48. Структура поля рассеяния

Каждому виду обработки свойственна величина рассеяния, характеризуемая полем рассеяния W (рис. 48.1). Однако внутри данного вида обработки значение W изменяется и зависит от точности и жесткости станка.

Особое место занимает точность изготовления деталей, которая определяет близость к номиналь­ному значению. Количественной мерой точности служит погрешность. Повышение точности, умень­шение погрешности приводит к увеличению надеж­ности машин, уменьшает размеры припусков на об­работку и способствует экономии материала.

Погрешности обработки подразделяют на пять видов:

• погрешность размеров;

• отклонение расположения поверхностей;

Рис. 48.1. Схема для определения структуры • отклонение формы;

поля рассеяния • волнистость поверхности;

• шероховатость.

80

Систематические составляющие (а₀) погрешности остаются постоянными или закономерно изменяются. Например, отклонение размера блока концевых мер при измерении, изменение уровня настройки станка при износе инструмента и т.п.

Систематическая составляющая выражается математическим ожиданием М(х) = а₀ = const или функцией М(х) = a(t), если изменяется в зависимости от случайного аргумента (например, времени /).

Величина этой составляющей определяется широтой рассеяния, которую принято измерять числом укладывающихся в ней средних квадратических отклонений ; представляет собой среднее взвешенное по вероятностям значение случайной величины. Следуют напомнить, что «взвешивание» значений случайной величины означает умножение каждого значения на его «вес», т.е. на , с последующим делением суммы произведений на сумму «весов»:

На рис. 48.1 представлена структура поля рассеяния погрешности обработки валов на токар­ном станке. К систематическим составляющим поля рассеяния относят:

1) среднее начальное значение систематической погрешности а₀;

2) величину изменения систематической составляющей в рассматриваемом интервале

времени t_n и t_k. Здесь = 0,56 мкм/мин - скорость изменения мгновенного центра

рассея­ния; Т = t_k-t_n= 42 — 8 = 34 - межналадочный период при изготовлении или диапазон изменения при измерении.

Случайная составляющая определяется средними квадратическими отклонениями:

• начальных погрешностей от их среднего значения;

• мгновенного рассеяния , т.е. рассеяния единичных значений параметра относительно изме­няющегося по закону от их мгновенных центров в пределах Т = .

49. Классификация припусков на обработку

Припуск на обработку - слой металла, снимаемый с заготовки в процессе механической обра­ботки для получения готовой детали заданного качества. Припуски разделяют на общие и проме­жуточные (межоперационные).

Общий припуск - слой металла, удаляемый в процессе обработки заготовки для получения го­товой детали.

Промежуточный (межоперационный) припуск - слой металла, удаляемый при выполнении отдельной операции (перехода).

Различают общий номинальный (расчетный), минимальный и максимальный припуски.

Общий номинальный припуск - разность номинальных размеров заготовки и готовой детали. Номинальный припуск необходим для изготовления технологической оснастки (приспособления, штампов, пресс-форм моделей и т. п.).

Минимальный припуск - разность наибольшего предельного размера заготовки на предшест­вующей операции (переходе) и наименьшего предельного размера на выполняемой операции.

Максимальный припуск - разность наименьшего предельного размера заготовки на предшест­вующей операции и наибольшего предельного размера на выполняемой. Этот припуск необходим для определения силы резания, мощности станка, силы закрепления заготовки в приспособлении (рис. 49.1).

Номинальные диаметры: исходной заготовки - ; вала после точения - , после шлифования -

Номинальные (расчетные) припуски на обра­ботку - номинальные припуски на токарную обработку и обработку шлифованием - и , соответственно минимальные операционные при­пуски на токарную обработку и обработку шлифованием - , тогда максимальные опреде­лятся из соотношения

,

где , и - допуски для предшествующей и

последующей операции или переходов.

Общий номинальный (расчетный) припуск на обработку Z_H0M определяется:

,

где - номинальный (расчетный) припуск на определенную операцию; n- общее количество

операции обработки детали.

Назначение чрезмерно больших припусков приводит:

• к увеличению трудоемкости механической обработки;

• потерям материала, превращающегося в стружку;

• повышению расхода режущего инструмента;

• увеличению потребности в оборудовании и рабочей силе;

• увеличению потребления электрической энергии;

• снижению точности обработки в связи с увеличением упругих отжатий в технологической системе.

Номинальный (расчетный) операционный припуск - разность номинальных размеров из­делия до и после обработки на данной операции

При определении номинального припуска для первой операции обработки, вводится его мину­совая часть, расположенная от номинала «в тело», т.е. нижнее отклонение EI. При ориентировоч­ном расчете припусков можно принять соотношение ,.

Формула для определения показывает, что всякое расширение допусков неизменно вы­зывает увеличение припуска на обработку для последующих операций, а это ведет к снижению производительности. При уменьшении припуска для данной операции приходится повышать точ­ность, а следовательно, и стоимость обработки (рис. 49.2).

Н аименьший операционный припуск склады­вается из отдельных элементов, связанных с раз­личными погрешностями:

где - слой металла, который нужно удалить в свя­зи с неровностями , и дефектный слой , связанный с обезуглероживанием, коррозией и т. д.;

82

- слой металла, удаляемый для компенсации погрешности формы и пространственных отклоне­ний (несоосность, непараллельность, неперпендикулярность и т.д.); Z₃ - слой металла, удаляемый для компенсации погрешности установки заготовки (на смещение и повороты обрабатываемых по­верхностей).

При обработке плоскостей, направление векторов погрешностей совпадает, тогда последняя формула приобретает вид

Рассмотренный расчетно-аналитический метод используется в массовом и крупносерийном производстве.

Опытно-статистический метод позволяет по таблицам назначить допуски и припуски на осно­вании опыта большого количества предприятий. Табличные припуски, как правило, завышены.