[ТМиП]metodichka_part1

где L и B - длина и ширина обрабатываемой прямоугольной поверхности.

Для протягивания

н=Ин+Иo·L n/106 ( 5.5)

где L-длина протягиваемого отверстия, n-число обрабатываемых заготовок.

Чтобы можно было пользоваться данными формулами, необходимо иметь значение Ин и Иo для различных инструментов и обрабатываемых материалов. Эти данные приведены в справочной литературе. Относительный износ определяют для пути резания 1000мм.( Таблица 5.1). Для каждого метода обработки характерны свои значения износа режущего инструмента, он так же существенно зависит от жесткости технологической системы. Постоянное изменение положения режущей кромки инструментов в ходе механической обработки приводит к появлению отклонений формы. Так, если обтачиваемая деталь и путь резания оказываются достаточно большими, износ инструмента приводит к образованию конусообразности. Если этот износ равномерно распределяется на размеры деталей в партии, то размеры деталей будут постоянно и равномерно увеличиваться. Эти же положения следует отнести и к операции растачивания. При фрезеровании процесс определения погрешности формы несколько затрудняется, поскольку инструмент изнашивается по более сложным законам, определяемым условиями входа и выхода инструмента из заготовки.

Как правило, износ режущего инструмента влияет на точность более существенно, чем другие составляющие.

Время работы инструмента до допустимой величины износа, определяемой критерием затупления, называется периодом стойкости T и выражается в минутах (в секундах) или в единицах длины режущей кромки. Величина периода сойкости Т находится в зависимости и взатмосвязи от условий обработки и свойств материалов. Исследование зависимости T=f(v) g позволяет в определенном диапазоне измерения скоростей резания установить связь:

V=A/Tm

где m – показатель относительной стойкости; А – эмпирический коэффициент, зависящий от условий обработки и свойств материалов.

91

Величина m, характеризующая интенсивность изменения стойкости, играет значительную роль при оценке работоспособности режущих инструментов (находится по справочникам, например для точения m=0,1…0,4).

Большое практическое значение имеет правильный выбор периода стойкости инструмента. Для оценки производительности и экономичности обработки рассматривают комплекс периодов стойкости: 1) Тmax – максимальный период стойкости; 2) Топт – период стойкости, соответствующий оптимальной скорости резания Vопт; 3) Тmax пр – период стойкости, соответствующий максимальной производительности; 4) Тэк – экономический период стойкости, соответствующий наименьшей себестоимости обработки и наибольшей производительности. Стойкость является одной из важнейших характеристик работоспособности инструмента.

Для определения оптимального износа пользуются критерием

затупления:

1)Визуальные критерии – при значительном износе резца по задней поверхности возрастают силы трения и на поверхности резания появляются блестящая полоска или темные пятна, слышен характерный скрип (резец начинает работать в зоне III).Этот критерий очень субъективен и требует большого опыта рабочего.

2)Технологические критерии связаны с погрешностью обработки, возникающие при износе инструмента, например: увеличение микронеровностей на обработанной поверхности, увеличения диаметра обработанной поверхности.

Методика определения размерного износа сравнительно проста.

Воспользуемся ею для решения практической задачи.

Пример: Партию заготовок из углеродистой стали обрабатывают на токарно-револьверном станке. Диаметр обтачиваемой поверхности d=20 мм, длина l=30 мм. Обработку производят со скоростью резания v=100 м/мм и подачей So=0,3 мм/об. Резец оснащен пластинкой из твердого сплава. Необходимо определить, на сколько изменится диаметр последней заготовки из партии 500 штук вследствие износа резца, если подналадка инструмента отсутствует.

Размерный износ

где n-число деталей в партии.

По справочнику для данного случая Nн=5 мкм и No=12 мкм/км.

92

Тогда

н=5+12· 20·30·500/106 ·0,3= 42 мкм.

Диаметр последней заготовки возрастает на 2·н=84 мкм.

Чтобы уменьшить влияние размерного износа на точность обработки производят регулировку инструмента или подналадку инструмента за период стойкости. Регулировку применяют для инструментов, допускающих перемещения режущей кромки относительно заготовки (резцов, фрез и других инструментов).

