36. Погрешность закрепления. Правила приложения зажимных усилий.

Погрешность закрепления – это разность предыдущих положений измерительной базы относительно настроенного на размер инструмента, вызванное колебанием сил закрепления.

Колебания положения ИБ.

–выгоднее.

Погрешность закрепления и связанное с ней поле рассеивания размеров зависят:

1. от конструкции и состояния зажимного устройства приспособления;

2. от вида и состояния установочных элементов приспособления;

3. от постоянства усилий зажима;

4. от направления усилий зажима.

В общем случае погрешность закрепления оценивают по формуле:

–эмпирические коэффициенты, учитывающие особенности приспособления.

Усилие зажима может привести также к формированию погрешности формы при обработке некоторых деталей.

Погрешности установки, приводимые в технологической справочной литературе, не учитывают погрешности базирования, возникающие при обработке, поэтому фактические значения погрешностей установки, приводимые в справочниках, это погрешности закрепления при исполнении того или иного приспособления.

Погрешность закрепления существенно зависит от качества установочной поверхности заготовки. Например, при установки в самоцентрирующем патроне при .

При установке заготовок на конусные оправки погрешность , а при установке в мембранном патроне –.

В некоторых случаях, при установке заготовки, ее положение относительно инструмента может быть неточным из-за погрешности приспособления.

Следует отметить, что при однократном изменении одноместного приспособления в случае обработки партии деталей на одном станке с малым числом настроек погрешность приспособления является систематической составляющей, которая компенсируется за счет настройки станка. В этом случае погрешность установки определяется так:

Значения погрешностей приспособления определяются техническими условиями на изготовление приспособления и .

Погрешность установки является весьма важной составляющей общей погрешности в случае обработки на настроенных станках и при автоматическом методе получения размеров.

В единичном производстве, при исполнении метода пробных проходов, эта погрешность компенсируется настройкой станка и при расчетах точности и полей рассеивания размеров не учитывается.

37. Вибрации при обработке металлов резанием и их влияние на точность и качество обработки. Меры борьбы с вибрациями при обработке резанием. Вибрации при обработке резанием

Вибрациями называются интенсивные периодичные колебания, возникающие при обработке металлов резанием.

Основные причины вибраций.

1. Изменение сил резания в процессе обработки;

2. Внешние толчки и сотрясения;

3. Неуравновешенность вращающихся частей технологической системы.

При вибрациях происходят значительные перемещения РИ по нормали к обрабатываемой поверхности. В результате формируется существенная погрешность геометрической формы и волнистость обработанной поверхности, и шероховатость резко увеличивается. Вибрации значительно снижают стойкость инструмента, ведут к его поломке, а также вызывают усиленный износ станка.

При возникновении вибраций технолог вынужден ограничить режимы обработки, что ведет к снижению производительности.

Вибрации при обработке металлов резанием несут в себе элементы 3-х разновидностей колебаний:

– свободные (собственные);

– вынужденные;

– автоколебания.

Основными характеристиками свободных колебаний являются:

1. частота , Гц

2. круговая частота колебаний

3. –период колебаний

4. –амплитуда колебаний.

и определяются свойствами системы.

Если система состоит из нескольких элементов, то каждый их этих элементов характеризуется своей собственной частотой колебаний.

Вынужденные колебания являются результатом периодически действующей внешней силы. Их частота определяется частотой внешней силы, а амплитуда колебаний связана с возникновением явления резонанса.

Как правило, наименьшая круговая частота у заготовок, а наибольшая – у инструмента.

Для исключения явления резонанса рекомендуется, чтобы работа выполнялась за пределами указанной зоны .

В ТМ выделяют 2 группы вынужденных колебаний:

1. группа связана с изменением припуска;

2. группа связана с переменными силами, возникающими в технологической системе вне зоны резания. Это могут быть дефекты станка, а также зубчатых зацеплений и прочих передач. В этом случае возмущающая сила не зависит от особенностей процесса резания.

Автоколебания (за счет внутренней энергии системы) – колебания фиксированной частоты (близка к одной из собственных частот) и фиксированной амплитуды.

Причиной, в основном, являются невысокая жесткость системы и колебания силы резания.

Частота вибраций растет с увеличением ширины среза и жесткости системы, и уменьшается с увеличением массы и толщины среза.

Характеристика вибраций зависит также от геометрии инструмента и свойств обрабатываемого материала.

При резании различают низкочастотные и высокочастотные вибрации.

Низкочастотные 10…100 Гц. Обычно эти вибрации связаны с заготовкой и станком.

Внешним результатом проявления низкочастотных вибраций является низкочастотный шум при обработке и глубокие волны на обрабатываемой поверхности.

Высокочастотные 1500…4000 Гц. Они связаны с колебаниями инструмента при высоких скоростях резания. Внешняя форма их проявления – высокочастотный шум (свист), а на поверхности заготовки формируется мелкая рябь.

Факторы, уменьшающие амплитуду вибраций

1. Рост круговой частоты ;

2. Повышение жесткости системы;

3. Увеличение толщины среза (подачи);

4. Обработка металлов с высокими демпфирующими свойствами.

