Суммарная погрешность при фрезеровании реферат
Обновлено: 05.07.2024
Все погрешности, определяющие точность обработки деталей машин на металлорежущих станках, могут быть разделены на три категории:
1 погрешности установки заготовок εу;
2 погрешности настройки станка Δн;
3 погрешности на стадии процесса обработки, которые вызываются:
а) размерным износом режущих инструментов — Δи;
б) упругими деформациями технологической системы под влиянием силы резания – Δу;
в) геометрическими неточностями станка — ∑ΔСТ;
г) температурными деформациями технологической системы — ΔТ.
При обработке на станках с ЧПУ дополнительно возникают погрешности позиционирования элементов системы и отработки программ управления.
Расчет точности необходим в основном для операций чистовой обработки, выполняемых с допуском по 6 – 11-му квалитетам.
Суммарные погрешности обработки деталей на настроенных станках определяют по уравнениям:
для диаметральных размеров
Δ∑ = 2 ∙ ; (1)
для линейных размеров
Δ∑ = 2 ∙ (2)
Расчет погрешности диаметральных размеров при однорезцовом точении может быть выполнен по методике, изложенной в [1].
После определения суммарной погрешности Δ∑ проверяется возможность обработки без брака:
где Td – допуск на операционный размер.
В случае несоблюдения этого условия необходимо предложить конкретные мероприятия по снижению Δ∑.
Погрешность обработки на фрезерных станках рассчитывается с учетом погрешности установки εу, которая может быть определена по [1] или приложению А таблица А1данных методических указаний.
Суммарная погрешность ∑ΔСТ, вызванная геометрическими неточностями станка, может быть определена по[1] или приложению А таблица А6. Погрешность ΔИ, вызванная размерным износом фрез, необходимо найти по [1] или приложению А таблица А3. В связи с прерывистым характером процесса резания при фрезеровании величина относительного износа больше, чем при точении; ее определяют по уравнению
Ио фр = (4)
где В – ширина фрезерования, мм;
и0 – относительный износ, мкм/км.
П р и м е ч а н и е – Для твердосплавных фрез и0 выбирается по [1] или приложению А таблица А3; для быстрорежущих фрез и0 принимают равным 15 … 20 мкм/км.
Длина пути резания LТ.фр, км, партии деталей:
при торцовом фрезеровании
LТ фр = ; (5)
при цилиндрическом фрезеровании
Lц фр = ; (6)
где lД, B – длина и ширина обрабатываемой поверхности детали, мм;
N – число деталей в обрабатываемой партии, шт.;
Sпр — продольная подача инструмента или детали, мм/об;
Dфр —диаметр фрезы, мм.
Погрешности Δн и ΔТ определяются так же, как при обработке на токарных станках.
Методика расчёта элементарных и суммарной погрешностей на станках с ЧПУ принципиально не отличается от методики расчёта точности обработки на станках обычного типа. Однако суммарная погрешность состоит из большего числа элементарных погрешностей. К дополнительным погрешностям, как известно, можно отнести:
Δп.с – погрешность позиционирования суппорта; по величине она может быть принята равной двум дискретам привода подач по соответствующей координате;
Δп.р – погрешность позиционирования резцедержателя (инструментальной головки или блока); в современных станках с ЧПУ она не превышает 6. 8 мкм;
Δкор – погрешность отработки коррекции (в случае работы с корректорами), численно равная двум дискретам привода подач по соответствующей координате.
Вместе с тем при работе с корректором из расчета Δ∑ можно исключить систематическую погрешность от размерного износа инструмента ΔИ (так как в программу можно ввести периодическую коррекцию положения инструмента), а из расчета погрешности размерной настройки Δн – составляющую Δper (так как эта составляющая учитывается погрешностью коррекции Δ кор).
В связи с более жесткой конструкцией податливость станков с ЧПУ может быть принята в 2. 4 раза меньшей, чем у аналогичных станков с ручным управлением, т.е.
