В трехкулачковом патроне. Форма кольца: а – до закрепления; б – зажатого в патроне;

в – после обработки отверстия, до освобождения из патрона; г – после освобождения из патрона

4.4. Износ станков, приспособлений и режущих инструментов

Износ станков увеличивает неточность взаимного положения их основных деталей и узлов и тем самым уменьшает точность обработки.

Износ приспособлений также приводит к потере точности обработки. Например, в трехкулачковых патронах уменьшается точность центрирования. В других приспособлениях износу подвержены в основном установочные поверхности и такие направляющие элементы, как кондукторные втулки. При износе (или повреждении) установочных поверхностей изменяется положение заготовок во время обработки по сравнению с тем, которое они занимали в неизношенных приспособлениях, вследствие чего нарушается точность получаемых при обработке размеров.

Износ режущего инструмента различных типов по-разному сказывается на точности обработки. Например, переточка сверл не приводит к изменению размеров обрабатываемых сверлом размеров, если не считать постепенного уменьшения диаметра сверла по мере уменьшения его длины из-за наличия конуса, служащего для уменьшения трения сверла о стенки обрабатываемого отверстия

Износ немерного режущего инструмента также оказывает влияние на точность механической обработки. Например, при обработке наружных цилиндрических поверхностей на токарном станке диаметр обработанной поверхности в начале обработки всегда бывает меньшим, чем к концу обработки, когда вершина резца в результате износа окажется несколько удаленной от оси вращения заготовки. Таким образом, износ резца при обтачивании и растачивании приводит к образованию конусности тех поверхностей, которые номинально должны быть цилиндрическими. Это явление особенно заметно при обработке длинных поверхностей, например штоков, цилиндров, гильз и т.п. С целью уменьшения износа при окончательном обтачивании применяют резцы из таких материалов, которые подвержены наименьшему износу, например керамические.

4.5. Неточность формы заготовок

Неточность формы заготовок приводит к неравномерности припуска, т. е. глубины резания, что, в свою очередь, вызывает изменение сил резания на разных участках обработки, а значит, и величины деформации системы СПИД.

На рис. 4.9 а изображена схема искажения профиля детали в поперечном сечении при обтачивании, если заготовка до обработки имела овальность. Показаны исходный контур заготовки 1 и контуры детали после обтачивания - желательный (3) и действительный (2).

Рис. 4.9. Схема копирования поверхности заготовки:

а) – овальность; б) – конусность; в) – торцевое биение;

г) – непараллельность поверхностей

В связи с тем, что исходным контуром является овал, а не окружность, толщина снимаемого слоя (если обработка выполняется за один проход) колеблется от до . Толщине соответствует наименьшее отжатие резца от заготовки, толщине – наибольшее. В результате резец занимает различное положение относительно оси вращения заготовки. Поверхность в поперечном сечении будет представлять собой не окружность, а овал.

Если заготовка должна быть цилиндрической, а на самом деле оказывается конической (рис. 4.9 б), то обработанная поверхность будет не цилиндрической, а конической.

Если заготовка со значительной неперпендикулярностью торца к ее оси (рис. 4.9в), то из-за неравномерности припуска на подрезку торца обработанная поверхность также получится неперпендикулярной к оси детали.

На рис. 4.9 г изображена схема фрезерования цилиндрической фрезой заготовки с непараллельной поверхностью. В этом случае обработанная поверхность получится непараллельной опорной поверхности, даже если станок имеет очень высокую геометрическую точность в ненагруженном состоянии.

Из приведенных примеров следует, что при неточности формы заготовки неизбежно получается неточной и форма обработанной поверхности. В результате последовательной обработки степень искажения уменьшается, а характер искажения сохраняется. Такое явление называют копированием погрешностей формы.

Для борьбы с этим явлением применяют раздельную обработку. В общем случае ее делят на три стадии: черновую, получистовую и чистовую

Примерами разделения обработки на три стадии может быть: обработка основных поверхностей штоков (черновое и получистовое обтачивание на токарных станках и чистовая обработка – шлифование на круглошлифовальных станках); основных отверстий в блок-картерах средних компрессоров (черновое, получистовое и чистовое растачивание на расточных станках); зеркала цилиндров горизонтальных компрессоров (черновое и получистовое растачивание на карусельных или расточных станках, чистовая обработка – хонингование).

Не всегда можно и не всегда нужно разделять обработку на три стадии. Иногда ее надо разделять на четыре (и даже более) стадии, а иногда можно ограничиться одной или двумя стадиями. Число стадий обработки зависит от многих факторов, в том числе от требуемой точности формы и размера, от заданной чистоты поверхности, от производственных возможностей. Например, обработка шеек коленчатых валов средних и малых холодильных компрессоров ввиду очень высоких требований к их чистоте, точности размеров и формы в большинстве случаев состоит из четырех стадий: чернового и получистового точения, чистовой обработки – шлифования и сверхчистовой – суперфиниширования.

Другим примером разделения всей обработки на четыре стадии может служить обработка зеркала гильз для компрессоров блок-картерной конструкции. Здесь применяется черновое и получистовое растачивание, при чистовой обработке – тонкое растачивание и при сверхчистовой – хонингование. К их наружной поверхности предъявляются не столь высокие требования, поэтому ее обработка разбивается на три стадии (поверхности дважды обтачивают и затем шлифуют).