2.8.7. Погрешность настройки технологической системы на размер [2]

При статической настройке станка режущей кромке инструмента стремятся придать такое положение относительно заготовки, при котором в процессе её обработки обеспечивается получение заданного размера. Это положение характеризуется рабочим настроечным размером. Данное положение (рабочий настроечный размер) в конкретных условиях обработки обычно обеспечивается двумя способами: настройкой по результатам обработки пробных заготовок и настройкой по эталону. Первый способ заключается в том, что после обработки пробной заготовки измеряют получаемый размер и по результатам измерения корректируют положение режущего инструмента. Эти действия выполняют до тех пор, пока полученный размер не будет находиться в желаемой зоне поля допуска. Сущность второго способа настройки состоит в том, что требуемое положение резца достигается путем доведения до соприкосновения режущей кромки инструмента с эталоном, размеры которого заранее рассчитаны с учетом выполнения конкретной операции.

При настройке станка невозможно достичь строго одного и того же рабочего настроечного размера. Поле рассеяния настроечного размера называется погрешностью настройки.

При настройке станка первым способом (по пробным заготовкам) погрешность настройки связана с неточностью измерения пробных заготовок и с неточностью регулирования (корректировки) положения инструмента .

Если принять, что составляющие и определяются наличием только случайных погрешностей, то суммирование их возможно по правилу квадратного корня. В этом случае при односторонней обработке погрешность настройки

=К , (2.25)

где К = 1,1–1,2  коэффициент, учитывающий отклонение закона распределения погрешностей и от закона нормального распределения.

При обработке поверхностей вращения составляющая относится к диаметру, а составляющая – к радиусу, поэтому

=2К . (2.26)

При настройке станка по эталону погрешность настройки зависит от погрешности изготовления эталона и погрешности выверки положения инструмента при использовании эталона .

Погрешность настройки по эталону при односторонней обработке рассчитывается по формуле

=К , (2.27)

а при обработке тел вращения

=2К . (2.28)

Настройка станка по пробным заготовкам обеспечивает хорошую точность, но трудоемка и допустима при обработке заготовок небольших размеров. Настройка по эталону менее трудоемка, обеспечивает получение стабильных результатов и весьма эффективна при наладке многоинструментальных обработок (настройке многорезцовых станков, инструментальных блоков для агрегатных станков и др.).

2.8.8. Определение суммарной погрешности механической обработки

Суммарная погрешность при обработке на настроенном станке. В этом случае погрешность обработки может быть представлена в виде следующей функциональной зависимости от первичных погрешностей:

=f( , , , , , ), (2.29)

где  погрешность установки заготовок в приспособлении; – погрешность настройки станка;  погрешность из-за отжатий элементов системы под действием силы резания;  погрешность, вызываемая размерным износом режущего инструмента;  погрешность из-за температурных деформаций элементов технологической системы;  сумма погрешностей формы обрабатываемой поверхности, вызываемых геометрическими неточностями станка, неравномерным по длине обработки упругим отжатием технологической системы под действием силы резания и деформацией заготовки под действием силы закрепления.

В зависимости (2.29) первые пять членов представляют собой предельные значения элементарных погрешностей, вызываемых технологическими факторами, рассмотренными выше. Погрешность определяется алгебраически с учетом взаимной компенсации ее составляющих.

Первичные погрешности практически независимы между собой, поэтому их суммирование возможно двумя методами: методом максимума и минимума и вероятностным методом.

При первом методе составляющие суммируются алгебраически:

= + + + + + . (2.30)

При расчете погрешности диаметрального размера не учитывается погрешность установки . Составляющая исключается также при расчете погрешности размера, связывающего две поверхности, которые подвергают одновременной обработке, например при фрезеровании шпоночного паза.

Алгебраическое суммирование по формуле (2.30) дает завышенное значение суммы, обусловливающее при разработке технологического процесса необходимость увеличения припусков на обработку.

Более рациональным является суммирование первых пяти членов выражения (2.29) по законам теории вероятности:

=а , (2.31)

где а  коэффициент, определяющий процент риска получения брака (при а = 1 процент риска равен 32, при а = 3 он равен 0,27); , , , ,  коэффициенты, зависящие от формы кривых распределения первичных погрешностей.

Как отмечалось ранее, кривые распределения погрешностей , и близки к закону нормального распределения; для таких кривых коэффициент принимают равным 1/9. Кривая распределения погрешности , вызванная износом инструмента, близка к закону равной вероятности, для которого = 1/3. Распределение погрешности , вызванной температурными деформациями, изучено недостаточно, поэтому коэффициент принимают равным 1/3.

При коэффициенте а = 3 выражение (2.31) будет иметь следующий вид:

= . (2.32)

Таким образом, суммарная погрешность обработки

= + = + . (2.33)

Как указывалось выше, при расчете суммарной погрешности в случае обработки тел вращения составляющая исключается.

Если партию заготовок обрабатывают без смены режущего инструмента, то составляющая при расчете суммарной погрешности может быть исключена, так как погрешность настройки не повлияет на поле рассеяния получаемых размеров, но окажет влияние на смещение центра группирования размеров.