Основы ТЕХНОЛОГИИ МАШИНОСТРОЕНИЯ

Настройка технологической системы

Прежде чем начинать настройку технологической системы, следуг - убедиться, что оборудование соответствует требованиям технологичг ского процесса и отвечает требованиям геометрической точности. Послі этого производят монтаж приспособлений, служащих для установки и определения положения обрабатываемых заготовок и обрабатывают^ инструментов.

При использовании различного рода универсальных подкладок, пла стинок, упоров, угольников и т. д. задача сводится к правильному распо ложению их с последующим закреплением относительно координатны ■ плоскостей станка, в качестве которых обычно используются рабочт плоскости и вертикальные стенки пазов стола станка. Эти же поверхне сти станка обычно используются и для установки и определения требу.- мого положения различного рода универсальных и специальных приспо соблений.

Приспособление ставят на рабочую плоскость стола основной ус і а новочной базой, благодаря чему оно сразу и автоматически получает трс буемую точность по трем координатам и лишается трех степеней свободы.

В качестве основной направляющей базы, которая должна обеспе­чить необходимую точность направления приспособления на столе и ли шить его двух степеней свободы, обычно используются смонтированные в основании приспособления две шпонки, входящие в паз стола станка В некоторых случаях вместо шпонок изготовляется цилиндрический "хвостик", входящий в надлежащее отверстие стола.

В обоих случаях задачу получения требуемой точности стараются решать методами полной взаимозаменяемости. Для этого ширину шпон ки или диаметр "хвостовика" делают равными ширине паза стола или диаметру отверстия с посадкой, обеспечивающей надлежащее соединение.

Практика показывает, что ширина пазов и диаметры отверстий сто лов, как правило, значительно отличаются от расчетных как вследствие - погрешностей изготовления, так, особенно, вследствие износа и после­дующих ремонтов.

Результатом является появление значительной по величине погрет ности установки в одной из координатной плоскостей. Для уменьшения этой погрешности ширину шпонок следует делать меньше ширины паза стола (рис. 1.10.8, а); лучше делать шпонки односторонними (рис. 1.10.8, f>\ Обе эти особенности шпонок заставляют рабочего всегда прижимам, приспособление к одной стенке паза стола, тем самым обеспечивая
определенность базирования и сущест­венно сокращая погрешность установки и шкрепления приспособления.

С целью создания возможности про­верки точности установки приспособле­ния как после закрепления, так и в про­цессе использования, целесообразно де­лать на приспособлении специальные поверхности. В качестве примера на рис. 1.10.9 показано приспособление, служа­щее для установки и закрепления зубча­тых колес с базированием по торцу и с центрированием по делительной окруж­ности для шлифования поверхности цен­трального отверстия.

А)

Настройка технологической системы

Рис. 1.10.8. Конструкции шпонок, обеспечивающие повышение точности уста­новки приспособления:

А - двусторонняя шпонка; б - односторонняя шпонка

На приспособлении сделаны две специальные кольцевые выточки А, рас­положенные с требуемой точностью от­носительно поверхностей, используемых для базирования устанавливаемой детали. Наличие таких выточек позволяет прове­рить в любой момент точность положения приспособления относительно оси вращения шпинделя и в случае необходимости сократить погреш­ность установки.

Настройка технологической системы

Рис. 1.10.9. Схема приспособления, снабженного выточками для контроля его положения

Настройка технологической системы

Рис. 1.10.10. Схемы:

А - расположения точечной диаграммы рассеяния в поле допуска; б - получение размера детали в - расположение Ар

Исследованию и особенно разработке новых конструкций приспо­соблений, полностью обеспечивающих высокую точность положения режущего инструмента относительно оси вращения шпинделя, до сих пор уделяется незаслуженно мало внимания. Между тем практика показыва­ет, что в ряде случаев из-за погрешностей установки и закрепления инст румента нельзя экономично получить требуемую точность обрабатывае­мых деталей.

Выше указывалось, что в размерных цепях настройки технологиче ской системы на точность расстояний между поверхностями и размеров поверхностей обрабатываемых заготовок используется метод регулирои ки. Для подведения и установки режущих кромок инструмента относи тельно выбранных координатных плоскостей используются различные устройства и приспособления, нередко встраиваемые в станки. После установки приспособления и режущего инструмента переходят к на стройке технологической системы на заданную точность обработки.

