ТОЧНОСТЬ, КАЧЕСТВО И ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬ ОБРАБОТКИ

Надежность машин зависит от точности обработки деталей, качества обработанных поверхностей и точности сборки. Под точностью обработки понимают соответствие размеров, формы и положения обработанной поверхности требованиям чертежа. Отклонение размеров определяет отклонение фактических размеров обработанной поверхности детали от ее конструктивных размеров, указываемых в рабочем чертеже в соответствии с допустимыми отклонениями на размеры обрабатываемых поверхностей.

Под отклонением формы поверхностей понимают степень их соответствия геометрически правильным поверхностям, с которыми они отождествляются. Предельные отклонения формы обработанных поверхностей регламентируются государственными стандартами так же, как отклонение их взаимного расположения. Предельные отклонения формы и расположения поверхностей на рабочих чертежах деталей обозначают условно в соответствии с государственными стандартами или их оговаривают текстом в технических требованиях на изготовление деталей. Одним из показателей качества обработанной поверхности является шероховатость (см. подразд. 1. 3.).

Точность и качество значительно повышаются при обработке заготовок в автоматизированном режиме на станках с ЧПУ. Обратная связь замкнутых систем ЧПУ контролирует точность исполнения команд, задаваемых программой обработки, и в случае их рассогласования вносит коррекцию в перемещения исполнительных органов станка, уменьшая тем самым отклонения размеров обрабатываемых поверхностей заготовок. Наилучшие результаты достижения высокой точности обработки обеспечивают адаптивные системы программного управления.

Производительность изготовления определяет число деталей, изготовляемых в единицу времени: Q = 1/T, где время Т (мин) включает в себя основное (технологическое), подготовительно-заключительное, вспомогательное время и время оргтехобслуживания.

Основное технологическое время Т₀ затрачивается непосредственно на изменение формы, размеров и шероховатости обрабатываемой поверхности заготовки. Формулы для определения основного времени в зависимости от метода обработки приведены в справочной литературе. Например, при обтачивании цилиндрической поверхности на токарно-винторезном станке Т₀ = Lh/(nS_npt), где L — расчетная длина хода резца относительно заготовки, мм; h — припуск на обработку, мм.

Наибольшей производительности достигают при работе с наибольшими подачей, глубиной резания и скоростью резания при наименьшей длине обрабатываемой поверхности и наименьшем припуске на обработку. При увеличении S_np и t производительность возрастает, но качество поверхности резко падает, поэтому обработку заготовок следует вести на таких режимах резания, при которых обеспечиваются высокие точность обработки и качество поверхностей при рациональной производительности.

Элементы режима резания назначают в следующей последовательности. Сначала назначают глубину резания. При этом стремятся весь припуск на обработку срезать за один рабочий ход режущего инструмента. Если по технологическим причинам необходимо делать два рабочих хода, то при первом ходе снимают около 80% припуска, при втором (чистовом) — около 20% припуска. Затем выбирают значение подачи. Рекомендуют назначать наибольшее допустимое значение подачи, учитывая требования и допустимым отклонениям размеров и параметра шероховатости обработанной поверхности, а также мощность станка, режущие свойства материала инструмента, жесткость и динамическую характеристику системы станок—приспособление—инструмент—заготовка, период стойкости инструмента. Наконец, определяют скорости движения резания, исходя из выбранных глубины резания, подачи и стойкости режущего инструмента.

Скорость резания (м/мин) при точении, например, определяют по следующей эмпирической формуле: , где С_v — коэффициент, учитывающий физико-механические свойства материала обрабатываемой заготовки и условия обработки (указан в справочниках так же, как и значения показателей степени x_V , y_v).

После вычисления скорости резания определяют частоту вращения шпинделя станка (мин^-1), соответствующую этой скорости резания, n = 1000v/(πD_з).

Многие модели станков с ЧПУ имеют бесступенчатое регулирование частоты вращения шпинделя и скорости подачи, что позволяет обрабатывать поверхности заготовок на расчетных режимах резания.

Режим резания вводят в программу управления работой станка. Адаптивные (самоприспособляющиеся) системы программного управления в процессе обработки заготовок контролируют и корректируют режим резания, учитывая изменяющиеся условия обработки; изменение сил резания, износ инструмента, деформации заготовки. Корректирование режима резания производится для ограничения контролируемых параметров предельными допустимыми значениями, что оптимизирует процесс обработки по выбранному критерию.