К росту амплитуды вибраций ведут:

1. Увеличение ширины среза (глубины резания);

2. Уменьшение главного угла в плане ();

3. Увеличение радиуса закругления при вершине инструмента;

4. чрезмерное увеличение как отрицательных, так и положительных передних углов.

Основные меры борьбы с вибрациями:

1. Увеличение жесткости технологической системы как через повышение конструктивной жесткости станка в целом, так и увеличение жесткости его отдельных узлов;

2. Правильный выбор схем резания;

3. Правильный выбор геометрии инструмента;

4. Правильный выбор технологических режимов;

5. Правильный выбор конструкции виброгасителей (дополнительная опора + рассеивание колебаний);

6. Правильный выбор СОЖ;

7. Правильный выбор ТО материала заготовки.

38. Рассеивание размеров в связи с непостоянством упругих деформаций в технологической системе. Понятие жесткости и податливости. Систематическая и случайная составляющие погрешности от упругих деформаций. Копирование исходной погрешности заготовки. Коэффициент уменьшения погрешности. Влияние жесткости технологической системы на точность обработки. Примеры.

1. Рассеивание, связанное с непостоянством упругих деформаций в технологической системе.

- максимальная и минимальная переменная в технологической системе.

Под жесткостью понимается относительные силы к перемещению в направлении действия этой силы.

, Н/мм, кН/мкм.

Жесткость характеризует, какую силу надо приложить, чтобы сдеформировать заготовку на 1мм.

1500Н 10мкм

Жесткость можно определить из справочных данных или по паспорту станка.

, Н/мм, D – максимальный диаметр обработки на данном токарном станке.

, Н/мм

- податливость

, мкм/кН

Определяется аналогично жесткости.

Непостоянство упругих деформаций носит случайный характер, если оно связано с колебанием сил резания. В этом случае расчет ведется для сечения с максимальной податливостью в предположении максимально возможного колебания сил резания.

- доминирующее влияние на возникающие деформации

- пренебрегают.

-

- const

- const

- учитывает непостоянство твердости материала и геометрия инструмента.

В ряде случаев необходимо учитывать систематическую составляющую при непосредстве упругих перемещений.

, А – коэффициент, зависящий от способа закрепления заготовки

Систематическая составляющая погрешности упругой составляющей связана с неодинаковой податливостью системы.

рассчитывается в предположении максимально возможной силы резания:

С жесткостью технологических систем связано явление, называемое копированием исходной погрешности заготовки.

–погрешность остается, она как бы копируется.

Для оценки используется коэффициент уменьшения погрешности:

В некоторых случаях выполняется расчет уточнения:

39. Влияние состояния оборудования, режущего инструмента и тепловых деформаций на точность обработки. Определение полей рассеивания размеров, вызванных износом инструмента, геометрической неточностью оборудования, тепловыми деформациями в технологической системе. Задачи.

2. Рассеивание размеров, связанное с износом РИ

Относительный (удельный) износ ;

, где ­– путь, пройденный вершиной резца.

;

–путь резания, учитывающий начальный износ инструмента; .

–длина пути резания;

В данном случае,

–количество деталей в партии;

–длина обрабатываемой поверхности по чертежу (эскизу);

–диаметр обрабатываемой поверхности;

–подача, мм/об.

В некоторых случаях необходимо оценить погрешность за период стойкости инструмента.

.

Погрешности, связанные с износом, могут носить случайный и системный характер. При рассмотрении размерного износа с точки зрения обработки всей партии деталей износ считают случайным фактором, однако, если обрабатываемая поверхность имеет большую протяженность, то размерный износ при всей обработке отдельно взятой детали может привести к формированию систематической погрешности, связанной с погрешностью формы.

Размерный износ влияет на точность обработки более существенно, чем прочие первичные погрешности, поэтому часто при обработке партии деталей приходится вводить промежуточную подналадку инструмента.

Например, чистовое растачивание: 0,039 – допуск, износ 50 мкм, т.е. 100 мм на диаметр.

3. Рассеивание размеров, связанное с геометрической неточностью станка

Любой станок имеет неточности своего изготовления. Эти погрешности полностью или частично переносятся на обрабатываемые детали. Если обработка партии деталей ведется на одном единственном станке, то геометрическая неточность оборудования должна рассматриваться как системная составляющая. В случае обработки партии деталей на нескольких параллельно работающих станках геометрическая неточность оборудования рассматривается как случайный фактор.

погрешность: конусообразность.

Из паспортных данных: – дополнительная величина

конусообразности на длине ;.

Указанные погрешности копируются.

Н – 100% ()

П – 60% (0,012)

В – 40% (0,008)

А – 20% (0,004)

С – 16% (0,0032)

4. Рассеивание размеров, вызванное тепловыми деформациями в технологичной системе

–лезвийная обработка (зависит от вида обработки);

–абразивная обработка.

Для устранения влияния тепловых деформаций выполняют дополнительный подогрев оборудования с обкаткой вхолостую в течении 3-4 часов, а последующую обработку ведут без больших перерывов.