Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Основные Положения Теории Базирования (Лекции)

.pdf
Скачиваний:
60
Добавлен:
13.08.2013
Размер:
882.47 Кб
Скачать

15

Тепловые деформации ξ режущего инструмента могут достигать при

обычных условиях 30 - 50 мкм и вызывают погрешность обработки Т по следующей схеме:

ξ

Т

τ

Изменение длины резца при обработке партии заготовок имеет следующий вид:

ξ

t1 t2 t3

τ

При отсутствии ритмичности ( t1 t2 ,t2 t3 ) деформации резца различны. В этом случае возникает рассеяние размеров деталей в партии.

ПРАВИЛА СЛОЖЕНИЯ ПОГРЕШНОСТЕЙ

1. Систематические погрешности складываются алгебраически, т.е. с учетом их знака:

Σ = ∆1 + ∆2 +...+∆n .

( 40 )

В качестве примера определим суммарную погрешность механической обработки при сверлении отверстия в печатной плате. То же относится и к обработке любым размерным инструментом, т.е. для случаев, когда выдерживаемый размер определяется копированием размера инструмента.

 

 

 

amax

 

Tи

 

 

 

 

 

 

T

 

 

 

 

Dmax

 

аmin

 

и

 

 

 

 

dmax

 

 

 

 

 

 

A

 

 

 

dmin

 

 

 

 

 

Здесь обозначено: amax - увеличение диаметра ( разбивка ) отверстия при наибольшем размере инструмента dmax; Ти - допуск на диаметр инструмента, т.е.

погрешность его изготовления, и - допустимый износ при наименьшем предельном

16

размере инструмента, аmin - увеличение диаметра отверстия при допустимом наименьшем диаметре инструмента с учетом его размерного износа. Суммарная погрешность, таким образом, составит:

 

Σ = Т = amax+ Ти+ и min .

( 41 )

Пользуясь этой формулой, можно решать и обратную задачу: по величинам Т,

amax, аmin

находить при заданном и допуск Ти, или при заданном Ти

допустимое

значение

и .

 

2. Случайные погрешности суммируются по правилу квадратного корня. В предположении, что Σ подчиняется нормальному закону распределения, она рассчитывается как:

Σ

= t λ

1

2

+ λ 2

+...+λ 2 .

( 42 )

 

 

1

2 2

n n

 

Это обусловлено тем, что дисперсия

 

 

 

D{ξ +η }= D{ξ} + D{η} .

( 43 )

В приведенной формуле: t - коэффициент, определяющий процент риска получения брака при обработке: при t=1 процент риска равен 32%, при t=2, он

равен 4,5%, при t=3 он равен 0,27%; λ i - коэффициенты относительного рассеяния характеризующие отклонения действительных кривых нормального распределения.

Для кривой распределения, близкой с нормальной λ =1/9. Для кривой равной вероятности и в случае, когда о формуле кривой распределения ничего неизвестно,

рекомендуется принимать λ =1/3. Если форма кривой распределения приближается к форме треугольника, то λ =1/6.

В качестве примера рассмотрим, чему равна погрешность настройки, рассматриваемая как случайная погрешность, состоящая, как указывалось выше, для

метода пробных деталей, из

изм,

рег и

рас.

 

 

 

 

н

= t

λ12изм + λ 22рег + λ32рас

 

(

44 )

Принимаем t=3, поскольку обычно так рекомендуется; λ 1= λ 2=1/3 - закон равной

вероятности, λ 3=1/3 - неизвестный закон, т.к. расч= ±

σ

 

n

 

Если предполагать что

н

подчиняется нормальному закону распределения, то

1

2

1

2

1

2

 

2

2

2

 

н = 3 3 изм + 3 рег +

3

рас =

3

изм + ∆рег + ∆рас

( 45 )

Если предполагать что, н

подчиняется закону равной вероятности, то

 

 

 

н =

 

2изм + ∆2рег + ∆2рас

 

 

( 46 )

Другой пример расчета суммарной погрешности установки, состоящей из ε б, ε з

и ε пр. Составляющая

ε б

- случайная погрешность, которая подчиняется закону

нормального распределения. Составляющая

ε з

- погрешность закрепления заготовки.

Величины y1=Cmin(Qnmax-Qnmin) и y2=Cmax(Qnmax-Qnmin)Qnmax - случайные, подчиняющиеся нормальному закону распределения, поэтому

17

εз = y12 + y22

( 47 )

Составляющая ε пр - погрешность положения заготовки, вызываемая неточностью приспособления, определяется ошибками изготовления и сборки его установочных элементов ε уэ , их прогрессирующим износом ε и , а также ошибками установки и фиксации приспособления на станке ε с. Распределение этих величин можно принять по нормальным законам ( для приспособлений - спутников ):

ε пр=3 91 εуэ2 + 13 εи2 + 91 εс2 = εуэ2 +3εи2 +εс2

( 48 )

Погрешность установки, как суммарное поле рассеивания выполняемого размера

ε пр= εб2 +εз2 +εп2р

( 49 )

3. Систематические погрешности со случайными складываются арифметически. Поскольку знак случайной погрешности невозможно предвидеть, то нужно считаться с худшим вариантом.