WСТ. ЧПУ = 0,33 ∙ WСТ. ручн.упр. (7)
Алгоритм расчёта погрешности обработки при фрезеровании;
1 Погрешности установки заготовки εу,мкм,(согласно [1] или приложения А таблица А1)
2 Погрешность настройки фрезы ΔИ,мкм,на размер h согласно [1] по формуле
(8)
где ΔР – погрешность регулирования фрезы по эталону с контролем металлическим щупом, мкм (принимается равной ΔР = 10 мкм);
Δизм – допускаемая предельная погрешность измерения заданного размера …, мкм (таблица 2);
Кр, КИ – коэффициенты, учитывающие отклонения закона нормального распределения величин ΔР и Δизм от нормального. Принимаем Кр = 1,73, КИ = 1.
3 Размерный износ инструмента ΔИ,мкм,при торцовом фрезеровании, принимая уравнение (4) на одну деталь
(9)
на партию деталей N, шт
(10)
где Sпр = SZ∙Z – продольная подача стола станка, мм/об;
Z число зубьев фрезы (из задания);
SZ подача на зуб фрезы, мм/зуб (из задания);
ио – относительный износ при точении, мкм/км (см. [1] или приложение А таблицу А3);
lд. – длина детали (обработки).
4 Упругая деформация технологической системы под влиянием силы резания Δу, мкм
Податливость технологической системы W ,мкм / кН,определится формулой
где у – относительное смещение инструмента, мкм (согласно приложения А таблица А4);
Рх – осевая составляющая силы резания, кН (согласно приложения А таблица А4).
П р и м е ч а н и е – Следует Рх в кг из таблицы А4 перевести в кН.
Между составляющими силы резания при фрезеровании существует следующая зависимость Рх / РZ = 0,5.
Тогда сила резания РX min,кН, определится по формуле
РX min = 0,5 РZ = 0,5 (13)
где D – диаметр фрезы, мм;
n – частота вращения шпинделя, мин -1 ;
С – коэффициент (см. приложение Атаблицу А5);
х, у, и, q, w – показатели степени.
Частота вращения шпинделя п, мин -1 определится формулой
п =
Сила резания РX max, кН
РX max = (14)
Упругая деформация технологической системы под влиянием силы резания Δу,мкм,(см. формулу (11))
5 Погрешность, вызванная геометрическими неточностями фрезерного станка ∑ΔСТ,мкм,нормальной точности, представляет собой отклонение от параллельности верхней поверхности основания на заданной длине мм (согласно [1] или приложения Атаблица А6).
6 Погрешность ∑ΔТ, мкм от температурных деформаций системы принимается в размере 10% от суммы остальных погрешностей, т.е.
7 Суммарная погрешность Δ∑,мкм,согласно формуле (2).
Вывод: заданная точность обеспечивается, т.к. Δ∑ ≤ Тd, (см. формулу (3)). В случае несоблюдения этого условия необходимо предложить конкретные мероприятия по снижению Δ∑.
История государства Древнего Египта: Одним из основных аспектов изучения истории государств и права этих стран является.
Основные признаки растений: В современном мире насчитывают более 550 тыс. видов растений. Они составляют около.
Определение величины погрешности, вызванной размерным износом резца. Проведение исследования изменений обрабатываемого размера вследствие упругих деформаций. Нахождение суммарной погрешности размера при чистовом торцовом фрезеровании партии заготовок.
| Рубрика | Производство и технологии |
| Вид | контрольная работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 19.03.2020 |
| Размер файла | 259,9 K |
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Министерство науки и высшего образования Российской Федерации
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования
Институт инженерно-педагогического образования
Кафедра технологии машиностроения, сертификации и методики профессионального обучения
Ступени d1, d2, d3 вала (рис. 1) обрабатываются чистовым точением в центрах гидрокопировального станка 1Н713 с допуском JТ10. Определить для каждого варианта суммарную погрешность обработки ступени d2. Заготовки вала из стали 45 на предшествующей операции обработаны черновым точением по JТ13.
