Качество полученной после обработки детали характеризуется точностью обработки. От того, насколько точно будет выдержан размер и форма детали при обработке, зависит правильность сопряжения деталей в изделии и, как следствие, надежность изделия в целом. Так как обеспечить абсолютное соответствие геометрических размеров детали после обработки требуемым значениям невозможно, вводят допуски на возможные отклонения.
Технологическую систему характеризуют следующие основные погрешности:
- Установки заготовок в приспособлении с учетом колебания размеров баз, контактных деформаций установочных баз заготовки и приспособления, точности изготовления и износа
приспособления. - Колебания упругих деформаций технологической системы под влиянием нестабильных нагрузок, действующих в системе переменной жесткости.
- Наладки технологической системы на выдерживаемый
размер. - Износа режущего инстумента.
- Износа станка.
- Колебания упругих обьемных и контактных деформаций элементов технологической системы вследствие их нагрева при резании, трения подвижных элементов системы, изменения температуры в цехе.
В данной работе наиболее подробно рассмотрены виды погрешности установки заготовки, а также указаны общие положения о точности обработки детали (заготовки).
1. Погрешность установки заготовки
При механической обработке на заготовку действуют силы резания, поэтому ее необходимо надежно закрепить.
Под установкой заготовок понимается процесс базирования и закрепления заготовок в приспособлении для её обработки, сборки или контроля.
При установке заготовки в приспособлении возникает погрешность установки. Под погрешностью установки понимается отклонение фактически достигнутого положения заготовки или изделия при установке от требуемого.
Погрешность установки определяется по формуле:
εу = εб + εЗ + εпр
Формула представляет собой векторное выражение, которое значит, что отдельные составляющие (погрешности базирования, закрепления и приспособления) могут как увеличивать погрешность установки, так и уменьшать её. Это зависит от знака этих погрешностей.
Значение погрешности установки в таком случае определяется по следующей формуле:
Разработка технологического процесса механической обработки детали (2)
... учетом других условий производства . При проектировании технологического процесса механической обработки для конструктивно сложных деталей важно иметь данные о конфигурации и размерах заготовки и, в частности, - о наличии ... данной марки можно выполнять различные токарные работы как индивидуального характера, так и мелкосерийного производства, которые предполагают работу в патроне и в центрах. В ...
1.1 Погрешность базирования
Погрешность базирования — это отклонение фактически достигнутого положения заготовки при базировании от заданного, или требуемого.
Погрешность базирования возникает
1. При несовпадении
2. При смещении измерительной базы, вызываемом смещением технологической базы (пример 1.2).
Пример 1.1: Фрезерование паза призматической детали в размеры A и B с использованием концевой фрезы (рис. 1.1.1).
Рисунок 1.1.1. Фрезерование паза призматической детали: 1, 2 — обрабатываемые поверхности; A, B — размеры обработки; C, D — габаритные размеры заготовки; 3, 4 — свободные поверхности; 5, 6, 7 — базовые поверхности.
Перед механической обработкой заготовки на настроенном станке (С, Кс, М производства), режущий инструмент (на рис. 1.1.1 — концевая фреза) настраивается на размеры обработки (на рис. 1.1.1 — размеры A и B), а затем проводится обработка всей партии заготовок (n > 2 шт.).
В результате такой «массовой» обработки погрешность базирования входит в допуск на выполняемый размер. Поэтому важно исключить погрешность базирования из процесса обработки.
При нахождении погрешностей базирования необходимо учитывать выбранную схему базирования.
Комплект технологических баз (рис. 1.1.1):
- установочная технологическая база (опорные точки 1, 2, 3);
- направляющая технологическая база (опорные точки 4, 5);
- опорная технологическая база(точка 6).
Анализ погрешностей базирования проводится для всех размеров обработки.
В данном случае (рис. 1.1.1) проводится фрезерование паза в размеры A и B.
Анализ погрешностей базирования (рис. 1.1.1):
1. Погрешность базирования размера A равняется нулю, т.к. измерительная база (поверхность 6) совпадает с технологической базой (поверхность 6).
Краткая форма записи этого выражения:
Размер A измеряется между поверхностями 6 и 2, при этом положение поверхности 6 не изменяется, а положение поверхности 2 изменяется при обработке и определяется допуском ITA на размер A.