В качестве примера рассмотрим суммарную погрешность, которая возникает при обработке одной партии заготовок в одном приспособлении на одном станке при

одной настройке. В этом случае у - случайная погрешность, связанная со случайными неравномерностями припуска. н,

Σ ∆ ф - систематические погрешности, причем постоянные. и - переменная систематическая погрешность, но она может рассматриваться, как случайная с равномерным законом распределения. Тогда

 

1

2

1

 

2

 

1

2

1

2

 

 

Σ = 3

9

у +

9

ε

 

+

3

и +

3

Т

+ ∆н + Σ∆ф

( 50 )

Сокращая коэффициенты, получаем:

Σ = ∆2у +ε2 +32и +32Т + ∆н + Σ∆ф

( 51 )

ε и т - случайные погрешности, причем в этом случае

ε = ε пр+ εб2 +εз2 .

(52)

Σ

н Σ ∆ ф

сист сл

2у + ε2 + 32и + 32Т

ПРИЛОЖЕНИЕ

Таблица 1. Относительный износ u0 ( мкм/км ) резцов при чистовом точении.

Материал

Углеродистая

Легированная

Серый чугун

Чугун, НВ

инструмента

сталь

сталь

 

375-400

T60K6

0,7-4

0,7-4

-

-

T30K4

3-4

4-6

-

 

T15K6

5-7

9-10

-

-

T5K10

8

12-13

-

-

BK9

-

65

-

-

BK8

-

17-25

13-14

-

BK6

-

-

14

-

BK4

-

15-30

-

-

BK3

-

9-10

6

16

BK2

-

-

4-26

12

 

 

 

 

 

Таблица 2. Станки токарные многорезцовые и многорезцово-копировальные горизонтальные полуавтоматические ( ГОСТ 16472-79 )

 

Класс

Наибольший диаметр устанавливаемой

Параметр

точности

 

 

заготовки, мм

 

 

 

160

200

250

320

400

Наибольшее допустимое

Н

160

220

 

320

450

630

перемещение под

П

100

140

 

200

280

400

нагрузкой продольного

 

суппорта относительно

 

 

 

 

 

 

 

оправки, закрепленной в

 

 

 

 

 

 

 

шпинделе или

Н

200

300

 

450

670

1000

переходной втулке, мкм

 

П

120

200

 

280

400

630

То же, относительно

 

 

 

 

 

 

 

 

оправки, закрепленной в

 

 

 

 

 

 

 

пиноли, мкм

Н

300

450

 

670

1000

1500

Наибольшее допустимое

 

перемещение под

П

200

280

 

400

630

1000

нагрузкой поперечного

 

суппорта относительно

 

 

 

 

 

 

 

оправки, закрепленной в

 

 

 

 

 

 

 

шпинделе или

 

 

 

 

 

 

 

переходной втулке, мкм

Н

6

10

 

16

26

40

Сила, КН

 

П

5

8

 

12

20

30

 

 

Таблица 3. Станки токарные и токарно-винторезные ( ГОСТ 18097-72 )

 

Класс

Наибольший диаметр обрабатываемой детали,

Параметр

точности

 

 

 

мм

 

 

 

 

100

160

250

400

630

1000

Наибольшее

 

 

 

 

 

 

 

 

смещение (мкм)

 

 

 

 

 

 

 

 

резцедержателя

 

 

 

 

 

 

 

 

и оправки,

 

 

 

 

 

 

 

 

установленной:

Н

40

70

130

 

200

350

600

в шпинделе

 

передней бабки

П

25

40

80

 

130

220

400

в пиноли задней

Н

50

100

160

 

270

470

800

бабки

П

30

60

100

 

170

300

500

 

 

Сила, Н

Н

686

1372

2744

 

5488

10976

21952

П

549

1098

2195

 

4390

8781

17562

 

 

Таблица 4. Значения коэффициентов и показателей степеней в формулах силы резания.

Материал

Вид обработки

Коэффициенты и показатели степеней

рабочей части

 

Сру

x

y

n

Твердый сплав

Наружное продольное и

243

0,9

0,6

-0,3

поперечное точение и

 

растачивание

 

 

 

 

Твердый сплав

Наружное продольное

355

0,6

0,8

-0,3

точение резцами с

Твердый сплав

дополнительным лезвием

173

0,73

0,67

0

Отрезание и прорезание

Быстрорежущая

Наружное продольное

125

0,9

0,75

0

сталь

точение, подрезание и

Быстрорежущая

растачивание

-

-

-

-

Отрезание и прорезание

сталь

 

 

 

 

 

Таблица 5. Значение поправочного коэффициента kϕp от главного угла в плане.

