Точність обробки деталей

План

1. Поняття про точність.

2. Основні фактори, що впливають на точність.

3. Точність при різних способах обробки.

 

1. Точність – основна характеристика будь-якої машини. Виготовити деталь абсолютно точно неможливо, тому точність може бути різною.

Точність деталі визначається:

а) відхиленням розмірів дійсних від номінальних;

б) відхиленням від геометричної форми деталі та її окремих елементів;

в) відхиленням поверхонь та осей окремих елементів від їх взаємного розташування.

Основні визначення і допустимі норми відхилень форми і розташування поверхонь приведені в ГОСТ 10356-88.

Залежно від необхідної точності змінюється трудомісткість, а значить і собівартість виготовлення деталі і машини в цілому.

Стандартом передбачені класи точності, які мають порядковий номер і зростають зі зменшенням точності виготовлення: 1 – най­точніший; 2 – точний; 3 – звичайна або середня точність, наступні класи для більш грубих робіт.

Класи точності:

1,2,2а,3,3а,4,5,7,8,9:

2-й – основний

На точність деталі впливають: точність виготовлення заготовки, методи попередньої та кінцевої обробки, методи термічної обробки.

Економічна точність – досягається при мінімальній собівартості обробки в нормальних виробничих умовах(справні верстати і пристрої, відповідні інструменти, нормальні затрати часу і кваліфіковані робітники.

Досяжна точність – досягається при обробці в особливих, найбільш сприятливих умовах, незвичайних для умов даного виробництва, висококваліфікованими спеціалістами без врахування затрат часу і собівартості виготовлення.

 

2. До основних факторів, які впливають на точність обробкивідносяться:

а) неточність верстатів (неточність виготовлення окремих деталей і складання, зазори в підшипниках та напрямних, зношу­вання деталей, непаралельність і неперпендикулярність направляю­чих та осей. Геометрична точність верстата визначається при його ненавантаженому стані за допомогою індикаторів рівні, точних лінійок та інших пристроїв. Точність верстатів регламентується стандартом. Наприклад: радіальне биття шпинделя 0,01…0,015 мм, похибка паралельності направляючих до 0,02 мм на 1 м довжини і не більше 0,05…0,08 мм і т.д.

Знос відбувається, в основному, в деталях, що сприймають наванта­ження при обробці. Це підшипники шпинделя, направляючі.

б) точність виготовлення різального та допоміжного інстру­мента, пристроїв та його знос при роботі.

Найбільший вплив має знос по заданій поверхні, а також затуплення різального леза, що збільшує радіальну силу різання.

Похибка пристрою повинна бути не більша 1/3…1/5 від за­гальної похибки обробки. Також відбувається зношування елемен­тів пристроїв для базування і спрямування різального інструменту.

Характеристика зносу різального інструменту:

Ko, (4.1.)

де åL=L_N+1000;

L_N – довжина різання;

_N – між підналагодж. верстата;

1000 м – шлях приробки інструменту;

Ko – нормативний питомий знос різального інструменту (за довідниковою літературою).

Характеристика зносу пристрою:

, (4.2.)

де N¹ – кількість встановлень, що дають знос 1 мкм;

К – зношування деталі пристрою за N¹ установів.

в) неточність встановлення інструмента та налагодження верстата. В умовах одиничного виробництва – робітника, що виго­товляє деталь в серійному та масовому залежить від кваліфікації налагоджувальника. В одиночному виробництві – розмір досягаєть­ся пробними проходами (взяття пробної стружки). Недолік – різна товщина стружки на різних ділянках.

Метод автоматичного отримання розміру (умови серійного та масового виробництва) коли неточності виникають внаслідок зношування інструменту і неточності при зміні інструмента.

г) похибки установки та базування заготовки на верстаті або в пристрої. Похибки установки:

y=б+з,

де б – похибка базування;

з – похибка закріплення.

При суміщенні вимірювальних і встановлювальних баз у=0 (див.рис. 4.1.).у=0 також при знятті пробних стружок

Похибка базування виникає внаслідок неспівпадання встанов­лювальної та вимірювальної баз. Похибка закріплення – через змі­щення заготовки внаслідок затискання

y=б+з – для обробки плоских поверхонь;

y‑ для обробки круглих поверхонь.

 

Рис.4.1.

З рисунка слідує, що

б_L=0; б_K=б, де б – допуск на розмір Н.

 

 

Рис.4.2.

б_L=б/2 – при посадці на розтискний палець;

б_L=б/2+D₃,

де D₃ – граничне коливання діаметра зазора при посадці на жорсткий палець з зазором.

При базуванні циліндричних поверхонь в призмах вісь симетрії деталі завжди знаходиться в площині симетрії деталі, але відстань від основи призми до центра деталі змінюється залежно від відхилення діаметра заготовки та кута призми. Розрахунки здійснюють за допомогою нескладних математичних розрахунків.

