22. Метод измерения инструмента специальными устройствами на станке.
Метод измерения инструмента специальными устройствами на станке или специализированных измерительных машинах с последующей привязкой координатных систем станка и инструмента предназначен для обрабатывающих центров и гибких производственных модулей. Данный метод не предполагает точной настройки на размер. Она заменена определением размеров инструмента, результаты которого вводят в устройство ЧПУ и используют для коррекции положения инструмента при выполнении перемещений по управляющей программе. Такие измерения могут выполняться на специализированных координатно-измерительных машинах контактного и бесконтактного типа, имеющих специальные измерительные головки, и устройствах, которые устанавливают непосредственно на станок или у магазина, используемого в оборудовании с автоматической сменой инструмента.
Достоинством устройств, устанавливаемых на станки, является возможность измерения износа инструмента и его учета при выполнении последующих переходов или операций, а также при отбраковке изношенного инструмента.
Настройка по пробной детали.
После изготовления первой детали на основе определения ее размеров проводится коррекция положения инструмента. Поднастройку можно также осуществлять периодически по результатам измерения очередной детали.
Погрешность настройки в данном случае определяется выражением
где
– погрешность измерения пробной детали;
– погрешность регулирования (поднастройки)
положения режущего инструмента.
23. Методы борьбы с неточностью изготовления станков, а также износом и деформацией их базовых элементов
Неточности изготовления станков частично или полностью переносятся на обрабатываемую деталь через погрешности кинематических цепей, биение шпинделя, непрямолинейность, неперпендикулярность или непараллельность перемещения суппорта или стола, неперпендикулярность и непараллельность оси шпинделя и направляющих, зазоры в сопряжениях деталей.
Нормы точности задают стандартами и указывают в паспортах станков.
Точность станка снижается по мере его эксплуатации в результате износа деталей и узлов, старения материалов, ослабления креплений и др.
В связи с этим периодически, через установленные сроки, проводят испытания станков на точность для установления погрешностей траекторий перемещения рабочих органов и исполнительных элементов и их отклонений от допускаемых величин. Такие испытания при необходимости дополняют работами по регулированию и компенсации воздействий, вызванных деформацией и износом элементов станка.
При обработке на станках с ЧПУ дополнительно возникают погрешности выполнения управляющих программ (погрешность позиционирования инструмента, погрешность интерполяции обрабатываемого контура, связанная с дискретностью перемещений по отдельным координатным осям).
Точность станка может снижаться в результате деформаций его элементов при неправильном монтаже или оседании фундамента.
24. Неточности вследствие упругих деформации технологической системы под действием сил резания
Узлы и устройства, участвующие в процессе обработки детали, образуют технологическую систему (ТС): «станок – приспособление – инструмент – заготовка». Упругая деформация ТС под действием сил резания является одним из основных факторов, влияющих на точность обработки.
Под жесткостью технологической системы понимается ее способность оказывать сопротивление действию деформирующих сил. Жесткость ТС выражается отношением составляющей силы резания, направленной по нормали к обрабатываемой поверхности Ру, к смещению под действием этой силы лезвия инструмента относительно заготовки у:
(1) Иногда используется понятие
податливости, т.е. величины, обратной
жесткости:
(2)
Жесткость технологической системы
определяется жесткостью ее составляющих.
В качестве примера на рис.4 представлена
структура перемещений под действием
сил резания при закреплении цилиндрической
заготовки в центрах на токарном станке.
Суммарное перемещение лезвия инструмента
относительно заготовки в сечении А
будет:
(3) где
–
перемещения, соответственно, передней
бабки, задней бабки, суппорта и заготовки
в сечении А
(см. рис.4).
С учетом формулы (2) можно записать выражение для податливости технологической системы, из которого следует, что жесткость системы непостоянна по длине обработки:
(4)
В
этой формуле Е
–
модуль упругости материала заготовки,
а
–
момент инерции ее сечения.
Жесткость станка и его отдельных узлов определяют экспериментальным путем. Жесткость заготовки в отдельных случаях может быть рассчитана по формулам из курса сопротивления материалов. Так, для рассмотренной схемы деформация заготовки и ее податливость равны соответственно:
(5)
(6)
Рис.4. Схема деформаций упругой системы под действием радиальной силы Ру Податливость для цилиндрической заготовки, установленной в патроне:
(7)
Податливость для цилиндрической заготовки, установленной в патроне с поджимом задним центром, определяется выражениями
(8)