Приклад

На токарному верстаті з ЧПК обробляють партію заготовок (ступінчастих валів) зі сталі 45 за таких технологічних умов: вид обробки — чистове точіння поверхні Ø60_-0,1 мм довжиною 44 мм; різальний інструмент — різець з пластиною з твердого сплаву T30K4; подача s = 0,1 мм/об; швидкість різання v = 130 м/хв; розмір партії заготовок п = 300 шт.

Потрібно:

- оцінити можливість обробки всієї партії заготовок без піднастроєння різця;

- знайти похибку обробки, що спричиняється розмірним зносом різця.

Розв’язання задачі

У відповідності з формулою (44) довжина шляху різання під час обробки однієї деталі складає

82,9 м.

Довжина шляху різання, яка відповідає обробці партії деталей

24869 м.

Оскільки згідно даним таблиці 5 стійкість різця за шорсткістю в метрах шляху різання = 12500 м, то обробка всієї партії заготовок (300 шт.) без піднастроєння різця неможлива.

Кількість заготовок, яка може бути оброблена без заточування різця з точки зору його стійкості за шорсткістю складе

= =141.

Визначимо похибку обробки через розмірний знос різця, яка виникне під час точіння 141 заготовки.

Вважаємо, що = 500 м; = 6,5 мкм/км.

Таким чином, згідно формули (47)

= 84,5 мкм.

Діаметр останньої заготовки збільшиться на = 169 мкм. Оскільки допуск діаметрального розміру оброблюваної поверхні складає 100 мкм, то є очевидним, що обробка навіть 141 заготовки без під настроювання різця неможлива.

Визначити кількість заготовок, які можуть бути оброблені в період між піднастроюваннями, і похибку , що виникне під час їх обробки, можна тільки після знаходження решти елементарних похибок і і визначення з аналізу рівняння сумарної похибки механічної обробки (11) допустимого значення .

З розглянутого прикладу виплаває, що зменшити вплив розмірного зносу на точність обробки можна періодичним піднастроюванням різального інструмента за час його стійкості. Цей спосіб може використовуватися для різців, фрез та інших інструментів, які допускають коректування розміру настроєння зміною відстані між заготовкою і різальною кромкою інструмента.

Ефективним напрямом зменшення впливу розмірного зносу на точність обробки є застосування різальних інструментів із надтвердих матеріалів. Це дозволяє зменшити відносний знос і збільшити швидкість різання, скоротивши час на обробку.

Впливу розмірного зносу на точність обробки можна практично уникнути завдяки застосуванню на верстатах приладів активного контролю з одночасним автоматичним коректуванням положення різального інструмента відносно заготовки.

3.9. Поняття геометричної точності верстата. Похибки обробки, що спричиняються геометричною неточністю верстата

Поняття геометричної точності верстата. Похибки, що спричиняються геометричною неточністю верстата та їх вплив на точність розмірів і форми орбоблених поверхонь.

Для якісного виконання верстатом свого службового призначення його виконавчі поверхні мають бути зв’язані між собою певними геометричними параметрами (відстанями, кутами повороту тощо). Номінальні значення і граничні відхилення цих параметрів встановлюються під час конструювання верстата і мають безумовно забезпечуватись завдяки відповідній точності виготовлення його деталей і складання. Важливе значення щодо підтримання геометричних параметрів верстатів в заданих межах мають правильний монтаж та експлуатація.

Показники точності верстата, отримані в ненавантаженому його стані, називають показниками геометричної точності.

Для кожного типу верстатів показники геометричної точності регламентуються відповідними стандартами. Цими ж стандартами передбачені методи перевірки цих показників. Під час перевірки вузли верстата мають бути нерухомими або плавно і повільно переміщуватись.

Геометрична неточність верстатів повністю або частково переноситься на оброблювані заготовки у вигляді систематичних постійних похибок. Ці похибки можуть спричиняти відхилення форми, відносного розташування і розмірів поверхонь від заданих.

В кожному конкретному випадку похибка обробки, що спричиняються геометричною неточністю верстата , визначається в результаті аналізу схеми розташування і відносного руху заготовки і вузлів верстата. Так під час точіння консольно закріпленої в патроні циліндричної заготовки в результаті відхилення від паралельності напрямку руху супорта відносно осі обертання шпинделя в горизонтальній площині (рис. 30) обточена поверхня матиме конусність

,

де — фактичне відхилення (мм) від паралельності напрямку руху супорта осі обертання шпинделя в межах базової довжини , мм; — довжина оброблюваної поверхні, мм.

Таким чином, похибку (на радіус) у розглянутому вище випадку під час проектних технологічних розрахунків можна знайти за формулою

,

де С —допустиме (нормативне) відхилення від паралельності напрямку руху супорта відносно осі обертання шпинделя в межах базової довжини. У відповідності з [8] на базовій довжині 300 мм величина С складає 0,01…0,015 мм.

Аналогічна похибка виникає під час обробки зовнішніх циліндричних поверхонь (точіння чи круглого шліфування) в центрах у випадку відхилення спільної осі конічних поверхонь центрів передньої і задньої бабки відносно напрямку руху супорта.

Відхилення від перпендикулярності напрямку руху шпиндельної бабки вертикального свердлильно-фрезерно-розточувального верстата відносно площини столу спричинятиме відхилення від перпендикулярності осі розточеного в заготовці отвору відносно базової площини.

Відхилення від перпендикулярності осі шпинделя відносно площини столу в поздовжньому напрямі зумовить під час обробки площини торцевою фрезою увігнутість в перерізі, перпендикулярному до напрямку подачі.

У верстатобудуванні під час виготовлення нових верстатів прийнято призначати показники точності не більшими за 70% від відповідних нормативних величин, тому під час проектних технологічних розрахунків очікувану похибку можна визначати виходячи з норм точності за стандартами.