6.2 Розрахунок та вибір окремих похибок обробки

Швидкість різання:

, (6.1)

де - розрахунковий коефіцієнт;

m=0,2; x=0,15; y=0,35- показник ступені;

- розрахунковий емпіричний коефіцієнт,

Т - стійкість різця, хв. Т=60 хв. при обробці одним інструментом.

де - коефіцієнт, враховуючий вплив фізико-механічних властивостей обробляємого матеріалу на швидкість різання;

- коефіцієнт впливу стану поверхні заготовки;

- коефіцієнт впливу інструментального матеріалу;

, (6.2)

k_v= 110,94=0,94

Швидкість різання:

Сила різання

P_z=10С_pt^xs^yV^hk_p, (6.3)

де значення коефіцієнтів та показники ступенів приймаємо за довідником [2]: x=1,0; y=0,75; h= -0,15; k_p=0,652.

Визначаємо силу різання

P_уmax=10С_pmaxt_max^xs^y^hk_p, (6.4)

P_уmin=10С_pmint_min^xs^y^hk_p, (6.5)

Приймаємо С_pmax=1,1С_p=1,1243=267; С_pmіn=0.9С_p=1,1243=218,7.

Загальний поправочний коефіцієнт на силу різання визначаємо за формулою k_р= k_рk_λрk_γрk_rр. де

, (6.6)

.

k_р=0,5; k_λр=1; k_γр=1 [2], k_rр при обробці твердосплавними інструментами не враховуємо.

k_р=0,950,5=0,48.

P_уmax=102670,131¹0,2^0,75345,6^-0,150,48=20,9Н

P_уmin=10218,70,1¹0,2^0,75345,6^-0,150,48=17,1 Н

6.3 Розрахунки сумарних похибок та визначення коефіцієнтів запасу точності

Визначаємо похибки, які залежать від податливості системи ВПІД

Визначаємо похибки верстата в перетині 2 за формулою

, (6.7)

Рисунок 6.1 – Технологічна наладка токарної операції

де Х=719мм – відстань від місця закріплення деталі патроном до розташування різця в перетині 2;

Значення находимо за нормами точності та жорсткістю для прийнятого токарного верстата [1].

ω_п.б.=у_п.б./P_у, (6.8)

ω_суп.=у_суп/P_у, (6.9)

ω_з.б.=у_з.б./P_у, (6.10)

ω_п.б.=у_п.б./P_у=100/1960=0,051 мкм/Н;

ω_суп.=у_суп/P_у=100/1960=0,051 мкм/Н;

ω_з.б.=у_з.б./P_у=130/1960=0,066 мкм/Н.

Тоді

мкм/Н

мкм/Н

Визначаємо похибки від пружних деформацій верстата

у_в(2)max= P_уmax ω_в(2)max , (6.11)

у_в(2)min= P_уmin ω_в(2)min, (6.12)

у_в(1)max= P_уmax ω_в(1)max, (6.13)

у_в(1)min= P_уmin ω_в(1)min, (6.14)

у_в(2)max= P_уmax ω_в(2)max =20,9 0,107= 2,2мкм;

у_в(2)min= P_уmin ω_в(2)min =17,10,107=1,8мкм;

у_в(1)max= P_уmax ω_в(1)max =20,9 0,173= 3,6 мкм;

у_в(1)min= P_уmin ω_в(1)min =17,10,173=2,9 мкм.

Визначаємо похибки від прогину заготовки

, (6.15)

де Е = 2,1·10⁵ – модуль пружності для сталі,

І=0,05·d⁴– момент інерції перетину вала,

d – наведений діаметр вала, мм.

Наведений діаметр вала визначаємо за формулою:

І =0,0597,9⁴=565690мм⁴

Похибки від пружних деформацій токарного різця на декілька порядків менші та їх можна не враховувати.

Таким чином, сумарні похибки від пружних деформацій заготовки визначаємо за формулою

мкм

мкм

Визначаємо сумарні значення похибок від пружних деформацій системи ВПІД та їх коливання:

, (6.16)

Відповідно в перетинах похибки будуть:

, (6.17)

, (6.18)

, (6.19)

, (6.20)

2(2,2+0,25)= 4,9 мкм

2(1,8 +0,21)= 4 мкм

23,6=7,2 мкм

2 2,9=5,8 мкм

Визначаємо коливання похибок від пружних деформацій в перетинах і на всій оброблюваній поверхні:

, (6.21)

, (6.22)

, (6.23)

4,9-4 =0,9 мкм;

7,2-5,8 =1,4 мкм;

7,2-4,9 =2,3 мкм.

В розрахунках сумарної похибки на обробку використовуємо максимальне значення коливання похибки від пружних деформацій системи ВПІД на всій оброблюваній поверхні 2,3 мкм.

Розрахунки похибок налагодження верстата

Для поверхонь обертання з урахуванням того, що похибка регулювання р та похибка налагодження технологічної системи н належать до радіусу, а похибка вимірювання розміру деталі вим – до діаметру, похибка налагодження визначається за формулою

, (6.24)

де коефіцієнти =1,2 та =1, похибка регулювання р=10 мкм при ціні поділки лімбу 0,01 мм [1] похибка вимірювання вим=10 мкм [1].

Похибка налагодження

5 мкм

Розрахунок похибки від розмірного спрацювання різального інструменту

Довжина шляху різання

, (6.25)

де D - діаметр оброблюваної поверхні, мм

м;

Приймаємо відносне спрацювання різця =6мкм/км для матеріалу ріжучої крайки Р18

Тоді похибка від розмірного спрацювання різального інструменту

, (6.26)

мкм

Розрахунок похибки від теплових деформацій

Приблизно похибка від теплових деформацій заготовки у напрямку заданого розміру

, (6.27)

де  - коефіцієнт лінійного розширення матеріалу заготовки, мм/град, для сталі =1,210^-5 мм/град;

L – розмір заготовки, мм;

_т⁰ – підвищення температури за час обробки деталі, _т⁰ =1.

Таким чином

т=1,210^-580110³= 0,1 мкм.

Розрахунок похибки від геометричних неточностей верстата

Похибка форми заготовки в подовжньому перетині складає

r_k = мкм

Похибку в поперечному перетині не враховуємо, бо вона менша ніж у подовжньому перетині.

Похибка від геометричних неточностей верстата

_r.в.=2r_k=2 1= 2 мкм.

Розрахунок сумарних похибок обробки та визначення коефіцієнтів запасу точності

Сумарна похибка обробки:

, (6.28)

Розмір оброблюваної поверхні d₁= має допуск Td=18-2=16мкм. Тоді коефіцієнт запасу точності буде

Розрахована похибка не перевищує допуск на розмір, тому отримати розмір оброблюваної поверхні з заданою точністю можливо.