Поверхность 6 — технологическая база, т.е. поверхность, по которой деталь устанавливается в приспособление.
Поверхность 6 — измерительная база, т.е. поверхность, от которой измеряется полученный размер.
2. Погрешность базирования размера B не равняется нулю, т.к. измерительная база (поверхность 3) не совпадает с технологической базой (поверхность 5):
Положение поверхности 5 остаётся неизменным, а положение измерительной базы (поверхности 3) зависит от размера D и формирует погрешность базирования на размер B:
Вывод: погрешность базирования равна сумме допусков размеров, связывающих измерительную базу с технологической базой.
Чтобы исключить погрешность базирования на размер необходимо при выборе схемы базирования устанавливать опорные точки на измерительные базы.
Так на рисунке 1.1.2 показаны два варианта назначения схемы базирования: в одном случае погрешность базирования возникает, а в другом нет.
Описание конструкции и назначения детали, анализ ее технологичности
... к группе тел вращения с габаритными размерами 120мм×130мм. Деталь состоит из цилиндрического основания и двух расположенных симметрично цилиндрических бобышек. Цилиндрическое основание является черной базой и имеет ... тех. процессу ОГМет. Горячештамповочный пресс - 010 Контрольная. Контролировать марку материала и размеры заготовки согласно чертежа. Стол ОТК. - Штангециркуль ШЦ-I-150-0,1ГОСТ 166-80 ...
Рисунок 1.1.2. Фрезерование паза призматической детали: а — погрешность базирования возникает; б — погрешность базирования отсутствует
Погрешность базирования может быть допущена технологом (рис. 1.1.2, а — «допустимо»), если в итоге погрешность установки меньше допуска на выполняемый размер. При этом нужно учитывать то, что на допуск выполняемого размера влияет набор факторов помимо погрешности установки: погрешности оборудования, наладки, режущего инструмента и т.д. Поэтому необходимо исключить погрешности базирования на стадии проектирования технологического процесса.
Пример 1. 2: Фрезерование паза цилиндрической детали в размер A с использованием концевой фрезы. Установка детали производится в призме (рис. 1.1.3).
Рисунок 1.1.3 Фрезерование паза цилиндрической детали
При фрезеровании цилиндрической заготовки (рис. 1.1.3) диаметром Dmin, положение технологической базы определяется точкой b, а при фрезеровании заготовки диаметром Dmax, положение технологической базы переходит в точку b1.
При настройке режущего инструмента на размер A проводилось фрезерование заготовки диаметром Dmax, и положение измерительной базы определялось точкой a1.
При фрезеровании заготовки диаметром Dmin измерительной базой становится точка a.
В конкретном примере, погрешность базирования размера A возникает за счет изменения положения измерительной базы:
Глубина паза A цилиндрической детали, показанной на рисунке 1.1.3, задаётся конструктором от нижней точки, но возможны и другие варианты проставки этого размера: от верхней точки B или от оси детали C. При этом погрешности базирования этих размеров, когда деталь устанавливается в призму по схеме рисунка 1.1.3, будут различаться (рис. 1.1.4).
Рисунок 1.1.4. Варианты простановки размеров на глубину паза, отверстия,
лыски
Из рисунка 1.1.4 видно, что максимальная погрешность базирования возникает в случае простановки глубины паза от верхней точки.
Пример 1.3 : Сверление отверстия ступицы в размер A. Установка детали производится на плоскость и цилиндрический палец (рис. 1.1.5).
Рисунок 1.1.5 Сверление отверстия ступицы: а — зазор распределен равномерно; б — зазор распределен с одной стороны; A, Aн — размер наладки сверла; Aф — фактический размер, получаемый при сверлении; d — диаметр цилиндрического пальца; D — диаметр отверстия заготовки
На рисунке 1.1.5 два крайних варианта установки заготовки типа «ступица» на плоскость и цилиндрический палец по посадке с зазором:
1. Случай 1 (рис. 1.1.5, а): заготовка была установлена рабочим ровно по своей оси, при этом погрешность базирования размера A равняется нулю:
2. Случай 2 (рис. 1.1.5, б): заготовка была сдвинута рабочим к
1.2. Погрешность закрепления.
Погрешность закрепления — это отклонение фактически достигнутого положения заготовки при закреплении от заданного.