Условия обработки: резец с пластиной из твердого сплава Т15К6 имеет ц = 45°, ц1 = 10°; минимальный припуск 0,5 мм на сторону, подача S = 0,15 мм/об; скорость резания V = 130 м/мин. Предел прочности материала детали ув = 750 МПа. Припуск на обработку Жmin = 1,0 мм. Число заготовок в партии N = 18шт.
Рис. 1. Схема обработки ступенчатого вала
Определим величину погрешности Ди (на радиус), вызванную размерным износом резца по [2, с. 73 - 74];
L - длина пути резания при обработке партии N деталей определяется
Для сплава Т15К6 интенсивность изнашивания Uо = 6 мкм/км [2, с. 74]
2. Определим колебания отжатий системы Ду вследствие изменения силы Рy из-за непостоянных глубины резания и податливости системы при обработке согласно [2, с. 27].
Дy = WmaxPymax - WminPymin ,
Wmax и Wmin - наибольшая и наименьшая податливости системы;
Руmax и Руmin - наибольшее и наименьшее значения составляющей силы резания, совпадающей с направлением выдерживаемого размера.
Для станка 1Н713 нормальной точности наибольшее и наименьшее допустимые перемещения продольного суппорта под нагрузкой 16 кН составляют соответственно 450 и 320 мкм [2, с.30]. При установке вала в центрах минимальная податливость системы будет при положении резца в конце обработки, т.е. у передней бабки станка. Исходя из этого, можно принять
Приближенно можно считать, что максимальную податливость система имеет при расположении резца посередине вала, когда его прогиб под действием силы Ру достигает наибольшей величины. Поэтому
Wmax = WCT.max + WЗАГ.max
WCT.max = = 24 мкм/кН - наибольшая податливость станка;
WЗАГ.max - наибольшая податливость заготовки.
Вал в центрах можно представить как балку на двух опорах, нагруженную сосредоточенной силой, а наибольший прогиб в середине вала
где lд - длина вала;
Е - модуль упругости материала;
J = 0,05d4ПР - момент инерции поперечного сечения вала;
Dпр - приведенный диаметр вала: для гладких валов;
Dпр = dВАЛА; для ступенчатых валов с односторонним уменьшением диаметров ступеней для валов с двусторонним уменьшением диаметров ступеней
Имея в виду, что W=У/Ру, после соответствующих преобразований получим
При консольной установке заготовки в патроне
Приведенный диаметр обрабатываемой заготовки:
а величина ее наибольшей податливости
тогда максимальная податливость технологической системы
WЗАГ.max = 24 + 135 = 156 мкм/кН.
Наибольшая Рymax и наименьшая Рymin - составляющие силы резания определяются согласно [3, с. 271 - 275], исходя из условия задачи. На предшествующей операции (черновом точении) заготовка обработана с допуском по JТ13, т.е. возможно колебание припуска на величину 1/2JT1З, что для диаметра dпр= 32 мм составит 0,4/2 = 0,2 мм, а колебание глубины резания tmin = Zmin = 0,5 мм, tmax = 0,7 мм. В этом случае:
Изменение обрабатываемого размера вследствие упругих деформаций
Ду = 156 · 0,155 - 20 · 0,178 = 20 мкм.
Определим погрешность, вызванную геометрическими неточностями станка УДст. Согласно [2, с.53 - 55]
С - допустимое отклонение от параллельности оси шпинделя направляющим станины в плоскости выдерживаемого размера на длине L;
1 - длина обрабатываемой поверхности.
Для токарных станков нормальной точности при наибольшем диаметре обрабатываемой поверхности до 250 мм С = 20 мкм на длине L = 500 мм [2, табл. 23]. При длине обработки 1 = 60 мм.