Задача настройки заключается в получении годных деталей, т. е. по лучении качественных показателей детали в пределах заданных допуе ком. Для решения этой задачи необходимо, чтобы погрешность детали находилась в пределах допуска Т.

Настройка технологической системы

Если речь идет об изготовлении партии деталей, то при настройке технологической системы необходимо правильно разместить возможное "мгновенное" поле рассеяния ю7 в пределах поля допуска (рис. 1.10.10. и) где QT - координата середины поля рассеяния. Для этого, прежде всею надо знать, как должно быть расположено Ш/-: ближе к верхней границе допуска, ближе к нижней границе допуска или в середине поля допуска Затем необходимо определить настроечный размер, после получения ко
торого при обработке первой детали можно быть уверенным, что Ш/ зай­мет нужное положение в поле допуска. При этом необходимым условием является неравенство Ш/ < Т. Размер, к получению которого надо стре­миться при настройке, получил название рабочего настроечного размера Ар

Задача расположения в границах поля допуска объясняется дей­ствием систематических факторов. В результате их совокупного действия Ш/ постепенно изменяет свое положение в поле допуска, приближаясь к верхней или нижней его границе.

Если совокупное действие систематических факторов известно, го известно, и к какой границе поля допуска будет приближаться Ш/. Тогда Ш-/ при настройке следует расположить около противоположной границы поля допуска Тс тем, чтобы получить большее число годных деталей до первой поднастройки.

Сложность решения этой задачи заключается в том, что неизвестна величина Юу и совокупное действие систематических факторов, изме­няющих положение Ш/ в границах поля допуска. Поэтому, чтобы осуще­ствить настройку лучшим образом, надо как можно точнее знать величи­ну Шу и его смещение в границах поля допуска под совокупным действи­ем систематических факторов.

При настройке следует различать размер статической настройки,-lv, размер динамической настройки Ая и Ар.

При первоначальной настройке установка режущих кромок инстру­мента относительно базы, определяющей положение обрабатываемой детали, осуществляется на величину размера статической настройки /I, (см. рис. 1.10.10, б).

Следовательно, если в качестве размера статической настройки принять рабочий настроечный размер Ар, т. е. Ай = Ар и, осуществить на­стройку, то размер, полученный после обработки детали Лл не будет ра­вен Ар вследствие появления размера динамической настройки Ал. По­следний, как известно, возникает в первую очередь вследствие податли­вости технологической системы и необходим для создания натяга в тех­нологической системе, без которого невозможна обработка (рис. 1.10.10, б).

Происходит это следующим образом. Приведем относительное уп­ругое перемещение заготовки и резца к перемещению резца, упирающе­гося в пружину (см. рис. 1.6.4). Тогда в момент врезания резец начнет сжимать пружину до тех пор, пока сила ее сопротивления не станет рав­ной силе сопротивления материалу заготовки, препятствующей съему с нее слоя материала.

С этого момента начнется процесс резания. Из схемы на рис. 1.10.10. f> видно, что для получения намеченного рабочего настроечного размера Ат необходимо осуществить настройку на размер статической настройки, равный

4С = АР-АД или Ас = Ар + Ад,

В зависимости от направления упругого перемещения технологическси, системы или знака размера динамической настройки Аа.

Проблема настройки заключается в том, что рабочий или наладчи;. не знают значений размера Ай динамической настройки технологической системы и погрешности динамической настройки шд, так как на станках нет встроенных приборов, которые измеряли и устанавливали бы Ая и о, и их отклонения в процессе обработки одной партии деталей. Размер 4 является результатам не только упругого перемещения, но и ряда другії \ факторов как систематических, так и случайных. Таким образом, єдине і венным источником познания величин Ад и и>і является опыт рабочей или наладчика. Основываясь на нем, производят настройку кинематиче ских и размерных цепей технологической системы, затрачивая на эп достаточно много времени, особенно в тех случаях, когда приходится осуществлять настройку нескольких размерных цепей при многоинстру ментной обработке.

