25. Основные виды неточностей поверхностей, возникающих из-за недостаточной жесткости.
Выражения (5)–(8) показывают, что способ установки заготовки значительно влияет на ее податливость и, следовательно, точность обработки.
Из уравнения (4) следует, что закон изменения податливости в зависимости от соотношения жесткости элементов технологической системы может быть разным.
Так,
при малой податливости заготовки по
сравнению с податливостью передней
бабки (
)
и задней бабки (
)
получим погрешность в виде «корсетности»
(вогнутая образующая).
Условию
соответствует
«бочкообразность».
Методы экспериментальной оценки жесткости.
Для экспериментального определения жесткости используют два основных метода:
статический, когда жесткость узла находят путем постепенного нагружения усилиями, которые соответствуют возникающим в процессе работы станка, и замеров упругих перемещений;
производственный, когда жесткость после обработки опытного образца оценивается по размерам при снятии различных припусков и по силам резания.
26. Погрешности вследствие температурных деформаций элементов технологической системы
Нагрев узлов станка в процессе работы вызывает тепловые деформации, изменяющие их взаимное расположение и снижающие точность обработки. Относительная тепловая деформация может быть оценена по формуле
где
– коэффициент термического удлинения;
–
длина детали;
– изменение размера детали;
–
изменение температуры.
Тепловые деформации сравнительно невелики и учитываются в основном при обработке на станках высокой точности. Наиболее значительные тепловые деформации наблюдаются на станках с длинномерными станинами и направляющими при неравномерном нагреве элементов. Для их уменьшения проводят предварительный прогрев станка.
Тепловые деформации можно уменьшить при разработке конструкции станка:
рациональным расположением приводов,
обеспечением равномерного нагрева;
использованием специальных материалов.
Теплота, выделяющаяся в зоне резания, вызывает деформации детали и инструмента. Влияние тепловой деформации детали существенно при обработке тонкостенных конструкций. Для уменьшения погрешности обработки в зону резания вводят смазочно-охлаждающую жидкость (СОЖ).
27. Погрешности при механообработке вследствие неточностей изготовления и размерного износа инструмента
Погрешности размеров и формы обрабатываемых деталей непосредственно зависят от точности изготовления размерного и фасонного инструмента (сверла, зенкеры, развертки, фасонные резцы и абразивные круги, фрезы, протяжки, резьбовые и зуборезные инструменты). Отсюда повышенные требования к изготовлению режущего инструмента, позволяющие минимизировать его влияние на точность деталей.
Значительно большее влияние на точность оказывает износ режущего инструмента.
Характер протекания износа инструмента, как правило, соответствует схеме, приведенной на рис.5. На этой схеме показаны три участка: I – начального износа (приработки); II – установившегося износа (прямо пропорционального пути резания); III – катастрофического износа (интенсивное разрушение режущей кромки инструмента).
Износ инструмента влияет на точность обработки как непосредственно, в результате уменьшения инструмента в размерах (рис.6), так и косвенно, из-за роста силы резания и увеличения деформации технологической системы.
Рис.5. Характер износа инструмента во времени
Рис.6. Схема образования погрешности формы в результате размерного износа
При качественной заточке инструмента износ на участке I незначителен и обычно не учитывается. Очевидно, что инструмент должен быть заменен до наступления катастрофического износа. Основное время работы инструмента соответствует участку II. Размерный износ инструмента U в этом случае рассчитывают по формуле
где
–
интенсивность износа [мкм/км];
–
длина пути резания [м].
Интенсивность износа определяется экспериментально в зависимости от свойств обрабатываемого и инструментального материалов. Для чистовых режимов резания ее значение колеблется от 4 до 12 мкм/км. Зная зависимость износа режущего инструмента от пути резания, можно оценить изменение размеров обрабатываемой поверхности и установить время межналадочного периода.
Расчет межналадочного периода Тмн может быть выполнен по формуле
где
[U]
–
допустимое значение износа по задней
поверхности; v
–
скорость резания.