Тема 3.2. Лекция 5. Причины возникновения погрешностей
Установка по ГОСТу 21495-76 представляет собой базирование и закрепление заготовки или изделия.
Закрепление – это приложение сил или пар сил к заготовке или изделию для обеспечения постоянства их положения достигнутого при базировании.
Погрешность – это отклонение фактически достигнутого положения заготовки или изделия при установке от требуемого. Погрешность установки - у, включает в себя 3 составляющие:
,
где - погрешность закрепления,
- погрешность приспособления (погрешность поверхностей, которые прилегают к закрепленной заготовке),
- погрешность базирования.
Y - деформация. Величину Y можно рассчитать: - эмпирическая формула,
где С- коэффициент, который зависит от качества поверхностей и марки материала,
Q- сила, приходящаяся на опору приспособления,
m- 0,3…0,5.
Погрешность закрепления можно уменьшить, если применять равномерный зажим. Например, применение пневматического закрепления приспособления и улучшения качества обработки поверхностей.
Погрешность базирования возникает при несовпадение конструкторской и технологической базы. Погрешность приспособления определяется его геометрией, износом поверхностей и неправильной установкой. В общем случае мы можем рассчитать погрешность установки по следующей формуле:
)31(Точность обработки.
- абсолютная погрешность;
- относительная погрешность.
Существуют следующие погрешности обработки:
- погрешность размера - d;
- погрешность расположения поверхностей - р;
- погрешность формы - ф;
- шероховатость - ш;
- волнистость - в;
Для количественной оценки отклонения размеров от номинального значения или для количественной оценки отклонения формы используют понятия прилегающих поверхностей, прямых и профилей.
Существует два метода достижения точности обработки:
1. Метод пробных рабочих ходов и промеров. Он требует предельно высокой квалификации работников, у него низкая производительность, требуется индивидуальная выверка и разметка.
2. Метод получения размеров на предварительно настроенных станках. Этот метод обеспечивается установкой инструмента.
Причины возникновения погрешностей:
- погрешность основной кинематической системы станка;
- упругие перемещения элементов системы: станок - приспособление - инструмент - деталь (заготовка) - СПИД.
Под действием сил резанья элементы системы СПИД перемещаются в результате фактический размер будет отличаться от настроечного.
Перемещение у зависит от жесткости системы СПИД.
,
где j – жесткость;
-составляющая силы резанья, направленная по нормали к обрабатываемой поверхности, Н;
у - смещение лезвия инструмента относительно детали, м. Следовательно,
, [j]=[Н/м].
Итак, жесткость технологической системы или сборочной единицы – это их способность оказывать сопротивление перемещению выбранной точки в направление действия силы, вызывающей это перемещение. у определяется не только действием силы, но и частично и , однако оказывает наибольшее влияние.
Возникновение погрешности при обработке нежестко закрепленной длинной заготовки показано на рисунке.
Иногда для удобства расчетов по жесткости элементов системы СПИД применяют понятие податливости (ω) – это перемещение элементов системы СПИД, которое вызывается единичной силой.
Если исследуемая система состоит из нескольких звеньев, имеющих деформацию , то общая деформация системы: . Таким образом, общая податливость: .
Число звеньев может быть различно и зависит от вида механической обработки. Например, при токарной обработке перемещение инструмента ничтожно, поэтому система СПИД преобразуется в систему СД (СПД); при растачивании перемещение станка и приспособления будут значительно больше, чем у инструмента и детали, поэтому система СПИД преобразуется в систему СП;
Жесткость различных элементов системы СПИД определяется по формулам сопротивления материалов.
Для определения жесткости используются статические и динамические методы. Статические методыдают результат в «первом приближении».
К динамическим методам относятся: производственный метод или метод ступенчатого резания.
>>, следовательно >>. Разность между величинами:
Δз=,
где Δз- погрешность заготовки.
Δд= ,
где Δд- погрешность детали.
В процессе обработки получается, что Δз/Δд=ε, где ε- величина уточнения, которая показывает во сколько раз увеличивается точность детали.