3.3. Расчеты погрешностей механической обработки

3.3.1. Методы оценки погрешностей

При разработке ТП основным критерием правильности принятия решения является возможность достижения заданной точности. Точность размера, формы и расположения поверхностей деталей необходимо оценивать расчетом заранее, поскольку в серийном и массовом производствах не представляется возможным решать поставленную задачу методом проб. Последнее означало бы, что в производственных условиях надо компоновать оборудование, настраивать инструменты и приспособления, а в случае неудачи (получения брака) компоновать все заново до тех пор, пока не будет достигнут нужный результат.

Достижимую точность оценивают расчетами. При этом могут использованы разработанные методы расчета.

Вероятностно-статиспшческий метод используют при изготовлении больших партий деталей. Однако этот метод не позволяет вскрыть физическую сущность явлений, поэтому трудно управлять процессом, принимать конкретные технологические решения по увеличению точности. Тем не менее, метод позволяет определять как суммарные, так и единичные (первичные) погрешности.

Расчетно-аналитический метод основан на использовании аналитических зависимостей и эмпирических формул. Этот аппарат способен достаточно полно и точно описать явление с учетом его физической сущности. Однако метод оправдывает себя в условиях очень жестко регламентированных, когда параметры ТП не изменяются либо изменяются незначительно (детерминированные условия). Этот метод можно применять в условиях единичного и мелкосерийного производств.

Расчетно-статистический метод определения точности сочетает в себе достоинства двух предыдущих методов. Его можно использовать для любого типа производства. Первичные и суммарные погрешности могут быть оценены и расчетным, и статистическим аппаратом исследования в зависимости от поставленной цели. Такая комбинация и сочетание методов исследования оказывается весьма удобной и гибкой.

При разработке новых ТП технолог обладает очень скудной информацией: рабочим чертежом детали и объемом годового задания, т. е. указанием количества изделий, которые надо изготовить в течение года (или другого периода времени). В этих условиях он должен разработать такой процесс, который обеспечивал бы точность с минимальным отклонением от заданной.

Вполне естественным оказывается путь, когда расчетно-статистическим методом будут количественно оценены первичные (элементарные) погрешности, а затем их суммирование даст количественную оценку ожидаемой точности.

Из практики изготовления деталей известно, что на их конечную точность влияет большое количество погрешностей. Оценка ее при одновременном воздействии погрешностей представляется особенно затруднительной. Поэтому вполне обоснованным можно считать подход, когда оценивают только основные погрешности, суммарное воздействие которых незначительно отличается от суммарного воздействия всех погрешностей. Именно такой подход лежит в основе расчетно-статистического метода.

Суммарную погрешность, или поле рассеяния следует определять на основе функциональной зависимости

, (3.2)

где – погрешность, связанная с установкой заготовки на металлорежущий станок или в приспособление; – погрешность, вызванная упругими деформациями технологической системы; – погрешность, возникающая в результате размерного износа режущих инструментов; – погрешность, связанная с настройкой режущих инструментов; – погрешность, вызываемая тепловыми деформациями технологической системы; – погрешность, связанная с геометрическими отклонениями оборудования.

Все величины, приведенные в скобках, представляют собой первичные погрешности. Оценка каждой из различных грешностей играет важную роль и может быть рассмотрена самостоятельно. Однако главным является вопрос о нахождении суммарной погрешности обработки.