Материал режущей

Величина угла,

Поправочные коэффициенты,

части

ϕ0

k ϕp

Твердый сплав

30

1,3

Твердый сплав

45

1

Твердый сплав

60

0,77

Твердый сплав

90

0,5

Быстрорежущая сталь

30

1,63

Быстрорежущая сталь

45

1

Быстрорежущая сталь

60

0,71

Быстрорежущая сталь

90

0,44

 

 

 

Таблица 6. Полуавтоматы ( станки ) токарные многорезцовые и многорезцовокопировальные горизонтальные ( ГОСТ 16472-79 )

Характер образца

 

Сталь НВ 161-207

 

изделия

 

 

 

Наибольший диаметр

 

 

 

обрабатываемой

до 160

160-250

свыше 250

заготовки, мм

 

 

 

Длинаλ (обработки lд)

150

300

300

Постоянство

 

 

 

Классы точности станков

 

 

диаметра, С :

Н

П

В

 

Н

П

В

 

Н

П

В

в поперечном сечении

10

6

4

 

12

8

 

5

16

10

6

в продольном сечении

 

 

16

10

6

 

20

12

 

8

25

16

10

 

 

 

Таблица 7. Допустимые погрешности измерения изм ( мкм ) линейных размеров ( длин, диаметров ) в зависимости от допусков и квалитетов точности размеров.

Квали

Погреш

 

 

 

Номинальные размеры, мм

 

 

 

 

теты

ности

св.3

св.6

св.10

 

св.18

св.30

св.50

св.80

св.120

св.180 св.250

 

 

до 6

до 10

до 18

 

до 30

до 50

до 80

до 120

до 180

до 250

до 315

4

IT

4

4

5

 

6

7

8

 

10

 

12

 

14

 

16

 

изм

1,4

1,4

1,7

 

2

2,4

2,8

 

3,5

 

4

 

4,5

 

5,5

5

IT

5

6

8

 

9

11

13

 

15

 

18

 

20

 

23

 

изм

1,4

2

2,8

 

3

4

4,5

 

5

 

6

 

7

 

8

6

IT

8

9

11

 

13

16

19

 

22

 

25

 

29

 

32

 

изм

2,5

2,5

3

 

4

4,5

5,5

 

6

 

7

 

9

 

10

7

IT

12

15

18

 

21

25

30

 

35

 

40

 

46

 

52

 

изм

3,5

4,5

5,5

 

6

7

9

 

10

 

12

 

13

 

15

8

IT

18

22

27

 

33

39

46

 

54

 

63

 

72

 

81

 

изм

4,5

5,5

7

 

8

10

12

 

13

 

16

 

18

 

20

9

IT

30

36

43

 

52

62

74

 

87

 

100

 

115

 

130

 

изм

7

9

10

 

13

15

18

 

20

 

25

 

25

 

30

10

IT

48

58

70

 

84

100

120

 

140

 

160

 

185

 

210

 

изм

10

12

14

 

15

20

20

 

25

 

30

 

35

 

40

11

IT

75

90

110

 

130

160

190

 

220

 

250

 

290

 

320

 

изм

15

18

20

 

25

30

40

 

40

 

50

 

60

 

60

12

IT

120

150

180

 

210

250

300

 

350

 

400

 

460

 

520

 

изм

20

30

35

 

40

50

60

 

70

 

80

 

90

 

100

13

IT

180

220

270

 

330

390

460

 

540

 

630

 

720

 

810

 

изм

35

40

50

 

70

80

90

 

100

 

120

 

140

 

150

14

IT

300

360

430

 

520

620

740

 

870

 

1000

 

1150

 

1300

 

изм

60

70

80

 

100

120

150

 

170

 

200

 

200

 

250

15

IT

480

580

700

 

840

1000

1200

 

1400

 

1600

 

1850

 

2100

 

изм

100

100

150

 

150

200

250

 

250

 

300

 

350

 

400

16

IT

750

900

1100

 

1300

1600

1900

 

2200

 

2500

 

2900

 

3200

 

изм

150

200

200

 

250

300

400

 

400

 

500

 

600

 

600

Таблица 8. Погрешность регулирования ( установки ) резца при наладке на размер в поперечном направлении.

Метод регулирования положения резца

р ,мкм

По лимбу с ценой деления, мм

 

0,01

5-10

0,02

10-15

0,03

10-30

0,05

15-30

0,1-0,5

30-70

По индикаторному упору сценой деления прибора, мм

 

0,01

10-15

0,002

3-5

0,001

1-2

По жесткому упору

20-50 ( 10-130 )

По эталону:

 

резец закрепляют винтами резцедержателя после

100-130

касания его с эталоном

 

резец, закрепленный в резцедержателе, подводят к

20-30

эталону винтом поперечной подачи

 

то же, но с контролем положения резца с помощью

10-20

бумажного щупа

 

то же, но с контролем положения резца с помощью

7-10

металлического щупа

 

Установка взаимозаменяемого режущего инструмента со

 

сменой:

 

резца, установленного на размер вне станка с помощью

20-30

индикатора или миниметра

 

блока с резцами, установленными на размер вне станка

10-50

режущей пластинки ( или путем поворота круглой

25

пластинки )