Понятие точности и основные факторы, влияющие на точность обработки

При конструировании и создании машин необходимо наряду с расчетами кинематическими, расчетами на прочность, жесткость, износоустойчивость производить расчеты на точность.

Под точностью механической обработки понимают степень соответствия изготовленной детали номинальным требованиям чертежа. Абсолютно точно изготовить деталь невозможно, т.к. при обработке возникают погрешности, поэтому точность обработки бывает различной.

Точность детали, фактически полученная в результате обработки, зависит от многих факторов и определяется:

1) Отклонением от геометрической формы детали или ее отдельных элементов.

Неточность цилиндрических поверхностей рассматривают в 2-х сечениях: поперечном и продольном:

а) отклонениями формы в поперечном сечении является овальность и огранка;

б) к отклонениям формы в продольном сечении относятся:

- отклонения, вызванные непрямолинейностью образующей: бочкообразность, седлообразность, изогнутость.

- отклонения, вызванные непараллельностью образующей по отношению к оси детали – конусность.

Отклонения формы плоских поверхностей называют неплоскостностью.

2) Отклонениями действительных размеров от номинальных.

3) Отклонениями поверхностей и осей детали от точного взаимного расположения (например, отклонениями от параллельности, перпендикулярности и др.).

Разновидностями отклонений от правильного взаимного расположения поверхностей являются: несоосность цилиндрических поверхностей; радиальное биение цилиндрических поверхностей; несимметричность пазов, выступов и других элементов деталей; непараллельность плоскостей; непараллельность оси и плоскости; непараллельность осей; неперпендикулярность: плоскостей, оси и плоскости, осей; торцевое биение; непересечение осей.

4) Качеством (шероховатостью, волнистостью) поверхностей детали.

В массовом и крупносерийном производстве при изготовлении взаимозаменяемых деталей требуемая точность обработки обеспечивается главным образом соответствующей настройкой станков. В мелкосерийном и единичном производстве высокая точность достигается применением дополнительных отделочных операций и путем использования исполнителей высокой квалификации.

Так как точность обработки в производственных условиях зависит от многих факторов, обработку на станках ведут не с достижимой, а с так называемой экономической точностью.

Под достижимой точностью понимают такую точность, которую можно достичь при обработке в особых, наиболее благоприятных условиях, необычных для данного производства, высококвалифицированными рабочими, не считаясь с себестоимостью обработки.

Под экономической точностью механической обработки понимают такую точность, которая при минимальной себестоимости обработки достигается в нормальных производственных условиях, предусматривающих работу на исправных станках с применением необходимых приспособлений и инструментов, при нормальной затрате времени и квалификации рабочих, соответствующей характеру работы.

На точность обработки на металлорежущих станках влияют погрешности обработки, которые подразделяются на систематические и случайные. Систематические погрешности возникают вследствие:

1. Неточности станков, являющейся следствием неточности изготовления отдельных деталей, узлов и неточности сборки (недопустимо больших зазоров в подшипниках или направляющих, износе трущихся поверхностей, овальности шеек шпинделей, нарушения взаимной перпендикулярности или параллельности осей, неточности ходовых винтов и т.д.);

2. Неточности изготовления режущего и вспомогательного инструмента и его изнашивание во время работы;

3. Неточности установки инструмента и настройки станка на размер;

4. Базирования и установки обрабатываемой детали на станке или в приспособлении;

5. Упругих деформаций деталей станка технологической системы «СПИД» (станок – приспособление – инструмент – деталь) под влиянием силы резания;

6. Тепловых деформаций обрабатываемой детали, деталей станка и режущего инструмента в процессе обработки;

7. Ошибок в измерениях из-за неточности измерительного инструмента, неправильного пользования им, влияние температуры;

8. Ошибок исполнителя работы.

В процессе обработки партии заготовок на настроенных станках их размеры непрерывно колеблются в определенных границах, отличаясь друг от друга и от настроенного размера на величину случайной погрешности.

Случайная погрешность – такая погрешность, которая для разных заготовок рассматриваемой партии имеет различные значения, причем ее появление не подчиняется никакой видимой закономерности.

В результате возникновения случайных погрешностей происходит рассеивание размеров заготовок, обработанных при одних и тех же условиях. Рассеяние размеров вызывается совокупностью многих причин случайного характера, к которым относятся:

- колебания твердости обрабатываемого материала и величины удаляемого припуска;

- изменения положения исходной заготовки в приспособлении, связанные с погрешностями ее базирования и закрепления или обусловленные неточностями приспособления;

- неточности установки положения суппортов по упорам и лимбам;

- колебания температурного режима обработки и упругих отжатий элементов технологичной системы под влиянием нестабильных сил резания и т.д.

Для выявления и анализа закономерностей распределения размеров заготовок при их рассеянии успешно применяются методы математической статистики:

1. По закону нормального распределения (закон Гаусса);

2. По закону равнобедренного треугольника (закон Симпсона);

3. По закону равной вероятности;

4. По закону эксцентриситета (закон Релея).

Литература: [1, с. 45-55; 240-245]; [2, с. 17-29; 41-57]; [3, с. 47-69]; [4, с. 10-37; 55-116].