Погрешность закрепления возникает при совпадении направления выполняемого размера с направлением действия силы закрепления за счет упругих и пластических деформаций в местах контакта заготовки с опорой приспособления.
Технологическая оснастка» : «Установочные элементы станочных ...
... долю в общем парке технологической оснастки составляют приспособления, применяемые для установки и закрепления заготовок деталей, обрабатываемых на металлорежущих ... 8. Схемы полного базирования схему упрощенного базирования На рис. 8 показана заготовка с подлежащим обработке уступом А, ... с его корпусом. При наличии погрешностей формы и размеров заготовок они всегда должны обеспечить установку ...
Каждая заготовка при обработке должна быть не только сбазирована, но и закреплена. Силы закрепления воздействуют на заготовку и опорные элементы приспособлений вызывая их собственные и контактные деформации. В результате этих деформаций измерительная база заготовки смещена и возникает погрешность закрепления — εЗ (рис. 1.2.1).
Рисунок 1.2.1. Схема образования погрешности закрепления
Причем эта погрешность закрепления оказывает влияние на размер Н, т.к. измерительная поверхность под действием сил закрепления Q переместится на величину εЗ из положения 1-1 в положение 2-2. В то же время на размер А погрешность закрепления не оказывает влияние.
В большинстве случаев, т.к. фактическая площадь контакта заготовки с опорными элементами приспособлений на один-два порядка меньше их геометрических размеров, погрешности закрепления будут определяться контактными деформациями.
В технологии машиностроения для таких расчетов достаточно часто используют эмпирическое уравнение
εЗ = CQm,
где С и m — коэффициенты, зависящие от формы опорных элементов приспособления, твердости материала заготовки и качества ее установочной измерительной поверхности. Их значения приведены в справочной литературе.
Силы закрепления могут вызывать отклонение формы получаемой поверхности (рис. 1.2.2)
Рисунок 1.2.2. Погрешность формы обработанной поверхности заготовки, вызываемая её закреплением: а) — заготовка до установки на станке, б) — после закрепления в трехкулачковом патроне, в) — после обработки, г) — после снятия со станка.
1.3. Погрешность приспособления.
Третьей составляющей погрешности установки является погрешность приспособления εпр. Эта погрешность зависит от точности изготовления приспособлений, износа их опорных элементов и от погрешности установки приспособлений на станках, и определяется следующим выражением:
Особенно ярко проявляется влияние погрешности приспособления на точности межосевого расстояния А, обрабатываемых отверстий заготовки 1 при сверлении по кондукторным втулкам 2 (рис. 1.3.1).
В данном случае погрешность приспособления полностью переносится на деталь.
Рисунок 1.3.1. Схема установки заготовки при сверлении отверстий по кондуктору
2. Точность обработки. Общие положения
Качество машин в значительной мере определяется точностью их изготовления.
Под точностью обработки понимают соответствие размеров, формы и взаимного расположения поверхности, шероховатости требованиям чертежа и техническим условиям.
По ряду причин при любых методах обработки полученное значение параметра отличается от заданного, и разность этих значений называется погрешностью обработки.
Абсолютная погрешность обработки выражается в единицах рассматриваемого параметра и определяется разностью между действительным размером, полученным значением и его начальным или заданным значением:
∆X = Xдейств — Xнач
Отношение (∆X/ Xнач)
- 100% называется относительной погрешностью.
2.1. Классификация погрешностей обработки.
Классификацию погрешностей обработки можно условно представить
Обработка плоских поверхностей
... заготовок на начальных операциях обработки уменьшает негативное воздействие деформаций на точность обработки крупногабаритных корпусных деталей. Выполнение данного способа приближает поверхности заготовок ... было показано возникновение погрешностей в виде уступов на обработанной поверхности по причине ... части таких массивных деталей коробчатой формы под воздействием сил тяжести всегда ...
- погрешность размеров ∆d;
- погрешность расположения ∆р;
- погрешность формы ∆ф;
- шероховатость поверхности ∆ш;
- волнистость формы ∆в;
— Заданные чертежом допуски, ограничивающие отклонения геометрических поверхностей деталей должны обеспечить служебное назначение машины. Эти допуски устанавливаются в соответствии со стандартами. Стандарты единой системы допусков и посадок (ЕСДП) распространяются на гладкие сопрягаемые и несопрягаемые поверхности и т.д.
