8. Суммарная погрешность механической обработки и методы её расчёта

Точность обработки имеет численное выражение (степень несоответствия реальной детали).

Источники возникновения погрешностей:

- Приближённость реальной кинематической схемы обработки к идеальной

- Приближённость реального профиля РИ к идеальному

- Неточность станка, приспособления и их износ в процессе эксплуатации

- Неточность исполнительного размера и размерный износ РИ

- Деформации в системе СПИД от действия силы резания и действия силы закрепления

- Температурные деформации станка, инструмента и обрабатываемой детали

- Деформации детали от действия внутренних напряжений

- Неточности настройки станка на размер

- Погрешность установки

Цель расчёта – предсказать возможную погрешность обработки

В настоящее время существует два метода прогнозирования точности обработки:

1. расчётно-аналитический – заключается в установлении степени влияния на точность обработки каждого из рассмотренных выше факторов в отдельности с последующим определением суммарной погрешности обработки.

2. статистический позволяет оценить всей совокупности факторов, действующих в данной операции (широко используется в производственных условиях)

Все действующие в процессе мех. обработки погрешности разделяют на два вида:

- систематические

- случайные

Систематической закономерно изменяющейся называют погрешность, если по ходу обработки партии деталей можно наблюдать закономерность в изменении размеров деталей.

Закономерность изменения размеров деталей от температурных деформаций системы СПИД:

Изменение размеров деталей, вызываемое износом РИ

Систематические погрешности могут быть обнаружены и устранены, например, учесть в допуске на размер.

Случайными называют погрешности, если закономерность в изменении размеров отсутствует. Причинами случайных погрешностей могут являться изменения твёрдости заготовок в партии, колебание величины припуска в партии заготовок, погрешности измерения в результате субъективной оценки человеком показаний прибора.

Расчёт суммарной погрешности

Она может быть определена по след. уравнениям:

- для диаметральных размеров

- для линейных размеров

После определения , её сравнивают с допуском на размер:

Точение ступенчатого валика, пример

Заг. – сталь 45

Предел прочности σ_в=750МПа (временное сопротивление)

Ступени d₁, d₂, d₃ обрабатываются чистовым точением в центрах гидрокопировального станка 1Н713 с допуском IT10. Определить суммарную погрешность обработки для ступени d₂. На предшествующей операции чернового точения была получена точность IT13. Условия обр-ки: резец с пластиной Т15К6, φ=45°, φ₁=10°, z_min=0,5 мм, S=0,15мм/об, V=130 м/мин, d₁=40 мм, d₂=30 мм, d₃=25 мм, l₁=100 мм, l₂=150 мм, l₃=225 мм, N = 30 шт. (число деталей в партии)

1. Определим составляющие погрешности по справочной литературе

ε_u – погрешность, вызванная износом РИ,

u₀ – относительный износ (стр.73-74 гл. Точность обр-ки)

u₀=6 мкм

L – длина пути резания

2. ε_уп – погрешность в результате упругих отжатий системы ПИД вследствие колебаний Р_у , из-за непостоянной глубины разания и из-за податливости системы при обработке (стр. 27)

W_max, W_min – податливость

Для станка 1Н713

y_max=450 мкм; y_min=320 мкм при P_y=16 кН (нагрузка)

W_min будет в положении резца в конце обработки (у переднее бабки)

будет при расположении резца по середине вала, когда его прогиб под действием Р_у достигнет максимальной величины

; , где d_пр – приведенный диаметр вала.

, K_p=1.0

- погрешность обработки возникающие, вследствие геометрических неточностей станка.

- допустимое отклонение оси шпинделя относительно направляющей станины в плоскости выдерживаемого размера на длине L.

- длина ступени d₂

4. - погрешность из-за неточности настройки станка.

, где

- коэффициенты, учитывающие отклонения закона распределения величин ε_р и ε_изм от закона нормального распределения.

- погрешность регулирования резца

- погрешность измерения

5. - погрешность в результате температурных деформации системы СПИД.

6. Суммарная погрешность

при

Т.к. условия на обработку не выполняются, необходимо уменьшить суммарную погрешность с помощью следующего метода:

Использовать более износостойкий твердый сплав:

вместо Т30К4 при u₀=3, Т60К6 при u₀=1 получим вследствие этого следующее т.е. будет выполнятся условие на обработку.