Определение суммарной погрешности обработки расчетно-аналитическим способом.

Данным методом определяют суммарную погрешность механической обработки на стадии проектирования технологического процесса, то есть до начала непосредственной обработки заготовок на станке. Расчетно-аналитический метод позволяет выявить величины доминирующих составляющих суммарной погрешности обработки, проварить правильность выбора технологической схемы обработки, вида оборудования, приспособления, инструмента и режимов резания. Анализ формулы (2) показывает, что погрешность , зависящая от колебания размера заготовки в пределах установленного допуска, а также непостоянства твердости обрабатываемого материала и других факторов, может быть найдена из выражения

(3)

где и - максимальное и минимальное значения составляющей усилия резания, действующей в направлении размера, для которого определяется погрешность, если о изменении силы ни чего не известнно, то =0; - жесткость системы заготовка-приспособление-часть станка, на котором закрепляется заготовка; - жесткость системы инструмент-приспособление (для крепления инструмента)-часть станка, на котором закрепляется инструмент.

При фрезеровании концевыми фрезами радиальная составляющая сила , осевая сила . Значение окружной силы может быть найдено по формуле

(4)

где - коэффициент, учитывающий состояние обрабатываемого материала, взять равным 682, - глубина фрезерования, мм; - подача на один зуб фрезы, мм; - ширина фрезерования, мм; - число зубьев фрезы; - диаметр фрезы, мм; - коэффициент, учитывающий качество обрабатываемого материала.

Подставляя в выражение (4) максимальное и минимальное значения и определим изменение составляющих усилия резания.

Определение значений жесткости систем заготовки и инструмента производят расчетным способом по формулам сопротивления материалов для случая жесткого защемления балки одним и двумя концами согласно приведенной ниже расчетной схеме.

Схема расчета.

Для заготовки Для инструмента

где - сила, действующая на инструмент и заготовку, Н; - длина заготовки, длина вылета инструмента, мм; - модуль упругости, Па; - момент инерции соответствующих сечений, для фрезы можно взять как для круга, мм⁴.

Погрешность установки заготовки (мкм) определяется по формуле (5) для принятой схемы базирования и закрепления:

, (5)

где - погрешность базирования; - погрешность закрепления; - погрешность положения заготовки. Погрешность базирования возникает при несовмещении технологической и измерительной баз. Она зависит от принятой схемы базирования, точности размеров установочных элементов приспособления и их взаимного расположения.

Схема базирования заготовки.

Рисунок 5 - Схема установки заготовки в призме

При обработке партии заготовок инструмент обычно настраивается относи­тельно призмы на размер С – расстояние от пересечения опорных поверхностей призмы (т. О) до режущей поверхности инструмента. В этом случае наблюдается несовпадение конструкторской и технологической баз. Погрешность базирования опре­деляется по формуле

, (3)

где δ - допуск на диаметральный размер заготовки, мм; α- угол призмы; обычно α = 90 и 120°.

Величину погрешностей закрепления и положения заготовки рассчитать аналитически весьма сложно. Поэтому для определения погрешности установки заготовки в формулу (5) следует подставить значения и, взятые из опыта, то есть рассчитать непосредственным измерением положения заготовки в процессе установки.

Погрешность настройки станка представляет собой размер предельных положений режущего инструмента на станке при настройке его на выполняемый размер. При обработке деталей на фрезерных станках в специальных приспособлениях фреза устанавливается относительно приспособления с помощью щупа по установу, закрепленному в корпусе приспособления (см. рис. 2). Погрешность настройки по установу зависит от совокупного влияния погрешностей изготовления установа и щупа ,а также точности установки фрезы по щупу . В этом случае погрешность настройки определяется по формуле

(7)

где , , мкм.

Погрешность, вызываемая размерным износом режущего; инструмента, определяется по формуле

где - начальный износ, принять 5 мкм; - относительный износ, принять 10 мкм/км; - путь резания, м.

Погрешность ,вызываемая температурными деформациями технологической системы, имеет сложную зависимость от времени работы или пути резания. Поэтому при точностных расчетах, следует иметь в виду возможную погрешность от температурных деформаций в технологической системе в размере 10-15% от суммарной погрешности:

где - суммарная погрешность механической обработки, установленная непосредственным измерением при обработке заготовки (мкм).

Погрешности, вызываемые геометрическими неточностями станка можно определить по табл. 35 [3]. Для вертикально-фрезерного станка они составляют: 15 мкм – не плоскостность обработанных поверхностей на длине 300 мм; 15 мкм – не параллельность обработанной поверхности основанию на длине 300 мм.

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

1. Установить на станке приспособление и фрезу, закрепить.

2. Установить индикатор.

3. Замерить погрешность положения приспособления.

4. Замерить размеры заготовки.

5. Установить заготовку в приспособлении, закрепить.

6. Замерить погрешность положения заготовки от сил закрепления.

7. Настроить станок на выполнение указанных в чертеже заготовки размеров с помощью установа и щупа.

8. Установить заданные режимы обработки.

9. Фрезеровать заготовку на проход.

10. Измерить полученные размеры, записать.

11. Повторить виды выполняемых работ с п.2 по п 10 для каждой обрабатываемой заготовки.

12. Построить графическую зависимость изменения погрешностей размеров “а” и “b” (см. рис. 1) по длине обрабатываемой заготовки.

13. Определить расчетно-аналитическим методом суммарную погрешность обработки.

14. Проверить сравнения измеренной и расчетной суммарной погрешности обработки.

15. Дать анализ полученных результатов.

16. Составить отчет.

Оформление отчета.

Составить отчет по прилагаемой выше форме (см. с. 4)

1. Применяемое оборудование, приборы, инструмент, материал, режимы резания. Схема обработки, настройки, измерения режимов детали.

2. Таблица результатов измерения обработанных размеров

   Номер детали	Размер	Погрешность размера по сечениям
   		1	2	3	4	5
   	а
   	b

3. Графическая зависимость размеров “а” “b” от .

4. Расчеты, связанные с определением суммарной погрешности обработки расчетно-аналитическим методом.

5. Выводы.

Список литературы.

1. Основы технологии машиностроения: учеб. для вузов по направлению подгот. дипломир. спец-ов «Конструкторско-технологическое обеспечение машиностроительных производств»/ Е.И. Махаринский [и др.]; под общ. ред. П.И. Ящерицына. – М.: Глобус, 2005.

2. Технология машиностроения: В 2 кн. Кн.1 Основы технологии машиностроения: учеб. пособ. для вузов/ колл. авт.; под ред. С.Л. Мурашкина. - М.: Высшая шк., 2008.- 278 с.

3. Справочник технолога – машиностроителя. В 2-х т. Под ред. А.М. Дальского, А.Г. Косиловой, Р.К. Мещерякова, А.Г. Суслова. – М.: Машиностроение-1, 2001.

72