При работе на предварительно настроенных станках компенсация износа обеспечивается с помощью специальных подналадчиков. Схема работы таких подналадчиков дана на рис. 5.3.

И

L

IT

Рис.5.3. Схема работы подналадчика.

Инструмент изнашивается по закону, выраженному известной кривой oab. Однако, в точке а происходит подналадка инструмента и его режущая кромка переходит в положение, соответствующее начальному. Затем этот процесс может быть автоматически многократно повторен. Подналадчик настраивают так, чтобы линия ас отстояла от оси абсцисс на величину, соответствующую части допуска IT (коэффициент <1) .

Порядок выполнения работы

1.В соответствии с заданием рассчитать износ режущего инструмента. 2.Определить через какое количество деталей необходимо производить поднастройку режущего инструмента.

3. Изучить характер размерного износа визуально с помощью микроскопа

БМИ – 1.

93

Таблица 5.1 Значения относительного (удельного ) износа И0 резцовпри чистовом точении

Таблица 5.2 Варианты заданий

Содержание отчета.

1.Задание.

2.Цель работы.

3.Расчеты износа режущего инструмента.

4.Определить через какое количество деталей необходимо производить поднастройку режущего инструмента.

5.Выводы

95

Контрольные вопросы.

1.Виды изнашивания режущего инструмента.

2.Методы оценки и изнашивание режущего инструмента.

3.Понятие стойкости инструмента.

Литература:

1.Технология машиностроение. В двух томах. Том 1. под общей редакцией А.М. Дальского. М. МГТУ и м . Н.Э. Баумана 1999г.

2.Технология обработки конструкционных материалов. Под. Ред. П.Г.Петрухи М. Высшая школа . 1991

96

Лабораторная работа №6

МЕТОДЫ НАСТРОЙКИ СТАНКОВ

Цель работы: Изучение основных методов настройки станков. Определение настроечных размеров при статической настройке и настройке по пробным заготовкам с помощью универсальных измерительных средств.

Задачи работы

1.Определить настроечный размер при статической настройке станка.

2.Определить допуск настройки и настроечный размер при настройке

станка по пробным заготовкам с помощью универсальных измерительных средств.

Инструмент, материалы и принадлежности

1.Набор плоскопараллельных концевых мер длины – 1шт.

2.Стойка – 1шт.

3.Комплект деталей (детали после точения Ø 14 h 9(– 0,043) Rz=16мм.) – 50 шт.

4.Калибр-скоба Ø 14 h 9(– 0,043).

5.Головка рычажно-зубчатая 1 ИГ

Теоретические сведения Обеспечение точности механической обработки

Одной из важнейших задач совершенствования производства приборов является управление точностью обработки деталей и надежное обеспечение технологом заданной конструктором точности.

Задача управления точностью обработки решается по следующим направлениям:

1)точностные расчеты и осуществление первоначальной настройки станков, обеспечивающие минимальные систематические погрешности, которые связаны с настройкой, а также реализация наибольшего периода работы станков без поднастройки.

2)расчеты режимов резания с учетом фактической жесткости технологической системы, при которых обеспечивается требуемое уточнение заготовок в процессе их обработки.

3)точное управление (ручное и автоматическое) процессом обработки и своевременная точная поднастройка станков.

97

Методы настройки станков

Для осуществления технологической операции необходимо произвести предварительную наладку (настройку) станка. Под наладкой (настройкой) понимается процесс подготовки технологического оборудования и технологической оснастки к выполнению конкретной технологической операции.

В настоящее время для настройки станков применяются следующие методы: статическая настройка; настройка по пробным заготовкам с помощью рабочего калибра и настройка по пробным заготовкам с помощью универсальных измерительных средств.

Статическая настройка

Метод статической настройки заключается в установке режущих инструментов по различным калибрам и шаблонам на неподвижном (неработающем) станке. В этом случае на месте обрабатываемой заготовки устанавливается специальный калибр или шаблон. После этого инструмент доводится до соприкосновения с поверхностью калибра и закрепляется в этом положении. При настройке станка для обработки плоскостных заготовок с точными размерами в качестве установочного калибра часто используют набор мерных плиток. В отдельных случаях для установки инструмента используются специальные установочные приспособления с индикаторными устройствами.

