6.3. Особенности и методы достижения точности замыкающего звена

Обеспечение точности замыкающего звена начинается с размерной настройки станка. Под размерной настройкой станка понимают подготовку станочной технологической системы к выполнению определенной технологической операции (перехода). Поднастройка станка – это дополнительная регулировка элементов технологической системы в процессе обработки с целью восстановления достигнутого при первичной настройке значений параметра замыкающего звена.

На практике применяют статическую и динамическую настройку станка.

Статическая настройка заключается в установке инструмента на неработающем станке до прикосновения к поверхности эталона (или готовой детали), закрепленного в патроне. После этого производится регулирование элементов станка, ограничивающих перемещения суппортов. Далее эталон снимается и выполняется испытательная обработка детали.

Прежде чем в процессе резания начнет формироваться действительный размер детали в системе СПИД, создается натяг. При этом вершина резца смещается на величину Δd_д от того положения, которое она занимала после статической настройки, т.е. перед началом процесса резания. Действительный размер детали включает в себя две составляющих

, (6.17)

где d_c – размер после статической настройки; Δd_д – изменение действительного размера из-за деформаций системы СПИД: +Δd_д – при обработке валов; –Δd_д – при обработке отверстий.

Отклонения действительного размера Δd_д представляют собой величину корректировки величины размера, связанную с упругими деформациями и смещениями в подвижных соединениях СПИД.

Динамическая настройка заключается в корректировке положения режущих кромок на величину Δd_д и может быть автоматизирована при автоматическом измерении d_д.

Анализируя размерную цепь (см. рис. 6.1), точность станка, инструментальную оснастку, способ крепления инструмента или инструментальных блоков на станке, технолог выбирает метод автоматического достижения точности замыкающего звена (х_Δ или z_Δ) при замене инструмента.

Известны четыре базовых метода достижения точности замыкающего звена технологической размерной цепи.

1. Метод полной взаимозаменяемости.

2. Метод размерной настройки инструментов или инструментальных блоков вне станка.

3. Метод размерной настройки станка по результатам измерения действительного размера детали на станке. Метод позволяет компенсировать первоначальную погрешность установки инструмента и поддается автоматизации с применением методов и средств измерения действительного размера детали в процессе обработки.

4. Метод размерной настройки по результатам измерения положения режущих кромок инструмента в системе координат станка с помощью датчиков касания. Метод поддается автоматизации.

6.3.1. Метод полной взаимозаменяемости

Метод полной взаимозаменяемости состоит в том, что сумма допусков составляющих звеньев размерных цепей l, f и c (рис. 6.14) сборного режущего инструмента должна быть меньше или равна допуску размера замыкающих звеньев, станочных технологических размерных цепей.

Метод предусматривает применение высокоточного мерного цельного или сборного режущего инструмента.

Положение режущих кромок мерного инструмента зависит от погрешностей установки, базирования и закрепления сменного элемента. Метод оправдывает себя при малом количестве составляющих звеньев в размерной цепи, например, при замене СМП на резце (рис. 6.15) – звено х₅₆ (см. рис. 6.1).

СМП базируется непосредственно в гнезде державки и лишается при этом шести степеней свободы. В связи с установкой или поворотом СМП обеспечивается постоянство баз между СМП и гнездом державки. Кроме того, время на замену или поворот СМП, т.е. время на восстановление режущих свойств инструмента сокращается до 15–20 с.

Точность замыкающего звена х_Δ по координате х в связи с заменой СМП будет зависеть от погрешностей расположения вершины режущей кромки в радиальном направлении и по высоте резца (размерные цепи l и c на рис. 6.14).

Размер l₂ размерной цепи l зависит от размеров m и d СМП по ГОСТ 19042-80. Размер c₁ после замены СМП будет зависеть от точности размера S СМП по стандарту. Погрешности размеров m и d оказывают прямое влияние на замыкающее звено х_Δ, а погрешность размера S – косвенное влияние через положение вершины резца по координате у.

Рисунок 6.14 – Размерные цепи l, f и c сборного режущего инструмента,

оснащенного СМП

Между погрешностью замыкающего звена Δх и смещением вершины резца ΔS по высоте имеет место зависимость

(6.18)

где Δх – погрешность диаметра заготовки, мм; ΔS – погрешность размера S по высоте СМП; d_max = d + es – наибольший предельный размер заготовки на рассматриваемом технологическом переходе.

Рисунок 6.15 – Схемы базирования СМП в гнезде державки у подрезных

и проходных резцов

Для СМП класса точности L погрешность ΔS составляет ± 0,025 мм. При обточке заготовки диаметром Ø50_–0,08 замена СМП вызовет погрешность Δх диаметра, мм:

Большее влияние на точность замыкающего звена оказывает погрешность размера m СМП по ГОСТ 19042-80. Для СМП класса точности L она составляет 0,05 мм.

Замена СМП обеспечивает точность обрабатываемых деталей в пределах 8–9-го квалитетов. Сравнительно низкая точность обработки в связи с заменой СМП обусловливается погрешностями изготовления гнезда, установки и закрепления СМП в державке резца. Погрешность размера m СМП по-разному проявляется в ее действии на диаметр заготовки в зависимости от формы пластины и от ее расположения относительно направления подачи.

Смещение СМП при закреплении зависит также от способа крепления (Р, М, С, S), конструкции механизма крепления пластины, а также от направления силы зажима пластины по отношению к базовым поверхностям гнезда державки резца.