Основні джерела виникнення похибок обробки

Основними джерелами виникнення похибок при обробці деталей на верстатах є:

1.       Наближеність реальної кінематичної схеми  обробки до ідеальної.

2.       Наближеність реального профілю ріжучого інструмента до ідеального.

3.       Неточність верстата і пристосування.

4.       Неточність виконавчого розміру і розмірний знос ріжучого інструмента.

5.       Деформація в системі ВПІД від дії сил різання і зусиль закріплення.

6.       Температурні деформації верстата, інструмента та оброблюваної деталі.

7.       Деформація деталей від дії внутрішніх напружень.

8.       Неточність настроювання верстата на розмір.

9.       Неточність вимірювання.

10.  Похибка установки.

Степінь впливу вказаних факторів різна в залежності від характеру виконуваної обробки, типу виробництва, застосовуваного обладнання.

 

Методи дослідження точності обробки

Аналізуючи вплив окремих факторів на діючу похибку обробки, можна отримати матеріали, які дозволяють достовірно її передбачити, тобто визначити очікувану похибку обробки. Це дозволить правильно спроектувати технологічний процес виготовлення деталі на верстаті.

На даний час існує два методи вивчення точності: розрахунково-аналітичний та статистичний.

Перший метод полягає в розгляді впливу на точність обробки кожного із основних факторів окремо з наступним визначенням сумарної похибки. Метод дуже трудомісткий і потребує виконання, як правило, складних розрахунків.

Статистичний метод дозволяє оцінити вплив одночасно всієї сукупності факторів, що діють в даній операції. Цей метод широко використовується для дослідження операцій в виробничих умовах.

Вище було сказано, що на точність обробки деталей на верстатах мають вплив велика кількість факторів. З метою вивчення степені їх впливу на точність виготовлення деталей розглянемо кожен із перерахованих факторів більш детальніше.

 

Наближеність реальної кінематичної схеми обробки до ідеальної

При виготовленні деталей на верстатах можливе використання кінематичних схем обробки, які забезпечують наближений профіль формованої поверхні. Такі схеми досить часто використовуються при отриманні поверхонь, які мають складний профіль. Прикладом може служити метод обкатування, який широко використовується при нарізанні зубів циліндричних і конічних зубчастих коліс. Схема формування евольвентного профілю зубів колеса прямолінійними ріжучими кромками зубів фрези по методу обкатування показано на рис.12.

Дійсний профіль, отриманий цим методом, являє собою ламану лінію, яка огинає теоретичну евольвенту.

Чим більше число канавок на черв’ячній фрезі, що утворює ріжучі зуби, тим більше число зубів (ріжучих кромок) утворюють профіль оброблюваної поверхні і тим точніше буде відповідність реального профілю евольвенті. Але число зубів фрези обмежено її діаметром і тому нарізання зубчастих коліс черв’ячною фрезою дає, як правило, гірший профіль, ніж зубодовбання, так як при використанні цього способу число різців, які формують зуб, рівне числу подвійних ходів інструменту (довб’яка). А число ходів інструмента на довбальних верстатах може бути налагоджене в широких межах.

Інший приклад. При нарізанні зовнішньої різьби гребінчатою фрезою вісь інструменту розміщується паралельно осі оброблюваної заготовки, а не під кутом, який відповідає підйому гвинтової лінії різьби. Тому нарізаний профіль буде мати спотворення, яке тим більше, ніж більший кут підйому різьби.

Часто для забезпечення сприятливих умов або підвищення чистоти оброблюваної поверхні в кінематичну схему верстата вносять навмисні спотворення. Наприклад, при фрезеруванні площин торцевою фрезою вісь інструмента іноді навмисно нахиляють по відношенню до оброблюваної поверхні на деякий кут  (див. рис.13).

Це необхідно виконувати для того, щоб зуби фрези після повороту на 180⁰ навколо осі обертання не захвачували б  вже оброблену поверхню і не залишали на ній рисок, погіршуючи чистоту обробки.

Однак нахил осі обертання інструменту до площини  обробки приводить до отримання деякої похибки (ввігнутості) обробленої поверхні. Зазвичай кут нахилу  приймають таким, щоб зазор S на протилежній по відношенню до ріжучої частини зубів фрези не перевищував 0,1 мм. В цьому випадку при ширині фрезерування , де  - діаметр фрези, ввігнутість по величині буде незначною.