5.10 Погрешности, связанные с геометрической неточностью станков
Каждый станок изготавливается с определённой степенью геометрической точности, которая определяется в ненагруженном состоянии.
Неточности во взаимном расположении узлов станка (непараллельность, неперпендикулярность, биение) переносятся в ходе операции на обрабатываемую поверхность. Так, на токарном станке неперпендикулярность направляющих суппорта к оси вращения шпинделя приводит к появлению неплоскостности (конусности) номинально плоской поверхности торца к оси заготовки.
Смещение заднего центра относительно оси переднего в горизонтальной плоскости – к появлению конуса вместо цилиндра(рисунок 19, а), а то же смещение в вертикальной плоскости – к образованию гиперболоида вместо цилиндра (рисунок 19, б).
Рисунок 19 – Погрешности при смещении заднего и переднего центров
На вертикально-фрезерном станке при обработке плоскости неперпендикулярность оси шпинделя с фрезой к направлению продольной подачи стола возникает вогнутость – погрешность формы, а при наличии неперпендикулярности стола станка к оси шпинделя образуется непараллельность обработанной поверхности с базовой плоскостью.
На станках с ЧПУ, хотя они и отличаются особо высокой точностью, все же имеют место ошибки программы, положения инструментов, исполнения программы системами станка, погрешности позиционирования.
5.11 Погрешности настройки станков
Настройка – это процесс первоначального установления требуемой точности размера за счет точности относительного расположения рабочей поверхности инструментов, станка, приспособления.
В практике используют в основном настройку методом проходов с промерами с обработкой пробных заготовок или настройку инструментов по эталонной детали – эталону в статическом состоянии.
Метод пробных проходов гарантирует большую точность настройки, т.к. позволяет частично учесть, например, податливость ТС. Погрешность настройки по этому методу будет:
где ωрег. – погрешность регулирования положения резца;
ωизм. – погрешность измерения.
При настройке по эталону погрешность составит
где ωИЭ- погрешность изготовления эталона;
ωУИ – погрешность установки инструмента.
Метод динамической настройки основан на пробных проходах с определением ожидаемого поля рассеивания размеров в партии. Этот метод рационален, но трудоёмок, из-за чего ограничен в использовании.
6. Определение первичных погрешностей установки
При обработке погрешность установки можно определить как погрешность установки инструмента, погрешность установки приспособления и погрешность установки заготовки.
Первая погрешность является постоянной, действуют в течение обработки всей партии заготовок, и может быть частично компенсирована при настройке станка. Погрешность установки приспособления в условиях массового производства также может быть компенсирована при настройке. В условиях серийного производства, когда происходит смена приспособлений эта погрешность можно рассматривать как случайную величину. Погрешность установки заготовки будет изменяться в пределах всей обрабатываемой партии заготовок. Она носит случайный характер и поэтому, как правило, является определяющей, оказывающей основное влияние на точность размера.
Под погрешностью установки заготовки понимают отклонение фактически достигнутого положения заготовки или изделия при установке от требуемого.
В общем случае структура погрешности установки может быть определена как: у= у.з.+ пр.+ б.
где у.з.- погрешность установки заготовки;
пр. - погрешность установки приспособления;
б. - погрешность от не совмещения баз.
В реальных условиях обработки одновременно действует много факторов, приводящих к появлению первичных погрешностей установки:
- упругие и пластические деформации установочной поверхности заготовки под действием сил закрепления и сил резания;
- геометрические и динамические погрешности приспособлений;
- система простановки операционного размера;
- схема установки;
- погрешности формы и размеров базирующей поверхности;
- несовмещение исходной и установочной баз.