7. Суммарная погрешность механической обработки

Для обоснованного проектирования технологических процессов необходимо определить суммарную погрешность обработки, для расчета которой используются такие методы: расчетно-аналитический, вероятностно-статистический и расчетно-статистический.

Определение суммарной операционной погрешности выполняется в следующей последовательности:

• изучение условий выполнения операций (способ выполнения размера, характеристика станка и оснастки, анализ режимов резания и др.);

• выявление перечня факторов, вызывающих элементарные первичные погрешности установки и обработки;

• определение значений элементарных погрешностей;

• установление законов распределения для каждой погрешности;

• суммирование элементарных погрешностей.

Достоверное значение суммарной погрешности можно получить, если суммирование первичных погрешностей выполнять по правилам теории вероятности и математической статистики.

Методика расчета суммарной погрешности зависит от метода выполнения операции. При обработке заготовок на предварительно настроенном станке суммарная погрешность определяется по формуле

, (2.15)

где t_Δ – коэффициент риска;

λ1 – λ5 – относительные средние квадратические отклонения, зависящие от закона распределения размеров;

Δ_у.д. – погрешность от упругих деформаций элементов системы СПИД;

Δуст. – погрешность установки заготовки;

Δ_н – погрешность наладки станка;

Δ_и – погрешность, вызываемая износом режущего инструмента;

Δ_θ – погрешность от воздействия температурных деформаций;

∑Δ_ф – сумма погрешностей формы, вызываемых геометрическими неточностями станка и деформациями заготовки.

Исследованиями установлено, что λ1 =λ2 = λ3 = 1/9,т.е. распределение погрешностей соответствует закону нормального распределения. Распределение погрешности от размерного износа инструмента подчиняется закону равной вероятности, т.е.λ4 =1/3. Закономерность изменения погрешностей от температурных деформаций трудно установить, поэтому принимается λ5 =1/3. Приняв t_Δ=3,при риске 0,27%, приведем формулу (2.15) к такому виду:

. (2.16)

Суммарная погрешность размера, выполняемого методом пробных рабочих ходов, для индивидуально обрабатываемой заготовки, определяется по формуле

, (2.17)

где Δуст.инс.– погрешность установки режущего инструмента;

Δ3 – погрешность, вызванная зажимными силами;

Δ_ст – погрешность формы поверхности, возникающая из-за геометрических неточностей станка.

Суммарная погрешность диаметра отверстия, обрабатываемого сверлами, зенкерами и развертками, определяется по формуле

, (2.18)

где а_мах – увеличение диаметра отверстия при наибольшем предельном размере инструмента;

Т_и – допуск на диаметр инструмента;

Δ_и – размерныйизнос, допустимый принаименьшем предельном диаметре инструмента;

а_тiп –увеличение диаметраотверстия, при допустимом наименьшемдиаметре инструмента, с учетом его размерного износа.

Рассчитанная величина суммарной погрешности не должна превышать допуск на соответствующий размер детали.

На точность обработки деталей оказывает влияние большое количество взаимосвязанных между собой факторов.

На рис. 2.8 схематически показана система СПИД и основные факторы, вызывающие погрешность обработки [3].

Для получения заданной точности обработки необходимо:

• рассчитать оптимальные режимы резания с учетом фактической жесткости системы СПИД, точности и экономичности обработки;

• выполнить первоначальную наладку системы СПИД на основании расчетов суммарной погрешности обработки;

• точно управлять процессом обработки (вручную или автоматически) и своевременно производить подналадку системы СПИД.