Как правило, при обработке одной детали можно пренебречь сово купным действием систематических факторов из-за их незначительно! .' влияния на погрешность обработки. Тогда, учитывая действие только случайных факторов, Шу следует расположить посередине поля допуска (рис. 1.10.10, в). Но при обработке крупных деталей, например, при точе нии больших валов, даже на одной детали существенно проявляется де и ствие систематических факторов и, в первую очередь, размерного изноі. і резца. В таких случаях настройку технологической системы следует ос> ществлять как на обработку партии валов.

Настройка технологической системы на изготовление одной дети ли осуществляется при условии пренебрежения действиями систематиче ских факторов.

С целью наилучшего использования поля допуска для компенсации возможных погрешностей Шд, равновероятно расположенных в обе сю роны от рабочего настроенного размера Ар, в качестве последнего бер\: среднее значение допустимых предельных размеров, т. е.

Предположим, что настройка ведется на токарном станке, у которо­го размер динамической настройки положителен. При настройке рабочий или наладчик определяет А'л и шд приблизительно (на основании опыта) и, чтобы не получить бракованную деталь, прибегает к постоянному уточнению величины А'л путем так называемых пробных проходов. Для

Этого вначале настройка ведется по размеру статической настройки (рис. 1.10.10,6):

Где Ар - диаметральный рабочий настроечный размер.

После этого производится обработка небольшого участка детали и измеряется величина получаемого диаметрального размера А'л, кошрая оказывается больше Ар на величину Ад, которой должна равняться по­правка А'п1, т. е.

Настройка технологической системы

Не зная Ал, чтобы не получить размер, выходящий за пределы поля допуска Ад, рабочий вносит поправку в первоначальный размер статиче­ской настройки А" на величину А'п], несколько меньшую /}„, для ис­ключения погрешности в определении Ап1:

Ас = Лс - АаХ,

На которую и осуществляется изменение первоначальной настройки

После этого производится обработка нового участка повсрхиосіи первоначального диаметра, измерение полученной величины новой» раз­мера А1 и если А1 £ Ар, то определяется новая величина /),', и; равенства

Настройка технологической системы

Вносится новая А'п2, несколько меньшая поправки А'п2 в А" и т. д. Про­цесс повторяется до тех пор, пока после очередной обработки неболыио - I о участка к не получается равенство Алі = Ар.

После получения этого равенства производят обработку на всю тре буемую длину. Количество пробных проходов зависит от квалификации рабочего или наладчика, величины допусков и ряда других факторов Описанный метод получил название "метод пробных проходов".

При настройке необходимо обрабатывать участок детали такой дли ны, чтобы его обработка производилась при установившемся процессе так как иначе размер динамической настройки Аа будет другим, что вне сет дополнительную погрешность в погрешность динамической настрой ки технологической системы. Это особенно сильно сказывается, напри мер, при настройке размерных цепей фрезерных станков при обработке деталей торцовыми фрезами и т. д.

Настройка технологической системы на изготовление партии дс талей. Особенностью этой настройки является необходимость так распо ложить будущее поле рассеяния шТ внутри поля допуска ТА, чтобы оста вить наибольшую возможную величину последнего для компенсации погрешностей, порождаемых систематически действующими факторами изменяющимися по определенным законам. Это дает возможность обра ботать наибольшее количество деталей до первой поднастройки техноли гической системы, т. е. вести обработку наиболее производительно. Итак чтобы осуществить настройку на обработку партии деталей, надо знай, совокупное действие систематических факторов.

Настройка технологической системы

Х >

Порядковые номера деталей тп

Г

Настройка технологической системы

Рис. 1.10.11. Теоретическая диаграмма изменения размера в партии изготовленных деталей

Для каждого вновь разрабатываемого или действующего технолог и ческого процесса может быть аналитически рассчитана и построена тео ретическая диаграмма изменения любой характеристики качества изде­лия (рис. 1.10.11).

Знание законов изменения систематически действующих факторов от времени, пути или количества обрабатываемых изделий дает возмож­ность: 1) алгебраическим суммированием отклонений, порождаемых по­стоянными по величине систематическими факторами, определить вели­чину и направление постоянной погрешности, порождаемые их совмест­ным действием; 2) алгебраическим суммированием значений для ряда точек абсциссы найти погрешности, порождаемые совместным действи­ем систематически действующих факторов, по известным законам изме­нения во времени, от пути или от количества отработанных изделий т. По полученным точкам можно построить кривую изменений их значений:

Д = ф(/и).

