2.26 Расчет суммарной погрешности обработки

При расчетах точности обработки можно оценить величину возможного рассеивания заданного параметра (размера, формы и взаимного расположения поверхностей); установить удельный вес элементарных погрешностей; разработать мероприятия, снижающие влияние доминирующих погрешностей на точность обработки; регламентировать продолжительность обработки деталей до принудительной подналадки и смены режущего инструмента и наиболее изнашиваемых деталей приспособления.

Расчет суммарной погрешности обработки детали по данному параметру состоит из трех этапов. На первом этапе проводят схематизацию реальной операции. Далее выполняют теоретический анализ операций, в результате которого устанавливают соотношение элементарных погрешностей и суммарной погрешности. На третьем этапе экспериментально проверяют полученные соотношения.

Так как элементарные погрешности ∆і практически независимы между собой, то суммарную погрешность обработки Δ∑ определяется по таким формулам:

при суммировании по методу максимума-минимума

( 2.77 )

при вероятном методе суммирования

где i – индекс элементарной погрешности;

n – общее число погрешностей;

∆_cm – геометрические неточности станка (погрешность станка в

ненагруженном состоянии);

K_i – коэффициент относительного рассеивания, характеризующий отношение величины поля рассеивания погрешности при нормальном законе распределения (для которого K_i = 1,0) к величине действительного поля рассеивания; для закона, равной вероятности K_i = 1,73; для закона Симсона K_i = 1,22.

Суммирование по методу максимума и минимума (наихудшего случая) не учитывает реальных комбинаций элементарных погрешностей, поэтому он дает завышенное (в 1,5-10 раз) значение суммарной погрешности.

Более надежное значение ∆∑ дает вероятностный метод суммирования, который в основном используется при технологических расчетах суммарной погрешности обработки деталей.

При расчетах ∆∑ диаметрального размера цилиндрической поверхности не учитывают погрешность установки заготовки и определяют по формуле

Для линейных размеров применяют расчетную формулу

При расчетах можно принять К₁= К₂ =К₃=1,0 и К₄ =К₅ =К₆=1,73.

Погрешность обработки определяется и статическим методом, который приведен в разделе 2.18 курса лекций «Технология лесного машиностроения».

3 Качество поверхности

Под качеством обработанной поверхности понимается ее макро- и микротопография и совокупность всех физико-механических свойств поверхностного слоя материала.

Учение о качестве поверхности возникло в России во второй половине ХIX века, когда брат великого русского математика Чебышева, Владимир Львович, занимаясь вопросами точности ружейного производства, закончив теоретическое и экспериментальное исследование процесса образования неровностей, пришел к окончательному выводу, что высота неровностей зависит от подачи и радиуса при вершине инструмента и математически выражается

где R_z – высота неровностей;

S – подача;

r – радиус при вершине инструмента.

Формула устанавливает, что в понятие «качество поверхности» вкладывается только ее геометрия или точнее топография, однако в настоящее время известно, что физико-механические свойства поверхностного слоя играют важную роль в повышении эксплуатационных характеристик деталей, поэтому данное выше определение включает более полный комплекс составляющих понятия качества поверхности.

В настоящее время вопросу качества поверхности, как одному из важных критериев, определяющих надежность и долговечность машин, уделяется большое внимание исследователей и производственников. Это подтверждается тем, что в 1973 году вышел новый стандарт на геометрические параметры качества поверхности, и думается, что в процессе дальнейшего исследования он будет дополняться.

Для наглядности изобразим основные параметры качества поверхности и зависящие от них эксплуатационные свойства в виде схемы (рисунок 3.1).

Критерием для разграничения геометрических параметров служит величина отношения шага к высоте неровностей: для точности формы (макрогеометрия) - волнистости - и для поверхности

По ГОСТу 2789-73 шероховатость поверхности оценивается шестью параметрами:

R_a – среднеарифметическое отклонение профиля;

R_z – высота неровностей профиля;

R_max – наибольшая высота профиля неровностей;

S_m – средний шаг неровностей по средней линии;

S – средний шаг неровностей по вершинам;

t_p – относительная опорная длина профиля

и двумя характеристиками:

• последовательность обработки;

- направление обработки или расположения микронеровностей.

Физико-механические свойства поверхностного слоя характеризуются его твёрдостью, структурой, наклёпом и глубиной распространения поверхностных напряжений. В процессе эксплуатации машин качество поверхностей их деталей изменяется, поэтому важно в процессе производства параметры качества поверхности обеспечивать такие, которые устанавливаются в процессе эксплуатации.

Рисунок 3.1 – Параметры, характеризующие качество поверхности