2. Факторы, влияющие на точность обработки деталей

При изготовлении детали выполняется ряд последовательных технологических операций с применением технологической системы: различных станков, инструментов, приспособлений и приборов. Предписанная конструктором точность детали достигается в результате проявления всех факторов технологического комплекса обработки, которые оказывают свое влияние на процесс формирования размеров, формы и качества поверхности. Поскольку входные параметры заготовки при переходе от одной операции к другой изменяются, влияние этих факторов на точность исполнения операции может быть различным. Точность основных параметров детали фиксируется контролем после выполнения завершающей операции всего технологического комплекса ее обработки.

Погрешности, имеющиеся при использовании технологических баз, оказывают свое прямое влияние на точность изготовляемых изделий. При определенных условиях эти погрешности могут суммироваться таким образом, что погрешность в изготовлении изделий будет значительно больше погрешностей, которые имеются при изготовлении деталей и составных частей изделий. При базировании заготовки на станке для механической обработки совмещают ее базирующие поверхности с опорными точками или базирующими поверхностями станка, обеспечивающими полную определенность получения после обработки нужных размеров и формы детали. Определенность базирования необходимо сохранить на весь период выполнения операции механической обработки. Это достигается обеспечением постоянного контакта заготовки с опорными точками, по которым произведено базирование. Постоянство контакта заготовки с опорными точками при базировании достигается силовым замыканием. Силовое замыкание при базировании может обеспечиваться силами трения, упругими силами материала, специальными зажимами и т. д. При силовом замыкании возникают контактные напряжения и возможны некоторые деформации заготовки, которые могут повлиять на точность обработки. Для устранения влияния этих факторов необходимо установить удобное место приложения сил и рациональную последовательность их действия, исключающую возможность изменения положения и формы заготовки при базировании. Если жесткость заготовки или ее форма не обеспечивает надежного предела силового замыкания, при базировании используют приемы, снижающие усилие закрепления, или приспособления, повышающие жесткость заготовок. Например, раскрой шпона производят в пачке, прижимаемой к столу прижимом. Необходимое совмещение базирующих поверхностей станка и заготовки возможно, если они имеют совпадающие правильные геометрические формы (плоскости, цилиндры и т. п.). Это обусловливает необходимость обязательной обработки базовых поверхностей заготовки с обеспечением надлежащей геометрической точности их по форме. В процессе осуществления всего комплекса технологических операций механической обработки заготовок могут изменяться их базовые поверхности. Изменение может быть преднамеренным, обусловленным условиями обработки, или непреднамеренным. Изменение технологических баз в процессе механической обработки заготовки обычно снижает точность ее формы и размеров. На всех технологических операциях следует стремиться использовать одни и те же технологические базы. Это обеспечит максимально возможную точность обработки заготовок без необходимости повышения требований к точности исполнения отдельных операций. Базирование заготовок может быть подвижным, неподвижным и в центрах. При подвижном базировании заготовка перемещается по неподвижному базирующему элементу станка (столу, линейке, шинам и т. п.).

При неподвижном базировании заготовка закрепляется на подвижном элементе станка (конвейер, каретка и т. п.). Более высокая точность обработки детали достигается при неподвижном базировании заготовки, которое используется при позиционном и позиционно-проходном методе обработки. Подвижное базирование применяют на проходных операциях при продольном фрезеровании заготовок, имеющих грубо обработанные поверхности, для получения чистых, определенно ориентированных поверхностей, которые в дальнейшей обработке используют при неподвижном и подвижном базировании и обеспечивают высокую точность получаемой детали. Базирование в центрах используют при объемной обработке заготовок точением и копированием. В качестве технологических баз необходимо выбрать те поверхности или оси детали, относительно которых должны занимать определенное положение другие ее поверхности, подлежащие формированию на данном переходе или операции. Для требуемой точности безразлично, какая из двух поверхностей, ограничивающих данный размер, будет принята за базу. В первую очередь следует выбирать базы, обеспечивающие наибольшую точность поворотов заготовки, а затем - обеспечивающие ее линейные размеры.

Для достижения наибольшей точности положения заготовки при ее повороте в качестве технологической базы следует использовать поверхность с наибольшими размерами. В качестве измерительных баз рационально выбирать такую поверхность, с которой связаны другие поверхности детали в процессе ее использования. Обычно измерительные и сборочные базы совпадают. Это условие повышает точность сборочных, единиц, исключает необходимость их дополнительной обработки.

Жесткость системы крепления детали и резца определяется как отношение приращения силы к приращению деформации в направлении действия этой силы

Жесткость системы, т. е. ее деформация, проявляется в месте формирования размера, а сила проявляется в месте ее действия. При этом учитывается и упругая деформация заготовки, обусловленная особенностью ее закрепления. Увеличение жесткости системы крепления резца и заготовки способствует уменьшению. погрешности обработки. Это достигается путем сокращения числа звеньев в этой системе, увеличением усилий закрепления и площадей контактов при базировании.

Деформация заготовок из-за перераспределения внутренних напряжений обычно проявляется после удаления поверхностных слоев с заготовки при выполнении операции со снятием слоя. При одностороннем фрезеровании прессованных и клееных материалов происходит нарушение равновесия внутренних сил и напряжений. Это приводит к короблению заготовок и резкому снижению точности их формы. Для устранения этого желательно перед обработкой заготовок снизить эти внутренние напряжения. Снижение внутренних напряжений в клееных деталях путем локального их перераспределения возможно термической обработкой или с помощью ультразвукового воздействия. Высокая частота (до 40 кГц) знакопеременного силового воздействия ультразвуковых колебаний на напряженные внутренние слои клееных деталей обусловливает перераспределение в них внутренних напряжений. Ультразвуковые колебания способствуют протеканию процесса пластификации материала в микрообъемах со снижением внутренних напряжений, обусловливающих коробление заготовок.

В обеспечении точности деталей одним из важнейших факторов является настройка оборудования, которую осуществляет рабочий до проведения технологической операции. Квалификация рабочего, условия работы и применяемые методы настройки должны исключать ошибки. Настройка, как и всякий процесс, характеризуется точностью. При этом погрешности в настройке по своей величине могут перекрывать все остальные погрешности. Настройку оборудования следует производить с максимально возможной точностью к предписанному параметру обработки.