпендикулярность плоскостей, несимметричность и т. п. Отклонение от соосности (рис. 4а) определяется расстоянием между осями – эксцентриситетом (рис. 4г).

Рис. 4 Отклонения от правильного взаимного расположения поверхностей

Допуск позиционирования (рис. 4в) – отклонение от правильного расположения осей.

Торцовое биение (рис. 4б) представляет собой наибольшее осевое отклонение контролируемой торцовой поверхности от правильной плоскости, перпендикулярной оси детали.

Неперпендикулярность торцовой плоскости к поверхности (рис. 4д) равна половине величины торцового биения.

Если на рабочих чертежах нет указания о допустимых отклонениях от правильной геометрической формы и взаимного расположения поверхностей, то это говорит о том, что указанные отклонения не должны выходить за пределы поля допуска на соответствующий размер.

Дата добавления: 2014-01-04