2.2.4. Погрешность от износа режущего инструмента

Износ режущего инструмента при работе на настроенном станке приводит к возникновению переменной систематической погрешности обработки.

Размерный износ измеряется по нормали к обрабатываемой поверхности (рис. 2.12,а):

,

где h – износ по задней поверхности;

- главный задний угол.

Износ инструмента характеризуется периодами (рис. 2.12,б):

I – приработочным (быстрым) износом;

II – нормальным или установившимся износом;

III – быстрым или катастрофическим износом.

Рис. 2.12. Схемы для расчета погрешностей обработки от размерного износа режущего инструмента: а) определение величины износа резца; б) график износа

Интенсивность износа на участке II называют относительным (удельным) износом

, (2.15)

Погрешность от размерного износа инструмента (мкм)

+ ,. (2.16)

где - начальный износ инструмента;

- длина резания.

При точении

+ , (2.17)

где D и l – диаметр и длина обрабатываемой заготовки, соответственно;

- подача на оборот.

Величина относительного износа инструмента зависит от:

- метода обработки;

- материала заготовки и инструмента;

- режимов обработки;

- наличия СОЖ;

- состояния технологической системы (жесткости, вибраций).

Влияние износа инструмента на точность может быть уменьшено:

- поднастройкой станка, применением систем автоматического управления;

- выбором материала инструмента оптимальной стойкости;

- выбором наиболее рациональной геометрии режущего инструмента;

- устранением вибрации при резании;

- использованием СОЖ.

2.2.5. Погрешность из-за геометрической неточности станка и изготовления режущего инструмента

Величины допускаемых отклонений основных точностных характеристик станков регламентируются нормами точности и приведены в ГОСТах.

Геометрическая точность – точность станков в ненагруженном состоянии. Погрешности геометрической точности увеличиваются по мере износа станков.

Основные характеристики геометрической точности:

- радиальное и торцевое биение шпинделей;

- биение конического отверстия в шпинделе;

- прямолинейность и параллельность направляющих.

Данные о фактических погрешностях заносятся в паспорт станка при его испытаниях и обновляются после проведения ремонтов и пригонок в процессе эксплуатации. Погрешности геометрической точности станков полностью или частично переносятся на обрабатываемые заготовки. Например, отклонение от параллельности оси шпинделя токарного станка направлению движения суппорта в горизонтальной плоскости приводит к появлению конусности у обрабатываемой заготовки, а в вертикальной плоскости – к гиперболоиду вращения.

Для уменьшения влияния геометрических неточностей станков на качество обработки необходимо:

- выбирать станки соответствующей точности;

- в процессе эксплуатации станка вести регулировку, выборочную подгонку, необходимый ремонт;

- использовать различные компенсирующие и корригирующие устройства, в том числе системы ЧПУ;

- применять подшипники высоких классов точности, вести их доводку, использовать подшипники на гидростатических, пневматических и магнитных подвесах;

- обеспечивать выборку зазоров в соединениях деталей и частей станка.

В ряде случаев погрешность обработки возникает при использовании мерных и фасонных инструментов (сверл, зенкеров, разверток, протяжек, фасонных резцов, шлифовальных кругов и др.). Отклонения размеров таких инструментов непосредственно переносятся на заготовку.

Допуски на изготовление мерных инструментов рассчитываются с учетом допусков на размеры детали, допустимого износа инструмента и возможной разбивки при обработке и приводятся в чертежах на их изготовление.

Для уменьшения влияния погрешностей режущего инструмента на точность обработки необходимо:

- выбирать инструмент соответствующей точности;

- выбирать наиболее рациональные режимы резания;

- применять СОЖ;

- правильно устанавливать инструмент;

- использовать кондукторные и направляющие втулки.