4. В предположении, что настройка резца на выполняемый размер производится по эталону с контролем положения резца с помощью металлического щупа, определим погрешность настройки в соответствии с [2, с.70 - 73]:
ДН = v(Кр · Др)2 + (Ки · Дизм/2)2 ,
Др - погрешность регулирования положения резца;
Кр = 1,73 и Ки = 1,0 - коэффициенты, учитывающие отклонение закона распределения величин Др и Дизм от нормального закона распределения;
Дизм - погрешность измерения размера детали.
Для заданных условий обработки [2, с.71 - 72] Др = 10 мкм и Дизм = 20 мкм при измерении d2 = 35h10 мм. Тогда погрешность настройки
Дн = v(1,73 · 10)2 + (1/2 · 20)2 = 20 мкм.
5. Определим температурные деформации технологической системы, приняв их равными 15 % от суммы остальных погрешностей [2, с. 76]
?Дт = 0,15(28 + 6 + 3,3 + 20) = 9 мкм.
6. Определим суммарную погрешность обработки по уравнению (1.1):
ДУ = 2v202 + 202 + (1,73 · 91)2 + (1,73 · 2,4)2 + (1,73 · 9)2 = 321 мкм.
Она превышает заданную величину допуска на d = 30 мкм (Тd = 100 мкм).
Если чистовое точение является операцией, предшествующей шлифованию поверхности диаметром d2 = 30 мм, превышением поля рассеяния в сравнении с полем допуска операционного размера чистового точения, очевидно, можно пренебречь, т.к. это превышение вызовет только колебание припуска на шлифование в пределах ± 0,008 мм, т.е. ± 2%. Если же операция чистового точения является окончательной, то необходимо выполнение работы без брака, т.е. обеспечение ДУ ? JTd2
Анализ элементарных погрешностей показывает, что наиболее действенным мероприятием для уменьшения суммарной погрешности размера d2 является снижение погрешности от размерного износа резца Ди. Это можно достигнуть: резец деформация фрезерование заготовка
- применением более износостойкого твердого сплава (например, вместо Т15К6 применить сплав Т30К4, имеющий почти в 2 раза меньший относительный износ) или соответствующим снижением режимов резания при использовании сплава Т15К6;
- уменьшением размера партии деталей, обрабатываемых за межнастроечный период (сокращение длины пути резания);
- использованием автоподналадчиков, позволяющих периодически или непрерывно корректировать положение вершины резца при его износе.
Если, в результате расчета не обеспечивается условие ДУ ? JTd2, то необходимо предложить мероприятия по уменьшению отдельных элементарных погрешностей и соответственно пересчитать суммарную погрешность ДУ для выполнения работы без брака.
Задача на определение погрешностей обработки на фрезерных станках
Определить суммарную погрешность размера h при чистовом торцовом фрезеровании партии заготовок.
Заготовки, предварительно обработанные по размеру с точностью h13, устанавливают на опорные пластины приспособления с пневматическим зажимом. Глубина резания tmin=1,2 мм, SZ=0,05 мм/зуб и V=120 м/мин. Настройку фрезы производят с контролем положения металлическим щупом толщиной 3 мм. B =150 мм, L=250 мм, СЧ 190 НВ, N= 35 шт, Дфр = 200 мм, Z = 12 шт, мат-лл фрезы ВК8, Консольно - фрезерный станок, ширина стола станка 200мм.
Рис. 2. Схема торцового фрезерования заготовки
1. Определим погрешность установки заготовки еу. Для заданных условий по [2, с.43] еу = 40 мкм.
2. Определим погрешность настройки фрезы на размер h согласно [2, с.70].
Кр и Ки - коэффициенты, учитывающие отклонение закона распределения величины Др и Дизм от нормального;
Др - погрешность регулирования фрезы по эталону с контролем металлическим щупом [2, с.71];
Дизм - допускаемая предельная погрешность измерения размера 45h10 [2, с.72].
