Основы ТЕХНОЛОГИИ МАШИНОСТРОЕНИЯ

Образование погрешностей изготовления детали на технологическом переходе

Погрешность обработки является результатом нарушения заданною закона относительного движения технологических баз заготовки и рабе чих поверхностей инструмента.

Нарушение закона относительного движения заготовки и инстр\ мента происходит в процессе статической и динамической настройки технологической системы.

Задача статической настройки технологической системы - достижс ниє заданного относительного положения и траектории движения рабе чих поверхностей технологической системы без рабочих нагрузок.

Задача динамической настройки технологической системы - дос і и жение заданного относительного положения и траектории движения р.■ бочих поверхностей технологической системы при рабочих нагрузках.

Отсюда суммарная геометрическая погрешность изготовления дета - ни или сборочной единицы

0) = Ц)у + 0)с + 0)д,

І де ojv - погрешность установки; сос - погрешность статической настрой­ки технологической системы; сод - погрешность динамической настройки криологической системы.

Установка включает:

Базирование и закрепление сменных элементов (приспособления, инструмента, заготовки или детали при сборке изделия) технологической системы с требуемой точностью.

Статическая настройка включает:

Настройку размерных и кинематических цепей на заданный закон относительного движения рабочих поверхностей технологической систе­мы с заданной точностью при отсутствии рабочих нагрузок.

На точность статической настройки оказывают влияние, главным образом, собственные геометрические погрешности технологической системы и погрешности установки сменных элементов.

При обработке в результате действия нагрузок возникают упругие и і силовые перемещения, вибрации и др., которые нарушают заданное от­носительное движение рабочих поверхностей, достигнутое во время ста - іической настройки. Поэтому, чтобы достичь заданной геометрической ючности изделия, необходимо учитывать обе составляющие суммарной погрешности и еще на этапе проектирования технологического процесса предусматривать мероприятия, обеспечивающие сумму погрешностей меньше заданного допуска.

Описать аналитически нарушение закона относительного движения заготовки и инструмента, а следовательно, и погрешность обработки можно через отклонения величины замыкающего звена размерной цепи ісхнологической системы. Замыкающим звеном размерной цепи техно - иогической системы является расстояние между технологическими база­ми заготовки и рабочими поверхностями (например, режущие кромки річца) обрабатывающего инструмента.

В процессе статической настройки на этапе установки заготовка и инструмент включаются в размерные и кинематические цепи технологи­ческой системы. Для этого они должны занять требуемое положение от­носительно соответствующих баз станка.

Заготовка устанавливается на столе станка или в приспособлении тех - иоиогической системы и должна быть координирована своими технологиче - I к им и базами относительно вспомогательных баз станка, по которым пере­мещается или вращается сборочная единица системы, несущая заготовку.

І і і

Z ■Ґ

Z ■

Г'-

ПЕ^

Пту

Рис. 1.6.28. Координатные системы продольно-строгального станка

Инструмент при установке тоже должен занять своими рабочими поверхностями положение относительно другого комплекта вспомога­тельных баз станка, по которым перемещается или вращается сборочная единица системы, несущая инструмент. У станков такими вспомогатель­ными базами обычно являются направляющие станины. Например, при обработке деталей на продольно-строгальном станке роль базы для уста­новки заготовки выполняет (рис. 1.6.28) сочетание двух плоских горизон­тальных направляющих станины (Z' - Z'), образующих одну коорди­натную плоскость, второй координатной плоскостью является одна из вертикально расположенных направляющих станины (У' - Y'). Часто для удобства установки заготовки используют систему ZOY, настроенную о і плоскости рабочего стола и боковой поверхности паза.

Для установки резца комплектом баз являются направляющие стой­ки станка, по которым перемещается суппортная группа вместе с резце­держателем и резцом (рис. 1.6.29). Поэтому при установке резец должен занять определенное положение в координатной системе, построенной на этих направляющих.

Образование погрешностей изготовления детали на технологическом переходе

Рис. 1.6.29. Влияние отклонения рабочей плоскости b стола 1 на погрешносп. установки заготовки 2 и изготовленной поверхности а

Таким образом, соответствующие вспомогательные базы станка вы­ступают в роли координатных систем, относительно которых заготовка и инструмент должны занять требуемое положение. Как правило, такими базами являются комплекты вспомогательных баз станка в виде плоских или круговых направляющих. Например, у вертикально-фрезерного стан­ка базами для установки фрезы на станке являются отверстия в стойке, в которых вращается шпиндель. А для установки заготовки базами станка являются горизонтальные и вертикальные поверхности направляющих станины, по которым стол совершает возвратно-поступательные движения.

