2.2.6. Погрешность из-за температурных деформаций системы

Нагрев деталей и узлов станка, приспособления, инструмента и заготовки приводит к их деформации и появлению погрешности обработки.

Причины нагрева:

- выделение тепла в процессе резания;

- трение деталей и узлов станка (направляющие, подшипники, зубчатые колеса и др.);

- внутренние источники тепла (электродвигатели, гидропривод, СОЖ и др.);

- внешние источники тепла (солнечные лучи, отопление, соседнее оборудование и др.);

- непостоянство температуры помещения.

Тепловое состояние системы может быть стационарным и нестационарным.

Стационарное состояние – тепловое равновесие, когда подвод и потери тепла одинаковы.

Нестационарное состояние – состояние системы, когда имеет место нагрев или охлаждение ее звеньев.

Нестационарное состояние имеет место от начала работы станка до его полного разогрева, т.е. теплового равновесия, после чего процесс обработки идет в условиях стационарного состояния.

На образование погрешности обработки неоднозначное влияние оказывают тепловые деформации станка, заготовки, инструмента, приспособлений. Для каждой партии деталей оценку погрешности необходимо производить с учетом конкретных условий и особенностей изготовления.

С целью уменьшения температурных деформаций и их влияния на точность обработки необходимо:

- создавать выравнивание температуры технологической системы;

- разогревать станок перед работой, не устраивать перерывов в работе, работать в условиях теплового равновесия;

- применять СОЖ, правильно выбирать схему подвода СОЖ к зоне резания;

- точные работы выполнять в термоконстантных помещениях;

- не допускать нагревания станка от попадания солнечных лучей или других теплоносителей;

- правильно выбирать режимы обработки;

- измерение деталей производить после их охлаждения;

- для изготовления базовых деталей станков и других элементов технологической системы использовать материалы с малым коэффициентом линейного расширения (синтегран и др.).

2.2.7. Погрешность из-за остаточных напряжений в заготовке

Остаточные напряжения возникают при:

- неравномерном остывании заготовок при литье;

- ковке и штамповке;

- сварке;

- механической обработке;

- гальванопокрытиях.

Особенно характерны внутренние напряжения для крупных, нежестких и тонкостенных заготовок.

После снятия напряженных слоев металла при обработке происходит перераспределение остаточных напряжений до нового равновесного состояния. Перераспределение напряжений вызывает деформацию заготовок, приводящую к погрешности формы и относительного расположения поверхностей. Расчеты и определение погрешностей из-за остаточных напряжений весьма трудоемки, поэтому они проводятся лишь для ответственных и особо точных обработок.

Остаточные напряжения и их влияние на точность деталей могут быть уменьшены следующими мерами:

- выравниванием толщины стенок и температуры охлаждения заготовок (например, охлаждение вместе с печью);

- естественным старением;

- искусственным старением;

- отжигом и отпуском поковок, штамповок и сварных заготовок;

- дробеструйной обработкой заготовок;

- применением виброобработки;

- выбором рациональных способов и режимов обработки, последовательности и сочетания операций, переходов и рабочих ходов;

- применением после предварительной и черновой обработок заготовок термообработки;

- применением для изготовления ответственных деталей специальных искусственных материалов, не имеющих внутренних деформаций (синтегран и др.).