46. Суммарная погрешность формы, обусловленная несовершенством оборудования.

Погрешности изготовления и сборки оборудования контролируются стандартными методами проверки его геометрической точности, т.е. точности в ненагруженном состоянии. Применительно к металлорежущим станкам, параметрами, характеризующими их геометрическую точность, являются, например, следующие:

1) прямолинейность и параллельность направляющих;

2) параллельность оси шпинделя к направлению движения каретки (для токарных станков);

3) перпендикулярность оси шпинделя к плоскости стола (для фрезерных станков);

4) биение конического отверстия в шпинделе станка и т.д.

Указанные характеристики геометрической точности станков задаются в мм и для станков нормальной точности (станки группы Н), предназначенных для обработки заготовок средних размеров в пределах допусков IT9 составляют 0,01 - 0,05 мм. Более высокоточные станки характеризуются тем, что численные значения соответствующих параметров уменьшаются и составляют в процентах относительно значений для станков группы Н:

- станки повышенной точности (группа П) - 60%;

- станки высокой точности (группа В) - 40%;

- станки особо высокой точности (группа А) — 24%;

- станки особо точные (группа С) - 16%.

Геометрические погрешности оборудования полностью или частично переносятся на обрабатываемые детали в виде систематических погрешностей последних. Систематические погрешности поддаются предварительному анализу и расчету.

47. Погрешности, вызываемые деформациями заготовок под влиянием сил закрепления, под действием силы резания Величина погрешности взаимного расположения и формы обработанной поверхности детали может быть значительной, если место приложения зажимного усилия выбрано неправильно.

   Технологическая система (станок, приспособление, инструмент, деталь) представляет собой упругую систему, в которой влияние сил резания и закрепления, инерционных и других сил приводит к образованию погрешностей форм и размеров обрабатываемых деталей.

   На рисунке представлены две схемы обработки цилиндрической детали: с закреплением в центрах ("а") и в трехкулачковом токарном патроне ("б"), которые иллюстрируют возникающие упругие деформации , а также обусловленные ими погрешности формы детали (бочкообразность и конусообразность).    Упругие деформации обусловлены отжатиями основных узлов и отдельных элементов технологической системы, а также контактными деформациями и в общем случае могут достигать 20…40% от суммарной погрешности обработки.    Нестабильность сил резания (из-за колебаний снимаемого припуска твердости материала даже в пределах обрабатываемой партии деталей), различная жесткость детали при обработке (в каждый из моментов времени обработки поверхности детали) - обуславливают и неравномерность упругих деформаций.

 Жесткость - величина непостоянная J = const    Р_у - рассчитывается по формулам теории резания, а величина у определяется экспериментально.    J_ст - жесткость станка и т. д.    W - податливость (величина, обратная жесткости).    Жесткость новых станков токарной группы составляет J_ст = 20000 - 40000 Н/мм, для некоторых типов станков J_ст = 100000 Н/мм (шлифовальные и координатно-расточные станки).    Таким образом, погрешности от упругих деформаций зависят, и определяется жесткостью технологической системы СПИД.    В практических расчетах учитывают только податливость станка и обрабатываемой детали        Величина упругих деформаций обрабатываемых деталей в значительной степени зависит от схемы обработки, ее можно рассчитать по известным зависимостям из курса сопротивления материалов. Так, для заготовки, закрепленной в патроне и поддерживаемой центром, максимальные упругие деформации определяют по формуле:        где, l - длина заготовки, мм;    E - модуль упругости 1-го рода, H/мм²;    J - момент инерции поперечного сечения заготовки, мм² (для круглых заготовок J = 0,05d⁴);    d - номинальный диаметр детали, мм.    Тогда жесткость заготовки будет равна:        Величину радиальной составляющей силы резания рассчитывают по одной из формул курса "Теория резания" или находят по справочнику технолога-машиностроителя. Например, для токарных операций:        где С_у - эмпирический коэффициент;    S - подача, мм/об;    t - глубина резания, мм;    HB - твердость материала заготовки;    x, m, n - показатели степени.    Жесткость всех составляющих элементов технологической системы, как правило, определяют экспериментально или по паспортным данным станка. Среднестатистическая жесткость новых станков составляет j_ст = 2000 - 40000 Н/мм (до 100000 Н/мм), а для выработавших свой ресурс - менее 10000 Н/мм.