После того, как заготовка и инструмент правильно координированы на станке, их положения должны быть зафиксированы и сохранены в те­чение всего времени выполнения операции. Для этого и заготовку, и ин­струмент закрепляют тем или иным способом.

В результате базирования и закрепления заготовка и инструмент бу­дут координированы относительно баз станка с некоторой погрешно­стью, которую называют погрешностью установки.

Контролировать погрешность установки сложно, так как доступ к базам станка, как правило, затруднен, поэтому на станках обычно делают специально предназначенные для этой цели поверхности, выступающие в роли координатных плоскостей измерительных баз.

Например, у предельно-строгального (рис. 1.6.28) станка такими ба­зами являются рабочая плоскость стола (X - X) и вертикальная стенка одного из Т-образных пазов (Y-Y) стола. При этом, как правило, базой является средний паз стола, выполняемый с высокой точностью.

Следует помнить, что несовпадение измерительных баз с базами технологической системы увеличивает погрешность установки.

Надо отметить, что количество комплектов баз станка, относительно которых устанавливаются заготовка и инструмент, равно количеству на­правляющих.

Выбор баз станка для установки заготовки и инструмента зависит от поставленной задачи. Рассмотрим в качестве примера токарный универ­сальный станок. Формообразующее движение токарного станка осущест­вляется посредством вращательного движения заготовки и поступатель­ною движения резца. Траектория движения резца будет определяться лвумя комплектами направляющих: комплект направляющих станины обеспечивает продольное перемещение резца, комплект направляющих продольных салазок - поперечное перемещение резца. Вращательное ииижение заготовки обеспечивается посадочными отверстиями в коробке < ьоростей под шпиндель станка.

Таким образом, у токарного станка имеются три комплекта направ­ляющих, которые определяют траекторию движения исполнительных поверхностей, т. е. три комплекта баз станка. При этом продольное и по­перечное движения резца могут осуществляться последовательно или одновременно. В этом случае возникает проблема выбора баз станка для установки резца.

С целью анализа процесса установки резца и заготовки построим координатные системы на основных базах резца Ер, технологических ба­зах заготовки посадочных отверстиях под шпиндель Е61) направляю­щих станины £62 и поперечных направляющих продольных салазок Хб-, (рис. 1.6.30).

В задачу входит выбор баз станка для заготовки и резца. При этом следует подчеркнуть, что в силу невозможности изготовления станка без погрешностей, всегда объективно существуют неточности относительно­го расположения комплектов направляющих. Применительно к токарно­му станку имеет место погрешность расположения трех комплектов на­правляющих: Е6Ь ^62,

Установка заготовки. Пусть на станке нарезается цилиндрическая резьба. Для установки заготовки на станке имеется только один комплект направляющих, с помощью которого в процессе движения заготовки оп­ределяется ее положение. Таким комплектом направляющих являются по­верхности отверстий коробки скоростей ПОД опорные шейки шпинделя Lgl-

Образование погрешностей изготовления детали на технологическом переходе

Погрешность установки заготовки £3 относительно системы Z6! по угловым координатам ці и 0 вызовет изменение величины радиального биения заготовки вдоль ее оси.

Погрешность установки заготовки по угловой координате ср приве­дет к угловому смещению положения захода резьбы на торце. Теоретиче­ски нет разницы между установками заготовки по координате ср относи­тельно системы Eg і или относительно системы Еб2. Для выбора базы ус­тановки в этом случае надо знать, относительно какой системы установ­лен резец. И заготовка, и резец для сведения погрешности настройки к минимуму должны быть установлены относительно одной и той же сис­темы координат: Еб! или Е62. Учитывая конструкцию токарного станка, сначала должен быть установлен резец по координате ср, а затем заготов­ка, так как заготовкой легко осуществить регулировку ее положения по координате ф.

Отклонения положения системы Е3 относительно системы Е61 по ли­нейным координатам Y и Z вызовут одинаковое радиальное биение заго­товки на всем протяжении оси заготовки. Погрешность установки заго­товки по координате X вызовет погрешность линейного размера, опреде­ляющего положение резьбы на заготовке. Установка заготовки по коор­динате X также может быть осуществлена относительно системы Ебі или Хм при условии, что резец будет установлен по координате X относи­тельно той же системы координат. Поскольку на станке имеется меха­низм регулировки положения резца по координате X, постольку целесо­образно сначала установить заготовку, а затем резец.

Если установить заготовку по координатам ці, 0, у, z относительно направляющих станины (2б2), то в силу наличия погрешностей относи­тельного положения баз станка Е61 и Еб2, обусловленных погрешностью изготовления станка, появятся дополнительные погрешности установки. Таким образом, заготовку следует устанавливать относительно координат­ной системы Х6Ь построенной на базах станка под шпиндель (по координа - I ам ф и X заготовка может быть установлена относительно системы Е62).

