Систематические погрешности механической обработки

Систематическая погрешность - это такая погрешность, кото­рая для всех заготовок рассматриваемой партии остаётся постоян­ной или же закономерно изменяется при переходе от каждой обра­батываемой заготовки к следующей.

Причинами возникновения систематических погрешностей об­работки являются: неточность, износ и деформации станков, прис­пособлений и инструментов; деформации заготовок, тепловые про­цессы, происходящие в технологической системе, погрешности тео­ретической схемы обработки, погрешности наладки технологической системы на размер; погрешности измерений.

Погрешности, связанные с неточностью, износом и деформа­цией станков.

Металлорежущие станки выпускаются промышленностью с определённой степенью точности. Существуют станки нормальной, повышенной, высокой, особо высокой точности и особо точные. Для каждой группы станков ГОСТом определены нормы точности станков в ненагруженном состоянии. Тая, например, для токарно-винторезного станка мод. Ш6056 (станок нормальной точности средних размеров) определены следующие характеристики геометрической точности:

- радиальное биение конца шпинделя 0,01 мм

- торцовое биение шпинделя 0,01-0,02 мм

- биение конического отверстия в шпинделе 0,02 мм

- прямолинейность направляющих станины 0,02 мм

- параллельность оси шпинделя направлению движения каретки в вертикальной плоскости на длине 300 мм 0,02-0,03 мм

- в горизонтальной плоскости 0,01-0,015 мм

Таким образом, даже новый станок имеет погрешности гео­метрической точности, которые полностью или частично передают­ся в процессе механической обработки на заготовку в виде сис­тематических погрешностей. На рис. 9 показаны примеры влия­ния погрешностей станков на обрабатываемые заготовки.

При непараллельности оси шпинделя токарного станка направ­лению движения суппорта в горизонтальной плоскости (рис. 9, а) заготовка, становится конической.

При непараллельности оси шпинделя токарного станка направ­лению движения суппорта в вертикальной плоскости (рис. 9, б), заготовка приобретает форму гиперболоида вращения.

При неперпендикулярности оси шпинделя вертикально-фрезерно­го станка к плоскости стола в продольном направлении (рис.9, в) на. обрабатываемой заготовке появляется вогнутость, которая за­висит от диаметра фрезы, угла наклона шпинделя и ширины обра­батываемой поверхности.

При неперпендикулярности оси шпинделя вертикально-фрезер­ного станка к плоскости стола в поперечном направлении (рис. 9, г) возникает непараллельность обработанной плоскости заго­товки относительно установочной.

Биение посадочных поверхностей шпинделей токарных станков, которое может быть вызвано неточностью их изготовления или неправильной регулировкой подшипников приводит к искажению формы обрабатываемой заготовки в поперечном сечении: овальность, некруглость, разбивка отверстий и т.д.
 Перенос погрешности станков на обрабатываемые заготовки имеет место и у всех других, типов станков: сверлильных, шлифовальных, координатно-расточных, фрезерных, строгальных и т.д.

Рис. 9. Примеры переноса погрешностей станков на обра­батываемые заготовки.

К увеличению систематических погрешностей обрабатывае­мых заготовок ведёт износ станков в процессе их эксплуатации, происходящий неравномерно. Больший износ имеют поверхности станков, которые наиболее интенсивно используются при его ра­боте, например направляющие. Причём износ таких поверхностей происходит неравномерно по их длине: у токарных станков сред­них размеров участок наибольшего износа направляющих находит­ся на расстоянии 350...400 мм от торца шпинделя (на рис.9,д показана лунка износа). Это вызвано тем, что в этом месте осуществляется наиболее интенсивное движение суппорта, пос­кольку станок предназначен для обработки валов средних разме­ров 300...500 мм.

Систематические погрешности обработки заготовок могут быть вызваны неправильной установкой опор станков, искривле­нием направляющих при монтаже, оседании фундаментов, а также прогибом под действием собственной массы.