Знание предельных погрешностей, порождаемых каждым из основ­ных случайных факторов, дает возможность путем использования квад­ратичного суммирования определить возможную величину поля допуска /у, предназначаемого для их компенсации, так называемого "поля мгно­венного рассеяния".

Используя перечисленные данные, можно построить теоретическую диаграмму изменения надлежащей характеристики качества изделия. В качестве примера на рис. 1.10.11 показано построение теоретической диаграммы изменения одного из охватываемых размеров детали.

В координатах размер детали - порядковые номера деталей т о г ус­ловно выбранного начала отсчета (например, от наименьшего предельно­го размера Анм) откладываются принимаемые величины постоянных по­грешностей, например, погрешность измерения Тт. От этой точки откла­дывается половина расчетного поля допуска 7>, предназначенною для компенсации погрешностей, порождаемых совокупным действием слу­чайных факторов при намеченном технологическом процессе.

Приняв полученную точку О за начало отсчета, строят кривую А = ф(/и) изменения погрешности, порождаемой совместным действием всех систематически действующих факторов, изменяющихся по извест­ным законам.

На расстояниях от полученной кривой, равных Тт /2, проводят две эквидистантные кривые У и 2 (рис. 1.10.11), ограничивающие расчетное иоле допуска '/у. На расстояниях от кривых 1 и 2, равных допуску на по­грешность измерения Гизм, проводят две эквидистантные кривые J и -/, ограничивающие поля погрешностей измерения. Построенная таким об­разом теоретическая диаграмма показывает пределы возможных измене - ний размера деталей по мере их обработки в пределах поля допуска ТА, уста новленного на данную характеристику качества (например, на размер).

Аналогичным способом можно построить теоретические диаграммы и для других характеристик качества детали. Теоретические диаграммы позволяют предвидеть ход технологического процесса и организовать управление им для обеспечения требуемого качества деталей.

В точке, где кривая 3 пересекает верхнюю границу поля допуска, в технологический процесс необходимо внести поправку, так как продол жение процесса начнет порождать выход размеров деталей за верхнюю границу поля допуска. Внесение поправки заключается в том, чтобы все эквидистантные кривые сместить к нижней границе поля допуска.

Из теоретической диаграммы точности (см. рис. 1.10.11) видно, что для получения требуемой точности ТА размера партии деталей, необхо­димо в качестве рабочего настроечного размера использовать размер, связывающий середину поля установленного допуска, предназначенною для компенсации погрешности, порождаемой совокупным действием случайных факторов Тт с началом отсчета размеров, если при установле нии допуска Tj принят закон нормального рассеяния случайных погреш ностей (при этом центр группирования совпадает с серединой поля до пуска). Предположим, что для этих условий

Лр = Лнм+а + Заг, (1.10.11

Где Аш - номинальный размер; а - часть поля допуска, предназначенная для компенсации погрешностей постоянных систематически действую щих факторов (на рис. 1.10.11 - Тш)\ Тт/2 ~ Зат - половина расчетной величины поля допуска, предназначенного для компенсации будущих погрешностей, порождаемых совокупным действием случайных факторов.

Предположим далее, что, используя метод пробных проходов, тех нологическую систему настроили по рабочему настроечному размеру подсчитанному по равенству (1.10.1). Если после этого при неизменной настройке обработать партию деталей, то с равной вероятностью можеі оказаться, что возможное поле рассеяния Ш/ расположится либо внт (рис. 1.10.12, а), либо вверх (рис. 1.10.12, б) от конца принятого рабочею настроечного размера Ар, либо в промежуточном положении. В первом случае, в результате обработки часть обработанных деталей - до порял кового номера к - может выйти за нижнюю границу поля допуска и по пасть в неисправимый брак; во втором - все детали окажутся годными, однако количество деталей, обработанных до первой поднастройки, со кратится.