Установка резца. Дія обеспечения формообразующего движения при нарезании цилиндрической резьбы резец должен совершать поступа - ісльное движение вдоль оси шпинделя (061^б1). Это движение обеспечива­йся направляющими станины станка (Z62). Учитывая погрешность относи - кмп. ного положения баз станка £61 и Ее2, необходимо выбрать такую базу сынка из перечисленных двух, при которой влияние погрешности их от­носительного положения на погрешность обработки будет минимальным.

Согласно известным рекомендациям, установим резец относительна базы станка £б2 и обозначим погрешность положения L52 относительно Z6| через отклонения по шести координатам: Дх, Ду, Дг, Дер, Ду, Д0.

Отклонение Дф установки резца по угловой координате ці вызове і погрешность ширины профиля резьбы (рис. 1.6.31, а). Кроме того, изме­нятся углы X, (Х| и а2, что ухудшит условия резания боковыми режущими кромками резца. В связи с этим резец по координате следует устанавли­вать относительно системы Е61.

Отклонение Дер вызовет погрешность профиля резьбы по высоте, так как проекция МА' на МА будет меньше последней (рис. 1.6.31, б). При этом изменятся передний и задний углы резца, поэтому и по координа­те ф резец надо устанавливать относительно системы

Погрешность Д0 приводит к тому, что профиль резьбы окажется не перпендикулярным оси заготовки (рис. 1.6.31, в). Кроме того, изменятся главный и вспомогательный углы резца в плане. В связи с этим по угло вой координате 0 резец надо устанавливать относительно системы £61.

Отклонения по линейным координатам, в частности по координаїс Ду, вызовут погрешность среднего диаметра резьбы, по координате Ах погрешность положения резьбы по оси заготовки, и Дг - погрешность среднего диаметра резьбы и искажение профиля резьбы.

Образование погрешностей изготовления детали на технологическом переходе

Таким образом, резец следует устанавливать относительно направ­ляющих шпинделя Е61, а не относительно направляющих станины станк;і £б2- Однако, в отличие от установки заготовки на станке, для резца име ется механизм перемещения его по линейным координатам X и Y, чт позволяет легко компенсировать погрешности /к и Дг. Аналогично должны устанавливаться и другие сменные элементы технологическом системы.

Образование погрешностей изготовления детали на технологическом переходе

Рис. 1.6.31. Влияние угловых отклонений положения резца на точность профиля резьбы (штриховой линией показано положение резца в результате погрешности углового положения резца)

На основании проведенного анализа выбора баз станка можно сде­лать выводы:

1. При проектировании и осуществлении операций механической обработки деталей необходимо решать задачу обеспечения точной уста­новки не только заготовки, но и других сменных элементов технологиче­ской системы, таких как режущий инструмент, приспособления для за­крепления заготовки и режущего инструмента и др.

2. Под погрешностью установки сменного элемента будем понимать отклонения по шести координатам положения системы координат, по­строенной на основных базах сменного элемента относительно системы координат, построенной на комплекте направляющих, выбранных в каче­стве баз станка.

3. Погрешность установки заготовки оказывает непосредственное влияние на точность обработки и косвенно через распределение припуска на обрабатываемых поверхностях; погрешность установки режущего ин­струмента непосредственно влияет на точность обработки, а также на параметры геометрии резания.

4. Станок, как правило, имеет несколько комплектов направляющих, которые могут выступать при установке в качестве баз станка; число комплектов баз станка определяется числом элементарных движений (вращение, поступательное движение) заготовки и режущего инструмен­та, обеспечивающих формообразующее движение.

5. Установка заготовки или режущего инструмента может произво­диться по разным координатам относительно разных комплектов баз станка (чаще относительно двух комплектов баз).

6. Точность установки, когда отсутствуют механизмы коррекции, осуществляется методами полной или неполной взаимозаменяемости. Если имеются механизмы коррекции, то точность установки можно дос - іигнуть методом регулировки.

7. Смена координаты движения заготовки или режущего инструмен - іл может изменить выбор комплектов баз станка.

8. В случае смены координаты движения заготовки или режущего инструмента при неизменной установке последних будет иметь место изменение погрешности установки.

После установки заготовки и инструмента необходимо осуществить патическую настройку технологической системы при отсутствии рабо­чих нагрузок.

В задачу статической настройки входит обеспечение закона относи - к'пмюго движения и положения технологических баз заготовки и рабо - чих поверхностей инструмента. Это достигается путем настройки раз­мерных и кинематических цепей технологической системы, в которые включаются своими размерами заготовка и инструмент.

