Общие сведения. 1.1. Основные факторы, влияющие на точность обработки

1.1. Основные факторы, влияющие на точность обработки

Точность – основная характеристика деталей машин или приборов. Абсолютно точно изготовить деталь невозможно, так как при ее обработке возникают погрешности определяющие точность обработки; поэтому точность обработки бывает различной.

Точность детали, полученная в результате обработки, зависит от многих факторов и определяется:

а) отклонениями от геометрической формы детали или ее отдельных элементов;

б) отклонениями действительных размеров детали от номинальных;

в) отклонениями поверхностей и осей детали от точного взаимного расположения (отклонениями от параллельности, перпендикулярности, концентричности).

1.2. Причины, вызывающие погрешность обработки

Основные причины погрешностей обработки:

- низкая точность станка;

- деформация системы станок – приспособление – инструмент – деталь (СПИД);

- неточность инструмента;

- неточность настройки станка на размер;

- температурные деформации частей станка, обрабатываемой заготовки (детали) и инструмента;

- неточность измерения;

- неточность приспособления;

- неточность базирования и закрепления.

1.3. Неточности и деформации станка

Станки изготовляют с определенной степенью точности. Допускаемые значения отклонений от прямолинейности направляющих станин токарных станков нормальной точности, биение шейки шпинделей и т.д. регламентированы ГОСТ18097-88. Погрешности станков по мере длительности их работы возрастают.

Под действием сил резания возникают деформации (отжимы) отдельных узлов станка. Так, в токарных станках при резании имеют место отжимы суппорта, задней и передней бабок.

Нагрев станка в процессе работы ведет к появлению температурных деформаций его частей. Так, температурные деформации шпинделя вызывают появление погрешности деталей по длине.

1.4. Погрешности от деформации заготовки

Обрабатываемая заготовка деформируется под воздействием закрепляющего ее приспособления, резца и повышенных температур. При закреплении заготовки в ней возникают упругие деформации, искажающие ее форму, и контактные деформации (смятие поверхностей, находящихся под зажимами). Сильно деформируются пустотелые заготовки с малой жесткостью (втулки, трубы, кольца), поэтому они должны закрепляться зажимами с большими плотно прилегающими поверхностями.

В процессе обработки происходит упругое отжатие заготовки от резца. Для его уменьшения необходимо увеличить жесткость крепления заготовки, применяя подвижные или неподвижные люнеты, уменьшить вылет пиноли задней бабки, а также увеличить главный угол в плане резца.

Чтобы уменьшить погрешности обработки от температурных деформаций, заготовку обрабатывают с обильным охлаждением и не допускают большого затупления резца.

Вследствие неоднородности металла, размеров и формы в заготовке при обработке возникают внутренние напряжения, увеличивающие погрешности обработки. Для снятия внутренних напряжений после обдирочных работ заготовку подвергают термической обработке (проводят искусственное или естественное старение).

1.5. Погрешности измерения

Погрешности измерения должны быть в несколько раз меньше допуска на размер. При обработке наружных поверхностей измерительный инструмент настраивают на размер, близкий к наибольшему предельному размеру детали, при обработке отверстий – настраивают на размер, близкий к наименьшему предельному размеру отверстия. Чем чище обработанная поверхность, тем меньше погрешность измерения.

1.6. Неточности инструментов и приспособлений

Непосредственное влияние на снижение точности обработки оказывают неточности режущих мерных (сверл, зенкеров, разверток, протяжек и т.п.) и фасонных резцов, фрез. При износе режущих инструментов изменяются размеры обрабатываемых деталей. Так, износ проходного токарного резца приводит к увеличению наружного диаметра обрабатываемой детали.

Деформации инструментов и приспособлений в процессе обработки возникают под действием сил резания и способствуют изменению размеров и формы обрабатываемой детали. Так, в результате прогиба проходного токарного резца увеличивается наружный диаметр обтачиваемого вала и т.д.

1.7. Неточность обработки, зависящая от установки инструмента и настройки станка на размер

Существенное влияние на точность обработки оказывает суммарная погрешность настройки режущего инструмента на размер вне станка. Она состоит из погрешностей, вызываемых следующими факторами: позиционированием исполнительного органа, несущего заготовку (для многооперационных станков) или инструмент (для одноинструментальных станков с ЧПУ) методом крепления, смены или поворота пластины и точности ее изготовления; отработкой коррекции и величины дискреты привода подач; усилиями затяжки хвостовика при установке инструментальной наладки в приборе и в шпинделе станка. Перемещением и остановкой измерительных средств, совмещением измерительных средств прибора с главной режущей кромкой инструмента; установкой эталонной оправки в шпинделе прибора и т.д. Эти погрешности проявляются в виде биений и приводят к увеличению или уменьшению обрабатываемого размера по сравнению с размером, установленным при наладке.

Для обеспечения нормальной работы инструментальной наладки необходимо, чтобы погрешности установки резца, изготовления конусов, цилиндрических соединений, присоединительных поверхностей вспомогательного инструмента, а также погрешности настройки инструментальных наладок не превышали допустимых значений.