6.1.4 Управление точностью обработки

Для обеспечения точности обработки партии заготовок недостаточно правильно рассчитать настроенный размер и осуществить настройку станка. Под влиянием переменных систематических погрешностей (износ, затупление, нагрев и т.д.) в процессе обработки происходит смещение поля рассеяния размеров и через какой-то промежуток обработки возникает опасность выхода части заготовок за пределы поля допуска.

Для предотвращения появления брака необходимо произвести поднастройку (подналадку) станка.

Поднастройка станка - процесс восстановления первоначальной точности взаимного расположения инструмента и обрабатываемой заготовки, нарушенного в процессе обработки.

Поднастройка может осуществляться вручную (остановка станка может быть продолжительной).

Увеличение продолжительности работы между поднастройками зависит от увеличения размерной стойкости инструмента. Однако размерная стойкость не зависит от настройки, а зависит от свойств инструментальных материалов.

Автоматизация контрольных измерений и самого процесса поднастройки – единственный путь обеспечения стабильной точности. Для этого применяются приборы активного контроля (так называемые подналадчики). Момент необходимой поднастройки в большинстве случаев определяется в период работы станка без его остановки путем отсчета машинного времени или пути резания или устанавливается с помощью регулярных измерений истинных размеров заготовки (бесконтактными или контактными приборами).

6.2. Управление точностью процесса обработки заготовок по входным данным (3часа).

Второй путь управления заключается в том, что поправка динамической настройки ∆_д, необходимая д/компенсации отклонения размера динамической настройки А_д , вносится за счет изменения последнего. Величина размера динамической настройки А_д зависит от силы резания и жесткости системы. Следовательно, заданной жесткости управлять величиной А_д можно, изменяя силу резания Р. Для изменения силы резания можно использовать любой из факторов, от изменения которого зависит величина и направление этой силы.

Проще всего уменьшать поле рассеяния твердостью, припусками сортируя заготовки, но это очень трудоемко.

Поэтому, при заданной геометрии режущего инструмента и выбранной скорости резания (исходя из стойкости режущего инструмента) достаточно эффективно силой резания можно управлять изменением продольной подачи. Основным преимуществом использования подачи в качестве параметра управления силой резания является возможность создания очень тонкого и чувственного механизма управления упругими перемещениями технологической системы, не имеющего никаких скачков. В соответствии с этим размер статической настройки А_с остается неизменным в течение всего времени обработки деталей между двумя поднастройками, необходимыми для компенсации размерного износа режущего инструмента и осуществляемыми с помощью механизма активного контроля.

Управление подачей может осуществляться рабочим вручную или с помощью системы автоматического управления (САУ). Подача может изменяться дискретно или еще лучше непрерывно автоматически.

Результаты обработки партии чугунных деталей по данным кафедры ТМ Станкина (под руководством проф Б.С. Балакшина ) дали следующие показатели: величина поля рассеяния ω_т=0,061 мм при обычной обработке, сократилось до ω_т=0,027 мм при использовании САУ.

Поле рассеяния погрешности формы детали в продольном сечении с ω_т=0,042/300 сократилось до ω_т=0,012/300 с использованием САУ.

Т.е. управление упругими перемещениями продольной подачей позволяет:

1. существенно повысить точность обрабатываемых заготовок и других показателей качества за счет уменьшения поля рассеяния, порождаемого совокупным действием факторов;

2. увеличить штучную производительность подавляющего большинства технологических систем (рост производительности обработки достигается за счет применения наивысших режимов резания, допускаемых данной технической системой при заданной точности);

3. использовать чрезвычайно тонкий и чувствительный механизм регулирования технологической системы, работающей без скачков, с сохранением постоянного размера А_с;

4. обеспечить обработку заготовок с равномерной нагрузкой технологической системы, что способствует более экономичному использованию оборудования и режущего инструмента.

Недостаток: изменение S увеличивает шероховатость обрабатываемой поверхности, т.е. шероховатость, вследствие колебания S, становиться неоднородной. Во многих случаях этот недостаток не является существенным, т.к. после обычных операций проводят более тонкую доводочную обработку.

Система САУ нашли применение в ряде конструкций станков (с ЧПУ, управляемыми микро ЭВМ и микропроцессорами). Недостаток – дороговизна.