48. Структура поля рассеяния
Рис. 48.1 Схема для определения структуры поля рассеяния
Каждому виду обработки свойственна величина рассеяния, характеризуемая полем рассеяния ω. Однако внутри данного вида обработки значения ω изменяется и зависит от точности и жёсткости станка.
Особое место занимает точность изготовления деталей, которая определяет близость к номинальному значению. Количественной меркой точности служит погрешность. Повышение точности, уменьшение погрешности приведёт к увеличению надёжности машин, уменьшает размеры припусков на обработку и приводит к экономии материала.
Погрешности обработки подразделяют на 5 видов:
- погрешность размеров;
- отклонение расположения поверхностей;
- отклонение формы;
- волнистость поверхности;
- шероховатость.
Систематические составляющие (a0) – погрешности остаются постоянными или закономерно изменяются. Например, отклонение размера блока концевых мер при измерении, изменение уровня настройки станка при износе инструмента и т.п.
Систематическая составляющая выражается математическим ожиданием
или функцией
,
если изменяется в зависимости от
случайного аргумента (например, времени
t).
Величина этой составляющей определяется
широтой рассеяния, которую принято
измерять числом укладывающихся в ней
средних квадратических отклонений
.
представляет собой среднее взвешенное
по вероятностям значение случайно:
величины. Следуют напомнить, что “
взвешивание ” значений случайное
величины означает умножение каждого
значения на его “вес”, т.к. на
,
с последующим делением суммы произведений
на сумму “весов”,
т.е.
.
На рисунке представлена структура поля рассеяния погрешности обработки валов на токарном станке. К систематическим составляющим поля рассеяния относят:
1. среднее начальное значение систематической
погрешности
;
2. величина изменения систематической
составляющей в рассматриваемом интервале
времени
и
.
Здесь
- скорость изменения мгновенного центра
рассеяния.
- межналадочный период при изготовлении
или диапазон изменения при измерении.
Случайная составляющая определяется средними квадратическими отклонениями:
- начальных погрешностей от их среднего значения;
- мгновенного рассеяния σ, т.е. рассеяния
единичных значений параметра относительно
изменяющегося по закону
от их мгновенных центров в пределах
.
Классификация припусков на обработку
Припуск на обработку – слой металла, снимаемый с заготовки в процессе механической обработки для получения готовой детали заданного качества. Припуски разделяют на общие и промежуточные (межоперационные). Общий припуск – слой металла, удаляемый в процессе обработки заготовки для получения готовой детали. Промежуточный (межоперационный) припуск – слой металла, удаляемый при выполнении отдельной операции (перехода).
Различают общий номинальный (расчетный); максимальный и минимальный припуски. Общий номинальный припуск – разность номинальных размеров заготовки и готовой детали. Номинальный припуск необходим для изготовления технологической оснастки (приспособления, штампов, пресс-форма моделей и т.п.). Минимальный припуск – разность наибольшего предельного размера заготовки на предшествующей операции (переходе) и наименьшего предельного размера на выполняемой операции. Максимальный припуск - разность наименьшнго предельного размера заготовки на предшествующей операции и наибольшего предельного размера на выполняемой. Это припуск необходим для определения силы резания, мощности станка, силы закрепления заготовки в приспособлении.
Рис. 49.1. Схема расположения припусков и допусков
Номинальные диаметры: иcходной заготовки – Dисх ; вала после точения – Dточ , шлифования- Dшл.
Номинальные (расчётные) припуски на
обработку (Z
)
и номинальные припуски на токарную
обработку и обработку шлифованием Z
и Z
,
а так же, минимальные операционные
припуски на токарную обработку Z
и обработку шлифованием Z
,
тогда максимальные, определятся из
соотношения
где
и
- допуски для предшествующей и последующей
операции или переходов.
Общий номинальный (расчетный) припуск
на обработку
определяется:
,
где Ziном – номинальный (расчётный) припуск на определённую операцию; n - общее количество операции обработки детали.
Назначение чрезмерно больших припусков приводит:
к увеличению трудоёмкости механической обработки;
к потерям материала, превращающегося в стружку;
к повышению расхода режущего инструмента;
к увеличению потребности в оборудовании и рабочей силе;
к увеличению потребления электрической энергии;
к снижению точности обработки в связи с увеличением упругих отжатий в технологической системе.
Номинальный (расчетный) операционный
припуск
- разность номинальных размеров изделия
до и после обработки на данной операции
.
При определении номинального припуска
для первой операции обработки, вводится
его минусовая часть, расположенная от
номинала ”в тело”, т.е. нижнее отклонение
EI. При ориентировочном
расчёте припусков можно принять
соотношение
.
Формулы для определения
показывают,
что всякие расширение допусков неизменно
вызывает увеличение припуска на обработку
для последующих операции, что ведёт к
снижению производительности. При
уменьшении припуска для данной операции
приходится повышать точность, а,
следовательно, стоимость обработки.
Наименьший операционный припуск складывается из отдельных элементов, связанных с различными погрешностями:
Рис. 49.2. Схема для определения элементов припуска
Z1 - слой металла, который нужно удалить в связи с неровностями Rzi-1 и дефектный слой hi-1 связанный с обезуглероживанием, коррозией и т.д.
Z2 -слой металла, удаляемый для компенсации погрешности формы и пространственных отклонений (несоосность, непараллельность, неперпендикулярность и т.д.).
Z3 - слой металла. Удаляемый для компенсации погрешности установки заготовки (на смещение и повороты обрабатываемых поверхностей)
При обработке плоскостей, направление
векторов погрешностей совпадает, тогда
формула приобретает вид
Рассмотренный расчетно-аналитический метод используется в массовом и крупносерийном производстве.
Опытно-статистический метод позволяет по таблицам назначить допуски и припуски на основании опыта большого количества предприятий. Табличные припуски, как правило, завышены