уср3. Точность при различных способах обработки
 Скачать 27.01 Kb.
|
|
Точность при различных способах обработки Под точностью реально существующей детали понимают степень её приближения по размерам, геометрической форме, правильности взаимного расположения обрабатываемых поверхностей и их шероховатости к аналогичным параметрам, заданным по чертежу. От точности изготовления изделий зависит долговечность и надёжность их эксплуатации. Используемые в настоящее время мощные и высокоскоростные машины не могут функционировать, если они не обладают достаточной точностью, поскольку в местах сопряжения различных деталей будут иметь место зазоры и неправильное взаимодействие поверхностей, что вызовет дополнительные деформации, вибрации и преждевременный износ. Поэтому требования к точности изготовления деталей в машиностроении постоянно ужесточаются. В зависимости от назначения того или иного изделия допуски на детали могут изменяться от сотых долей миллиметра до десятых долей микрометра. Чем выше требования к точности изготовления деталей, тем сложнее технологический процесс механической обработки, выше его трудоёмкость и стоимость, но при этом обеспечивается взаимозаменяемость при сборке, появляются предпосылки её автоматизации, а также облегчается проведение ремонта машин в условиях их эксплуатации. При разработке технологического процесса технолог должен обеспечить заданную по чертежу точность изготовления отдельных деталей при высокой производительности и экономичности их изготовления, выбрать необходимые измерительные инструменты для контроля точности обработки и сборки, назначить межоперационные технологические допуски и размеры и обеспечить возможность их выполнения. В машиностроении существует два метода достижения заданной точности обработки: метод «пробных ходов и промеров» и метод «автоматического получения размеров на настроенных станках». Сущность первого метода заключается в том, что к обрабатываемой поверхности заготовки рабочий подводит инструмент и с короткого участка снимает стружку. После этого станок выключают и производят замер частично обработанной поверхности. Определяется величина отклонения размера от заданного чертежом и положение инструмента корректируется путём отсчета по лимбу станка. Затем снова осуществляют пробную обработку участка заготовки, производят замер и корректировку инструмента до тех пор, пока не будет получен необходимый размер, заданный чертежом. После этого производят обработку заготовки по всей её длине. При обработке следующей заготовки весь процесс настройки инструмента повторяют. При использовании этого метода широко используется разметка, когда на поверхность заготовки наносятся контуры будущей детали, положения осевых линий отверстий, а рабочий старается совместить положение и направление движения инструмента с линиями разметки, обеспечивая при этом заданную форму обрабатываемых поверхностей. Метод пробных ходов и промеров имеет следующие достоинства: - на неточном оборудовании существует возможность получения высокой точности обработки; - при неточной заготовке путем правильного распределения припуска исключается появление брака; - износ режущего инструмента не влияет на точность обрабатываемых поверхностей; - отсутствует необходимость наличия сложных и дорогостоящих приспособлений. Метод имеет и ряд серьёзных недостатков: - низкая производительность из-за большого числа вспомогательных ходов; - возможность появления брака по вине рабочего; - высокая себестоимость обработки и трудоёмкость; - зависимость достигаемой точности обработки от минимально возможной толщины снимаемой стружки на используемом станке (на токарном станке при работе обычным резцом минимальная толщина снимаемой стружки 0,02 мм - гарантировать получение размера с погрешностью меньше этой величины невозможно). При изготовлении уникальных изделий тяжелого машиностроения первоначально обрабатывается наиболее ответственная и трудоемкая поверхность. На нее составляется специальный формуляр, в который заносятся полученные линейные размеры и который является исходным документом для изготовления сопрягаемой детали. Метод пробных ходов и промеров применяется в единичном, опытном и мелкосерийном производствах, при обработке деталей тяжёлого машиностроения, а также для получения годных деталей из бракованных заготовок. В крупносерийном производстве метод используется при шлифовании для компенсации износа шлифовального круга. Для осуществления метода пробных ходов применяются универсальные станки. Метод автоматического получения размеров на настроенных станках заключается в том, что станок предварительно настраивается на определенный размер, и точность обработки достигается автоматически без участия рабочего. Положение заготовки относительно режущего инструмента при этом определяется приспособлением. Точностные показатели