 

Рис. 4.3

При обробці валів в центрах, якщо передній центр жорсткий, то похибка базування в осьовому напрямку визначається за формулою:

,

де d_D – допуск діаметра конічної частини центрового гнізда;

a - кут при вершині конічного гнізда.

Якщо передній центр плаваючий, тоді б=0, бо лівий торець опирається до опорної поверхні патрона

д) деформації в системі верстат-пристрій-інструмент-деталь (ВПІД) під дією сил різання. Їх можна роз на деформації окремих деталей верстата чи пристрою, інструмента чи деталі, зазорів та пружного відтискання в з’єднаннях верстата чи пристрою. Перші розраховуються за формулами з опору матеріалів, другі – набагато складніші.

Під жорсткістю пружної системи розуміють її здатність чинити опір дії сил, які хочуть її деформувати. Жорсткість системи ВПІД має суттєвий вплив на точність обробки і виникнення вібрацій.

Вплив жорстокості заготовки є особливо великим при обробці циліндричних поверхонь на токарних та круглошліфувальних верстатах. Якщо відношення довжини вала до діаметра більше 12, то вал вважається нежорстким і при обробці використовують спеціальні опори (люнети ‑ рухомі або нерухомі).

При обробці вала в патроні прогин в 16 більший, ніж при точінні в центрах. При обробці на токарному верстаті радіальна складова сили різання викликає також відтиск пердньої і задньої бабки (за нормативами 0,02 мм при зусиллі 2000 Н для передньої бабки (шпинделя), задньої 0,04 мм, супорта 0,03 мм.

Для покращення точності обробки також використовують додаткові опори для підвищення жорсткості кріплення інструментів.

е) деформація деталі, яка виникає при її закріпленні для обробки.

Найбільший вплив мають при обробці габаритних деталей на стругальних та фрезерних верстатах (притискні планки треба встановлювати якнайближче до опор стола).

При обробці довгих валів сили затискання центрами можуть згинати вал або стискати його.

При обробці тонкостінних заготовок в патроні виникає деформація від дії сили затиску, яка може бути і залишковою.

є) теплові деформації та внутрішні напруження.

Теплові деформації виникають від:

1) нагрівання інструменту і деталі за рахунок сил різання; 2) нагрівання деталей верстата через тертя при роботі; 3) непостій­ності температури приміщення.

Найбільший вплив теплові деформації мають при обробці деталей по 1 і 2 класу точності. Тому практично при всіх видах обробки використовують мастильно-охолоджувальні рідини(МОР).

Вимірювання точних деталей здійснюється в приміщенні з постійною температурою. Неточність обробки може виникати і через перерозподіл внутрішніх напружень при зрізанні шару матеріалів. Найбільший вплив для великих відливок , тому для них використовують так зване „старіння”.

Відливки обробляють спочатку на чорно, а потім здійснюють чистові операції. Значний вплив мають теплові деформації також при зварюванні.

ж) впливу якості поверхні на показники вимірювання, тобто чим вища шорсткість тим більша похибка, оскільки вимірювання здійснюється по виступах нерівностей.

Сумарна похибка обробки складається з усіх вищеперерахо­ваних і вони можуть накладатися, взаємопогашатися, тому загальну похибку треба визначити в кожному конкретному випадку.

 

3. Точність певного класу (квалітету) досягається викорис­танням різних верстатів та інструментів для обробки.

Отвори:

(3кл) 6-7-й кв. ‑ шліфування,зенкування;

(4кл) 11-й кв. ‑ свердло з кондуктором;

(5кл) 12-13-й кв. ‑ свердло, різець на всіх верстатах;

(2кл) 3-5-й кв. ‑ чистове розвертання, протягування, хонінгування, протирання.

Вали:

5-6-й кв. ‑ чистове шліфування, притирання;

6-7-й кв. ‑ шліфування;

8-9-й кв. ‑ чистове точіння, шліфування;

11-й кв. ‑ точіння на майже всіх верстатах;

12-13-й кв. ‑ точіння на всіх верстатах;

Найточніший спосіб обробки – шліфування.

Можливу точність обробки можна досягти:

чистове точіння з зачисткою шліфувальною стрічкою ‑ 0,02мм (20мкм);

точне шліфування ‑ 0,005мм (5мкм);

шліфування на прицезійних верстатах ‑ 0,0025мм (2,5мкм);

доводка плиток для мір ‑ 0,00005мм (0,05мкм).

 

Запитання для самоконтролю

1. Що розуміють під точністю та чим вона визначається?

2. Перерахуйте класи точності деталей машин.

3. Дайте поняття економічної та досяжної точності.

4. Охарактеризуйте фактори, які впливають на точність.