В связи с тем, что статическая настройка осуществляется на неработающем станке, в процессе обработки заготовки из-за упругих деформаций в системе СПИД, действия теплового и других факторов размер обработанного изделия оказывается больше (для охватываемых поверхностей) или меньше (для охватывающих поверхностей) требуемого.

Поэтому для компенсации изменения фактических размеров обрабатываемых заготовок установочные калибры или шаблоны при статической настройке изготавливаются с отступлением от чертежа детали на величину некоторой поправки п. При этом расчетный настроечный размер Lрасчн установочного калибра определяется по формуле:

где Lзагн размер заготовки, который должен быть фактически получен в

результате обработки, когда настройка станка ведется по середине поля допуска заготовки:

где Lmax и Lmin – соответственно наибольший и наименьший предельные

размеры детали по чертежу; п поправка, учитывающая деформации в упругой технологической системе и шероховатость поверхности калибра, по которому производится настройка.

98

где 1 , 2 и 3 составляющие поправки, учитывающие соответственно

упругие отжатия в технологической системе, шероховатость поверхности калибра и величину зазора в подшипниках шпинделя. В формуле (1) знак минус принимается для случая обработки вала, а знак плюс – для отверстия.

Численное значение поправки 1 при односторонней обработке может быть найдено из зависимости:

1 Рγу .

При двусторонней обработке (обработка цилиндрических поверхностей) значение 1 , найденное по формуле (6.2), необходимо

удвоить.

В силу того, что установка резца по калибру осуществляется соприкосновением его вершины с точной поверхностью калибра, и при обработке заготовки положение вершины резца определяет положение впадин неровностей, а измерение заготовки производится по выступам неровностей, измеренный размер оказывается больше размера калибра на величину

2 Rz ,

При двусторонней обработке значение Rz также удваивается. Поправка 3 при односторонней обработке равна половине

диаметрального зазора в подшипниках шпинделя и зависит от типа и марки станка. В случае двусторонней обработки эта величина удваивается. Для токарных станков обычной точности 3 = 0,04 мм, для токарных

станков повышенной точности 3 = 0,02 мм.

Следует подчеркнуть, что метод статической настройки станков является сравнительно неточным, что, в первую очередь, обусловлено неточностью определения самой поправки (погрешность ее определения достигает 50%). По этой причине данный метод настройки обеспечивает обработку заготовок с точностью порядка 8–9 квалитетов.

Вместе с тем, значительное сокращение продолжительности настройки станков при установке инструментов по калибрам, особенно при многорезцовой обработке, определило широкое распространение этого метода в крупносерийном и массовом производствах. Существенным достоинством этого метода является также возможность настройки инструментальных блоков по калибрам вне станка на специальных

99

оптических устройствах, что значительно повышает точность настройки и сокращает простой станков при настройке. Весьма часто этот метод настройки применяется при многоинструментальной обработке и является основным методом настройки обрабатывающих центров и других станков с ЧПУ.

Настройка по пробным заготовкам с помощью рабочего калибра

В последнее время получил распространение метод настройки по тому же рабочему калибру, которым пользуется в дальнейшем станочник при обработке изделия. В этом случае после настройки рабочий изготавливает одну или несколько пробных заготовок и контролирует полученные размеры. Если размеры этих заготовок находятся в пределах допусков, предусмотренных рабочим калибром, то настройка признается правильной и разрешается обработка всей партии заготовок.

Однако такой метод настройки нельзя полностью признать удовлетворительным в силу следующих обстоятельств. Даже в наиболее благоприятном случае, когда допуск на размер значительно превосходит поле рассеяния, нет гарантии того, что значительная часть заготовок партии не окажется за пределами установленного допуска, т. к. не будет браком.

Для пояснения этой ситуации обратимся к схеме, приведенной на рис.6.1.

Рис. 6.1. Возможные положения кривых распределения размеров относительно поля допуска при 0< Т.

Дело в том, что кривая рассеяния, к которой принадлежит размер пробной заготовки, может занимать внутри поля допуска различные положения, и при изготовлении одной пробной заготовки нельзя

100