обработки заготовки обеспечиваются за один рабочий ход инструмента. На настроенном станке обрабатывается вся партия заготовок без какой-либо корректировки положения инструмента. Метод имеет следующие преимущества: - повышается точность обработки, которая не зависит от минимально возможной толщины снимаемой стружки и квалификации рабочего; - снижается величина брака; - повышается производительность обработки за счет снижения потерь времени на вспомогательные движения и разметку; - рабочие высокой квалификации заняты на ответственных операциях настройки станка; на самих же станках работают рабочие низкой квалификации; - повышается экономичность производства. Субъективным фактором снижения точности настройки служит квалификация наладчика. Метод автоматического получения размеров используется в крупносерийном и массовом производстве, когда затраты на настройку станков окупаются большим количеством выпускаемой продукции. Обработка по такому методу осуществляется, например, на гидрокопировальных и многорезцовых полуавтоматах, расточных и продольно-строгальных станках и др. Метод используется и на станках, имеющих систему адаптивного управления, снабженную датчиками, которые в автоматическом режиме осуществляют контроль параметров процесса резания, износа инструмента, размеров обрабатываемых поверхностей и т.д. При приближении реального размера обрабатываемой детали к верхнему или нижнему предельному отклонению поля допуска, система дает команду на автоматическую подналадку станка, в результате чего осуществляется, например, корректировка положения инструмента. При достижении размера обработки в соответствии с заданным по чертежу станок автоматически выключается. Степени точности по ЕСДП называются квалитетами, которых установлено 19: 01, 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17. Точность от квалитета 01 убывает к квалитету 17. Каким бы методом ни обрабатывались детали, их размеры и формы поверхностей не могут быть идеально точными, и будут отличаться между собой и от заданных по чертежу на величину погрешности, которая зависит от многих параметров. Повышение точности обработки на станках с ЧПУ и в гибких производственных системах. Обработка заготовок на станках с ЧПУ обеспечивает высокую степень автоматизации и широкую универсальность выполняемой обработки, требует меньших затрат времени на перестройку станка с одной операции на другую. Значительно облегчается перевод производства на новую продукцию, т.к нет необходимости конструирования и изготовления сложных приспособлений и устройств. При использовании станков с ЧПУ повышается точность обработки вследствие исключения влияния ошибок, вызванных недостаточной квалификаций рабочих. Особенно эффективно использование станков при обработке сложных деталей со сложными ступенчатыми или криволинейными контурами. Системы управления программными станками выполняются дискретными, смешанными и непрерывными. Системы автоматического регулирования обеспечивают высокую точность обработки. В системе автоматического регулирования параметров обрабатываемой детали блок управления имеет два измерительных суппорта, снабженных датчиками вариации функции профиля, и один силовой, который имеет приводы поступательных движений и возвратно-поступательных перемещений. Система снабжена фильтрами, блоками задержки, сумматором, преобразователем управления возвратно-поступательным приводом. Для одновременного автоматического увеличения точности продольного сечения система снабжена согласующим элементом, суммирующим устройством. Применение систем автоматического управления процессом резания позволяет значительно увеличить точность обработки. Это достигается за счет компенсации влияния на точность не только силовых упругих деформаций, но и износа инструмента, увеличения производительности, обработки путем поддержания оптимальной скорости износа инструмента, расширения диапазона регулирования скорости резания, в котором точность работы не снижается. На станках с ЧПУ с автоматической сменой инструментальных блоков, состоящих из режущего и вспомогательного инструмента, применяют инструментальную оснастку, основой которой служит универсальная унифицированная подсистема вспомогательного инструмента, предназначенного для станков различных моделей. Режущий инструмент применяют стандартный и специальный, к которому предъявляются повышенные требования по точности, жесткости, быстроте смены и наладки на размер, стойкости, стабильному стружкоотводу, надежности. Вспомогательный инструмент в основном используют сборный, который хотя и имеет немного меньшую жесткость по сравнению со сплошным, но хорошо гасит возникшие при обработке вибрации. Стойкость инструмента, в частности размерная стойкость, является комплексной характеристикой технологического процесса, учитывающей не только конструкцию, геометрию, материал