2.5 Погрешности технологической системы при механической обработке

Механическая обработка заготовок резанием обеспечивается на металлорежущих станках, оснащенных различными приспо­соблениями и режущими инструментами. Собственно заготовка (3), оборудование (станок) (С), приспособление (П) и инстру­мент (И) образуют целую систему, элементы которой не только связаны между собой, но и должны быть замкнуты (показано на рис. 2.2 пунктирной линией). Если такого замыкания не проис­ходит, процесс обработки осуществить нельзя. Каждый из ука­занных элементов не является идеальным по своим качествам. Все элементы переносят свои показатели качества на заготовку при изготовлении из нее детали. Кроме того, сам процесс реза­ния характеризуется особенностями, которые также вносят свои изменения в показатели качества деталей. В результате возника­ют погрешности деталей и точность ее, как правило, снижается. Точность механической обработки заготовок, связанная с функционированием замкнутой технологической системы элементов, проявляется в трех аспек­тах: точность размера, точность фор­мы и точность расположения поверх­ностей.

Рис. 2.1. Замкнутая технологическая система

2.5.1. Погрешности, возникающие от неточности элементов технологической системы: станок – приспособление – инструмент – деталь

Металлорежущие станки, режущий инструмент и приспособле­ния, как и все изделия, изготовляют с определенной степенью точности. Погрешности изготовления этих звеньев системы ста­нок - приспособление - инструмент - деталь оказывают влия­ние на точность изготовления деталей.

Геометрическая точность новых станков определяется стан­дартами; в процессе эксплуатации она понижается вследствие изнашивания отдельных узлов станка, нарушения регулировки и других причин. Погрешности геометрической точности станков полностью или частично переносятся на обрабатываемые заготовки в виде систематических погрешностей. Величина этих систематических погрешностей поддается предварительному анализу и расчету. Например, при непараллельности оси шпинделя токарного станка направлению движения суппорта в горизонтальной плоскости цилиндрическая поверхность обрабатываемой заготовки, закрепленной в патроне станка, превращается в коническую.

У металлорежущих станков, прежде всего, изнашиваются детали, которые при их взаимном относительном перемещении испытывают наибольшие удельные нагрузки. Износ деталей станка зависит от содержания станка в чистоте и регулярной его промывке и смазке. Наличие абразивной пыли повышает износ трущихся поверхностей деталей станка.

Вследствие износа шпинделя и подшипников у станков, работающих по принципу точения, появляется биение шпинделя, придающее неточность геометрической форме обрабатываемой детали.

Износ направляющих токарного станка вызывает несовпадение центров задней и передней бабок, что также приводит к погрешности в геометрической форме обрабатываемой детали.

Точность изготовления режущего и вспомогательного инструмента оказывает большое влияние на точность механической обработки деталей. Погрешности инструмента переносятся частично на обрабатываемую деталь. Допускаемые неточности размеров инструмента регламентируются стандартами и нормалями машиностроения, что обеспечивает возможность достижения определенной точности обработки деталей. Существенно влияет на точность обработки износ режущего инструмента, который изнашивается быстрее, чем детали станка.

Режущий инструмент изнашивается по передней и задней поверхностям. Износ по задней поверхности особенно влияет на точность обработки. Размеры деталей изменяются также по причине затупления режущей кромки инструмента, что вызывает увеличение радиальной составляющей силы резания и увеличения деформаций всей технологической системы.

Неточность изготовления приспособлений, их износ вызывают погрешности обработки. Погрешность изготовления приспособления не должна превышать 1/3-1/4 от допуска на обрабатываемый размер детали. При эксплуатации приспособлений происходит износ установочных и направляющих элементов.