Методика определения суммарной погрешности обработки

Все погрешности, определяющие точность изготовления деталей машин на металлорежущих станках, могут быть разделены на три категории:

- погрешности установки заготовок ε_у;

- погрешности настройки станка ∆_н;

- погрешности, вызываемые непосредственно процессом обработки, к которым относятся:

а) погрешности, вызываемые размерным износом режущих инструментов ∆_и ;

б) погрешности, вызываемые упругими деформациями технологической системы под влиянием силы резания ∆_у ;

в) погрешности обработки, возникающие вследствие геометрических неточностей станка ∑∆_ст ;

г) погрешности обработки, вызываемые температурными деформациями технологической системы ∑∆_т.

При обработке на станках с ЧПУ дополнительно возникают погрешности позиционирования элементов системы и отработки программ управления.

Расчет точности необходим в основном для операций чистовой обработки, выполняемых по 6….11-му квалитетам.

Суммарные погрешности обработки заготовок на настроенных станках определяют по уравнениям:

для диаметральных размеров

(5.1)

для линейных размеров

(5.2)

После определения суммарной погрешности проверяется возможность обработки без брака:

≤ Т_d,

где Т_d – допуск на операционный размер.

В случае несоблюдения этого условия необходимо предложить конкретные мероприятия по снижению .

Расчет погрешности обработки на фрезерных станках производят с учетом погрешности установки (ε_у), которая может быть определена или рассчитана по соответствующей зависимости для конкретной схемы установки.

При обработке поверхностей на фрезерных станках погрешность ∆_у, вызванная упругими деформациями технологической системы, зависит в основном от колебания величины припуска и податливости системы шпиндель – стол. В связи с тем, что подача при обработке осуществляется столом станка, податливость системы (W) не изменяется при изменении относительного положения заготовки и фрезы (т.е. W=const). В то же время податливость фрезерных оправок и заготовок при чистовой обработке сравнительно мала. Поэтому податливость технологической системы (W) при расчетах принимается постоянной и равной податливости системы шпиндель – стол (W_ш.с.), величину которой можно определить по справочным данным.

Максимальная P_zmaxи минимальная P_zmin касательные составляющие силы фрезерования определяются при максимально и минимально возможных глубинах резания «t», ширине «В» и принятых условиях фрезерования.

Суммарная погрешность ∑∆_ст, вызванная геометрическими неточностями станка, может быть определена по формуле (5.11).

Погрешность ∆_и, вызванная размерным износом фрез, определяется по формуле (5.3).

В связи с прерывистым характером процесса резания при фрезеровании, величина интенсивности изнашивания больше, чем при точении; ее определяют по уравнению:

∆_и.фр = и_о ,(5.3)

где В – ширина фрезерования, (мм);

и_о – интенсивность изнашивания, мкм/км; для быстрорежущих фрез принимают равным 15…20мкм/км.

Длина пути резания L_{т фр}, км, при торцовом фрезеровании партии деталей определяется по формуле:

L_{т фр} =

При цилиндрическом фрезеровании:

L_{ц фр} = ,

где l_д и В – длина и ширина обрабатываемой поверхности, мм; D_фр - диаметр фрезы, мм; s_пр – продольная подача инструмента или детали, мм / об; N – число деталей в обрабатываемой партии, шт.

Погрешности ∆_н и ∆_т определяются так же, как при обработке на токарных станках.

Методика расчета элементарных и суммарной погрешностей на станках с ЧПУ принципиально не отличается от методики расчета точности обработки на токарных станках обычного типа. Однако суммарная погрешность состоит из большего числа элементарных погрешностей. К дополнительным погрешностям относят:

∆_п.с.- погрешность позиционирования суппорта; по величине она может быть принята равной двум дискретам привода подач по соответствующей координате;

∆_п.р.- погрешность позиционирования резцедержателя (инструментальной головки или блока); в современных станках с ЧПУ она не превышает 6…8 мкм;

∆_кор – погрешность обработки коррекции (в случае работы с корректорами), равная численно двум дискретам привода подач по соответствующей координате.

Вместе с тем при работе с корректором: из расчета ∆_∑ может быть исключена систематическая погрешность от размерного износа режущего инструмента ∆_и, так как в программу можно ввести периодическую коррекцию положения инструмента; при расчете погрешности размерной настройки ∆_н можно исключить составляющую ∆_рег, так как эта составляющая учитывается погрешностью коррекции ∆_кор.

В связи с более жесткой конструкцией податливость станков с ЧПУ может быть принята в 2…4 раза меньшей, чем у аналогичных станков с ручным управлением, т.е.

W_ст.ЧПУ = 0,33W_{ст.ручн.упр.}