режущей части, точность, жесткость системы СПИД, допуски на обработку. Размерная стойкость инструмента составляющая долю его общей стойкости при обработке деталей на станках с ЧПУ, должна обеспечивать полную обработку одной или партии деталей а пределах установленного поля допуска. На станках типа «обрабатывающий центр» размерная стойкость инструмента должна обеспечивать полную обработку одной поверхности или определенного количества поверхностей, относящихся к одной группе. При разработке технологического процесса для деталей, обрабатываемых на станках с ЧПУ размерную стойкость инструмента целесообразней определять заранее. В этом случае можно больше внимания уделять операциям механообработки и принимать меры по повышению стойкости инструмента на этих операциях. При работе на станках с ЧПУ нужно больше внимания уделять жесткости инструмента, т.к. обработка осуществляется без специальных приспособлений, поэтому инструмент должен быть максимально жестким и как можно более коротким. На станах с ЧПУ при обработке не желательно образование длинной сливной, и мелкодробленой стружки. Наиболее рациональной формой является завитая в короткие спирали (200-300 мм) стружка. Поэтому на инструменте для станков с ЧПУ делают стружкозавивающие канавки или порожки, получаемые шлифованием или прессованием на передних поверхностях инструмента, а также накладные регулируемые и нерегулируемые стружкозавиватели. Широкое распространение получили неперетачиваемые твердосплавные пластины со стружкозавивающими канавками на передней поверхности. В последнее время появились трех и четырехгранные пластины со сложной формой передней поверхности. Такие пластины расширяют диапазон эффективного дробления и завивания стружки на область малых глубин резания (0,5-0,8 мм) и более широкий интервал подач (0,25-0,3 мм/об.). Также применяется инструмент со стружколомом. Он жестко закрепляется на неподвижной оси чашечного резца. Для исключения торцового биения на оси чашечного резца выполнен направляющий поясок, диаметр которого не превышает диаметр рабочей части оси. Режущие инструменты для станков типа ОЦ должны иметь определенные габариты. Это связано с типом применяемого инструментального магазина и работой автооператора. Быстросменность и взаимозаменяемость инструмента обеспечивают сокращение простоев оборудования при замене инструмента и перенастройке станка. Это обеспечивается специальным вспомогательным инструментом с прецизионными поверхностями. Для обеспечения быстросменности инструменты заранее настраиваются на размер вне станка. Достижимая и экономическая точность обработки В технологии машиностроения различают понятие экономическая и достижимая точность. Экономическая точность – точность, которая может быть получена в нормальных производственных условиях при минимальной себестоимости. Под нормальными производственными условиями понимают выполнение работ на исправном оборудовании с применением необходимых инструментов и приспособлений, рабочими соответствующей квалификации. Понятие экономической точности применяется для назначения технологических допусков при проектировании технологии в условиях серийного и массового производств. Каждому методу обработки отвечает своя экономическая точность. Таблицы экономической точности обработки приводятся практически во всех справочниках по технологии машиностроения, например, черновая обработка – 14-15 квалитет, способы чистовой лазерной обработки – 10-11 квалитет. Достижимая точность – точность, которую можно получить при выполнении обработки в особенно благоприятных условиях, на специально настроенном или модернизируемом станке, высококвалифицированными специалистами без учета расходов времени и, не учитывая во внимание себестоимость. Достижимая точность чаще всего используется в условиях ремонтного или опытного производства, или при выполнении уникальных работ, а также при производстве специального инструмента. Точность обработки можно характеризовать следующими основными признаками: 1) точностью размеров, 2) точностью формы поверхности, 3) точностью взаимного расположения поверхностей и осей. При обработке одной и той же заготовки с различной степенью точности изменяются трудоёмкость и себестоимость: при изготовлении деталей с меньшим допуском (большей точностью) они возрастают. Это объясняется тем, что для достижения заданной точности обработки приходится применять больше технологических методов, например: точение, шлифование, полирование и т.д. Использованная литература Справочник технолога-машиностроителя. Т.1 (2003) Под ред. А.М. Дальского. Учебник для вузов. Под ред. В. С. Корсакова. Изд. 3-е, доп. и перераб. М.: Машиностроение, 1977. - 416 с. На обороте тит. л. авт.: В. М. Кован, В. С. Корсаков, А. Г. Косилова и другие. Жуков ЭЛ., Козарь И.И., Плавник С.Л. Основы технологии машиностроения |