Настройка технологической системы

Следовательно, по одной пробной детали нельзя знать о возможном расположении выбранного при настройке поля допуска Т7 относительно рабочего настроечного размера, а значит нельзя судить и о правильности сделанной настройки. Эта возможность появляется с той или иной степе­нью приближения к действительности, если вместо одной пробной дета­ли обработать группу деталей при неизменной настройке. Тогда по вели­чине и направлению отклонения среднего группового размера A, vcр от рабочего настроечного размера можно с некоторой степенью приближе­ния судить о правильности сделанной настройки.

Чтобы еще повысить точность настройки, когда обрабатываются большие партии, обрабатывают несколько групп деталей и настройку ведут с учетом среднего размера группы в каждой партии.

В ряде случаев при настройке тех нологической системы на партию дета­лей можно воспользоваться следующим методом определения о)7. Предвари­тельно изготовляют специальную двух ступенчатую заготовку, у которой раз­мер ступени соответствует ожидаемой разнице максимального и минимально­го припуска заготовки в партии (рис ПОЛЗ). Эту заготовку обрабатываю! за проход с одной и той же подачей, скоростью резания при одном размере статической настройки. Разница в раз­мерах двух ступеней после обработки будет приблизительно соответс і вовать значению о)/ в партии заготовок. Степень приближения оценки будет зависеть от влияния других неучтенных факторов, таких, как изме нение твердости в партии заготовок, затупление режущего инструмента и др.

При обработке одной заготовки одновременно несколькими инстру­ментами настройка технологической системы резко усложняется, значи­тельно повышается трудоемкость настройки. В этом случае целесообраз­но для упрощения настройки использовать ранее обработанную деталь или специально изготовленный эталон.

При настройке по ранее обработанной детали последнюю с возмож но большей точностью устанавливают на станке или другом виде обору дования. Все инструменты доводят рабочими кромками до соответа вующих поверхностей детали, ограничивающих рабочее движение каж­дого из инструментов. В таком положении инструменты закрепляются в державках или рабочих органах оборудования.

Если работа технологической системы ведется по упорам, произво дятся установка и регулировка всех упоров, служащих для выключения механической подачи и т. д. После этого эталонную деталь снимают, ус­танавливают заготовку и производят ее обработку и измерение.

I—

Инструменты, не обеспечивающие получение требуемой точности на соответствующих размерах обработанной детали, подвергаются до полнительной регулировке. После этого изготовляется вторая пробная деталь и процесс повторяется до тех пор, пока по всем размерам детали
не будет получена требуемая точность. Другими словами, эталонная де­таль дает всегда возможность произвести только статическую настройку технологической системы, в которую всегда приходится вносить поправ­ки, вызываемые динамической настройкой.

Специальные эталоны в ряде случаев точно воспроизводят обраба­тываемую деталь, изготовленную ближе к верхнему или нижнему пре­дельному размеру, в зависимости от направления действия систематиче­ских погрешностей.

Когда известны точностные характеристики технологической сис­темы, на которой предполагается вести обработку деталей, эталоны де­лаются с размерами, измененными на размер динамической настройки. При настройке между рабочей кромкой инструмента и поверхностью эталона в таких случаях вставляется щуп расчетной толщины. Такого рода эталоны в сочетании со щупами могут использоваться при обработ­ке деталей на разных технологических системах. Изменением толщины щупов компенсируется разница в величине надлежащих размеров дина­мической настройки разных технологических систем. Опыт показывает, что настройка по эталонам при высоких требования к точности обраба­тываемых деталей обычно требует внесения корректировки с использо­ванием "метода пробных проходов", а иногда пробных деталей.

При обработке деталей сложного профиля, больших габаритных размеров и большой массы использование ранее обработанных деталей в качестве эталонов для статической настройки становится громоздким и неэкономичным. В таких случаях их заменяют специально изготовляе­мыми деталями, так называемыми габаритами. Габарит обычно пред­ставляет собой уменьшенный на толщину щупа профиль подлежащих обработке поверхностей детали, выполненный в виде отливки небольшой ширины или сварной конструкции. С целью сохранения точности габари­та его рабочие поверхности делают из стальных закаленных накладных пластин. Габарит иногда делают одновременно с обработкой первой ле­гшій, чтобы использовать его для настройки технологической системі.! при обработке всех последующих деталей.

