Погрешности, вызываемые упругими деформациями системы

СПИД

В процессе обработки сила резания изменяется в результате не- равномерности глубины резания из-за непостоянства размеров заго- товок в партии, из-за нестабильности механических свойств материа- ла заготовки и прогрессирующего затупления режущего инструмента. Сила резания при обработке вызывает упругое отжатие элементов технологической системы СПИД, величина которого зависит как от силы резания, так и от жесткости элементов системы, т.е. их способ- ности противостоять действующей силе.

В процессе обработки упругие перемещения заготовки или ре- жущего инструмента нарушают установленную наладкой станка за- кономерность их относительного движения, что приводит к погреш- ности обработки.

При обработке партии заготовок на предварительно настроен- ном станке точность выдерживаемых размеров возрастает с увеличе- нием жесткости технологической системы, с повышением однородно- сти механических свойств обрабатываемого материала и стабильно- сти условий выполнения обработки. Погрешность формы можно уменьшить, ведя обработку с непрерывно меняющейся подачей (с увеличением жесткости увеличивается подача, следовательно, можно

получить постоянное значение tост  по всей обработанной поверхно-

сти).

 

 

22 Анализ влияния первичных погрешностей на размеры,

форму и расположение поверхностей. Определение суммарной по- грешности обработки при установке заготовки в приспособлении на

предварительно настроенном станке

Суммарная погрешность (поле рассеивания) выполняемого раз-

мера, в общем виде определяется по формуле

∆= f (∆ у,e,∆ н,∆ и,∆ т,S∆ ф),

где∆ у  - погрешность (поле рассеивания) выполняемого размера в

данном сечении, которая возникает в результате упругих отжатий

звеньев технологической системы под влиянием нестабильности сил

резания;e - это погрешность, связанная с установкой заготовки на

станке;∆ н  - погрешность, связанная с настройкой станка на заданный

размер;∆ и  - погрешность, связанная с размерным износом режущего инструмента;∆ т  - погрешность, связанная с температурными дефор- мациями технологической системы СПИД;S∆ ф  - погрешность формы

обрабатываемой поверхности, вызываемая упругими деформациями

системы СПИД, геометрическими неточностями станка, неравномер- ностью припуска, глубины резания, неоднородности физико- механических свойств материала и др.

Каждая из стоящих в скобках величин не зависит одна от другой и для конкретного случая определяется условиями построения техно- логической операции.

Величину∆ у  находят по тому сечению, где эта величина получа-

ется наибольшей. В обычных условиях таким сечением является то,

где жесткость технологической системы достигает минимального зна-

чения. Если∆ у  как разность предельных значений для заданных усло-

вий можно считать вполне постоянной, то текущее значение∆ у  при

обработке каждой индивидуальной заготовки представляет собой ве-

личину случайную.

Составляющие∆ у,e,∆ н  подчиняются закону нормального рас-

пределения. Составляющая∆ и  подчиняется закону равной вероятно- сти. Закон распределения составляющей∆ т  мало изучен.

Суммарная погрешность (поле рассеивания) выполняемого раз-

мера может рассчитываться методами полной и неполной взаимоза- меняемости.

Для метода полной взаимозаменяемости используется следую-

щая зависимость

∆=∆ у  +e +∆ н  +∆ и  +∆ т  +S∆ ф

Для метода неполной взаимозаменяемости используется зави-

симость

 

∆ t l1∆2 у l2e2l3∆2 н l4∆2 и l5∆2 т å∆ ф

где t - коэффициент, определяющий процент риска получения брака

при обработке (при t =1 риск составляет 32%, при * =2 - 4,*%, при t =3 -

*,27%, обычно t =3); l 1, l 2, l 3, l 4, l 5  - коэффициенты, зависящие от

формы кривых распределения: l =1/9 - для нормально распределения

(l 1 = l 2 = l 3 =1/9); l =1/3 - для кривой равной вероятности и в случае, ко-

гда форма кривой распределения мало изучена (l 4 = l 5 =1/3); l =1/6, если

кривая распределения близко к треугольнику.

Выполнив подстановку численных значений следующих пара-

метров: * =3, l 1 = l 2 = l 3 =1/9, l 4 = l 5 =1/3 в формулу для определения сум-

марной погрешности при использовании метода неполной взаимоза-

меняемости, получим

∆∆* у e2∆2 н  3∆2 и  3∆2 т å∆ ф

 

Определение суммарной погрешности индивидуально обрабатываемой заготовки методом пробных проходов и промеров

Эта погрешность определяется по формуле

∆=∆ у  +e в  +e з  +∆ и  +∆ т  +∆ ст

где∆ у  - погрешность (поле рассеивания) выполняемого размера в данном сечении, которое возникает в результате упругих отжатий звеньев технологической системы под влиянием нестабильности сил резания;e в  - погрешность установки режущего инструмента, которая зависит от квалификации рабочего и вида применяемого измерительного инструмента;e з  - погрешность формы обрабатываемой поверхности в результате деформации технологической системы, вызываемой силами закрепления заготовки;∆ и  - погрешность, связанная с размерным износом режущего инструмента;∆ т  - погрешность, связанная с температурными деформациями технологической системы СПИД;∆ ст  - погрешность формы обрабатываемой поверхности возникающая из-за геометрических неточностей станка.

 

Определение суммарной погрешности обработки при ста тистическом методе исследования точности

Если обработке подвергается партия заготовок при одной на стройке станка и при этом погрешность установки отсутствует, то суммарную погрешность обработки можно определить по следующей формуле

∆ 6så∆ ф,

гдеs - среднее квадратическое отклонение, характеризующее точность данного метода обработки,å∆ ф - систематическая погрешность формы обрабатываемой поверхности в результате влияния гео- метрических неточностей станка и других факторов, с учетом этой погрешности получаем поле рассеивания размеров при измерении их в различных сечениях.

В случае несоблюдения принципа совмещения баз и нерацио- нальной схемы закрепления дополнительно возникает погрешность установкиe, которая представляет собой случайную величину, тогда

суммарную погрешность обработки можно определить по следующей формуле

∆ К 12(*s)2 К *2e2å∆ ф,

где К *  и К2  - коэффициенты, характеризующие отклонение действительных кривых распределения от кривых нормального распределения. При незначительном отклонении К =1,2.

 

 

Если же обработка нескольких партий заготовок будет произво- диться при разных настройках и при наличии погрешности установки, тогда суммарную погрешность обработки можно определить по сле-

дующей формуле

∆ *,2 (6s)2e2∆2 Н å∆ ф

Следует иметь ввиду, что если данная операция выполняется на

нескольких станках, после чего обработанные детали перемешивают- ся в одной большой партии, то постоянная систематическая величина

å∆ ф превращается в случайную, поэтому при расчете общей по-

грешности обработки любым методом ее квадратå∆ ф 2 вводится в

виде слагаемого под знак радикала (квадратного корня).