С помощью настройки размерных цепей определяется начальное положение рабочих поверхностей и инструмента относительно техноло­гических баз заготовки. Например, при установке на токарном станкс заготовки в центрах надо обеспечить требуемое расстояние между вер­шиной резца и линией, проходящей через центровые гнезда заготовки.

С помощью настройки кинематических цепей обеспечиваются за­данная траектория и скорости движения инструмента относительно тех­нологических баз заготовки.

Во время обработки заготовки между рабочими поверхностями ин­струмента и материалом заготовки возникают силы резания, силы трения, образуется тепло, стружка и происходит ряд явлений, сопутствующих обработке. Это порождает отклонения фактического относительного движения инструмента и заготовки от заданного, в результате чего воз­никает погрешность обработки. Поэтому после статической настройки осуществляют динамическую настройку размерных и кинематических цепей технологической системы. Задачей этой настройки является сведе­ние к минимуму отклонений закона относительного движения заготовки и инструмента от заданного, возникающих в процессе обработки.

Каждая из настроек осуществляется с соответствующими погрешно­стями. В свою очередь каждая из погрешностей представляет сумму сис­тематических и случайных погрешностей, порождаемых большим коли­чеством факторов, действующих во время установки обрабатываемой заготовки, статической и динамической настройки кинематических и размерных цепей технологической системы.

Основными причинами погрешности установки заготовки и инст румента являются:

Погрешности технологических баз, исполнительных поверхностей станка, приспособления или рабочего стола, - используемые для опреде­ления положения заготовки и инструмента;

Нарушение правила шести точек при определении положения заго­товки и инструмента;

Неправильное приложение силового замыкания (создание недоста точной величины силы зажима, неправильный выбор точек применения сил зажима и последовательности приложения);

Неправильный выбор измерительных баз, метода и средств измерения, неорганизованная смена баз в процессе закрепления заготовки и им струмента;

Недостаточная квалификация рабочего и ряд других причин.

Основными причинами образования погрешности статической на­стройки сос размерных и кинематических цепей технологической систе­мы являются:

Неправильный выбор измерительных баз и метода измерения; неправильный выбор метода и средств статической настройки раз­мерных и кинематических цепей;

Геометрическая погрешность оборудования, приспособлений и ре­жущего инструмента (погрешности изготовления; состояние и т. д.);

Недостаточная квалификация и ошибки, допущенные рабочим или наладчиком, производящим статическую настройку, и ряд других причин.

Основными причинами, порождающими погрешность сод динамиче­ской настройки размерных и кинематических цепей технологической системы, являются:

Неоднородность материала заготовки; колебания припусков на обработку;

Недостаточная жесткость технологической системы по координате перемещения режущего инструмента и заготовки;

Изменение направления и величины сил, действующих в процессе обработки;

Качество и состояние режущего инструмента; состояние оборудования и приспособлений;

Температура обрабатываемой заготовки, оборудования, приспособ­лений. обрабатывающего и измерительного инструмента и среды, и осо­бенно ее колебания;

Свойства, способ применения и количество смазывающе - охлаждаюшей жидкости;

Неправильный выбор методов и средств для измерения погрешности динамической настройки;

Вибрация технологической системы;

Недостаточная квалификация и ошибки рабочего или наладчика и ряд других причин.

В соответствии с изложенным, в результате обработки заготовки возникает погрешность обработки, в общем случае равная:

А) алгебраической сумме погрешностей установки, статической и линамической настройки (при изготовлении одной заготовки обработки):

Д = Ду + Дс + Дд;

Б) сумме абсолютных значений полей рассеяния погрешностей ус - I іпювки, статической и динамической настройки (при изготовлении пар­ши заготовок):

СО = (0у + (0С + (Од.

Основы ТЕХНОЛОГИИ МАШИНОСТРОЕНИЯ

ОСНОВЫ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ПОДГОТОВКИ ПРОИЗВОДСТВА

Технологическая подготовка производства (ТПП) - это часть технической подготовки и составляет примерно половину ее трудоемко­сти. ТПП - это совокупность мероприятий, обеспечивающих технологи­ческую готовность производства к выпуску продукции с заданным объе­мом …

ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ

К основным исходным данным относятся: 1) описание изделия, под­лежащего изготовлению; 2) рабочие чертежи и технические требования на изделие и его элементы; 3) намеченный такт выпуска изделий; 4) ус­ловия, в которых …

АВТОМАТИЗАЦИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ПОДГОТОВКИ ПРОИЗВОДСТВА

Основной целью автоматизации ТПП является повышение качества и сокращения сроков решения задач технологической подготовки, сни­жение стоимости и цикла действующей технологической подготовки производства. Передача решения многих задач ЭВМ, постепенное объединение их …

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.