Для деталей простых конструктивных форм вместо габаритов ино - іда используют плоскопараллельные концевые меры длины (плитки), устанавливаемые на специально сделанные для этого площадки приспо­соблений (рис. 1.10.14).

При установке режущих инструментов по габаритам в обычных ус - иовиях отсутствует возможность видеть по какому-либо отсчетному уст­ройству точность статической настройки. Поэтому точность настройки в ос повном зависит от квалификации рабочего и не превышает 0,03...0,05 мм.

Настройка технологической системы

Для устранения этого недостатка в конструкции ряда станкор встраиваются различного рода измерительные устройства, например, п виде линеек с нониусами, встроенные в станок; для увеличения точное і и отсчета около нониусов устанавливают увеличительные стекла. С чю:і же целью на некоторых станках встраиваются индикаторы. Точность а.: тической настройки может быть повышена до 1 мкм посредством прим - нения многооборотного микрометра с ценой деления 0, 001 мм.

Встроенные индикаторы в сочетании с концевыми мерами длиш. і позволяют реализовать основные преимущества координатного способ, і получения требуемых расстояний между поверхностями детали путем использования в качестве одной из технологических баз плоскости, пр.> водимой параллельно плоскости стола станка касательно к наконечниі - индикатора при нулевом показании его стрелки. Как и при всякой смет баз, новая технологическая база связывается с прежней базой размером ограниченным допуском. Все размеры, которые необходимо получить ил детали в результате обработки, пересчитываются и проставляются от но вой технологической базы.

При повышении точности статической настройки размерных ценен технологической системы наряду с механическими устройствами в рят> случаев используются оптико-механические, оптические, электрически' и электромеханические устройства. В частности, в координатно расточных станках применение таких устройств позволяет повысить том ность статической настройки до 0,002 мм.

Основы ТЕХНОЛОГИИ МАШИНОСТРОЕНИЯ

АНАЛИЗ СООТВЕТСТВИЯ ТЕХНИЧЕСКИХ ТРЕБОВАНИЙ, НОРМ ТОЧНОСТИ СЛУЖЕБНОМУ НАЗНАЧЕНИЮ ИЗДЕЛИЯ

В процессе анализа служебного назначения изделия устанавливается перечень технических требований к изделию, обеспечивающих выполне­ние его служебного назначения. Далее устанавливаются качественные и количественные связи между показателями служебного назначения и техническими требованиями …

АНАЛИЗ ТЕХНОЛОГИЧНОСТИ КОНСТРУКЦИИ ДЕТАЛИ И ФОРМИРОВАНИЕ ИНТЕГРАЛЬНЫХ МОДУЛЕЙ ПОВЕРХНОСТЕЙ

Перед тем как разрабатывать технологический процесс, технолог должен оценить технологичность конструкции детали, ее материал, тех­нические требования с точки зрения возможности и эффективности изго­товления детали в производственных условиях предприятия. Большое влияние …

ОРГАНИЗАЦИЯ КОНТРОЛЯ И УПРАВЛЕНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМИ ПРОЦЕССАМИ

Данная функция ТПП непосредственно связана с производственной реализацией результатов разработок и технологических решений. При разработке технологических процессов изготовления изделий для каждой операции определяют входные и выходные параметры каче­ства изделия и …

Как с нами связаться:

Украина:
г.Александрия
тел. +38 05235 7 41 13 Завод
тел./факс +38 05235  77193 Бухгалтерия
+38 067 561 22 71 — гл. менеджер (продажи всего оборудования)
+38 067 2650755 - продажа всего оборудования
+38 050 457 13 30 — Рашид - продажи всего оборудования
e-mail: msd@inbox.ru
msd@msd.com.ua
Скайп: msd-alexandriya

Схема проезда к производственному офису:
Схема проезда к МСД

Представительство МСД в Киеве: 044 228 67 86
Дистрибьютор в Турции
и странам Закавказья
линий по производству ПСВ,
термоблоков и легких бетонов
ооо "Компания Интер Кор" Тбилиси
+995 32 230 87 83
Теймураз Микадзе
+90 536 322 1424 Турция
info@intercor.co
+995(570) 10 87 83

Оперативная связь

Укажите свой телефон или адрес эл. почты — наш менеджер перезвонит Вам в удобное для Вас время.