3. Определим размерный износ инструмента при торцевом фрезеровании, приняв во внимание уравнение (1.4)
где Sпр. = Sz · Z - продольная подача стола станка, мм/об;
Uо - относительный износ при точении [2, с.74].
Определим погрешность Ду. Поле рассеяния размера 55h11 под действием упругих деформаций зависит от колебания составляющей силы резания Рх при изменении величины снимаемого припуска и податливости системы шпиндель - стол. В соответствии с [2, с.32] для консольно - фрезерного (ширина стола 200 мм) податливость технологической системы может быть определена, как
Приняв Px: Pz = 0,5 [13, с. 292] согласно [3, с. 292], определим коэффициенты и показатели степени по [3, с. 291], определяем PXmax и PXmin:
Показатель при tmax=tmin+0.165=1.2+0.165=1.365
Тогда Дy = W(PXmax - PXmin) = 40(0,37 - 0,32) = 2 мкм.
5. Погрешность, вызванная геометрическими неточностями фрезерного станка нормальной точности, представляет собой отклонение от параллельности верхней поверхности основанию на длине 300 мм и согласно [2, с. 59] УДст = 20 мкм.
6. Погрешность УДт от температурных деформаций системы принимаем в размере 10 % от суммы остальных погрешностей:
УДт = 0,1(40 + 43,5 + 51+ 2 + 20) = 15 мкм.
7. Суммарная погрешность согласно формуле (1.2)
ДУ=v(1 · 40)2+(1 · 2)2+(1 · 43,5)2+(1,73 · 5)2+(1,73 · 20)2+(1,73 · 15)2 = 73 мкм
Заданная точность обеспечивается, так как JT11 h = 55 мм Тh = 190 мкм > ДУ = 73 мкм.
Задача на определение погрешностей диаметральных размеров при обработке на станках с ЧПУ
По условию задачи 1 определить суммарную погрешность обработки ступени d2 при чистовом точении на станке с ЧПУ.
1. Определить погрешность Ди, которая может быть принята равная нулю, так как размерный износ компенсируется по программе коррекцией положения резца.
2. Определим погрешность Ду, вызванную упругими деформациями технологической системы. Расчет аналогичен расчету этой погрешности обработки на гидрокопировальном станке (см. решение задачи 1, вариант 0) с учетом того, что податливость
W1713ФЗ = 0,33W1713 и
Wmax = W maxCT + WmaxЗАГ = 0,32 · 24 + 135 = 143 мкм/кН.
Wmin = 0,32 · 16 = 6 мкм/кН.
Приняв по результатам решения задачи 1, значения
Руmax = 0,178 кН и Руmin = 0,155 кН, определяем
Ду = 40 · 0,178 - 6 · 0,155 = 20 мкм.
3. Определим погрешность УДст, вызванную геометрическими неточностями станка. Принимаем по результатам решения задачи 1, УДст = 2,4мкм. 4. Определим погрешность настройки. С учетом того, что погрешность регулирования Дрег = 0, можно принять, что Дн равна половине погрешности измерения диаметра 30h10, т.е.
Дн = 1/2 Дизм = 1/2 · 20 = 10 мкм.
5. Погрешность, вызываемую температурными деформациями, принимаем по результатам решения задачи 1.
6. Согласно [4] у станка 1713ФЗ величина дискреты перемещений по оси Х равна 5 мкм. В связи с этим принимаем: погрешность позиционирования резцедержателя Дп.р = 7мкм; погрешность позиционирования суппорта Дп.с = 10мкм; погрешность отработки коррекции Дкор = 10мкм.
7. Определим суммарную погрешность, приняв К7 = К8 = К9 = 1, так как погрешности Дп.с, Дп.р. и Дкор являются случайными величинами.
ДУ = 2v (К2Ду)2 + (К3Дн)2 + (К5УДст)2 + (К6УДт)2 + (К7Дпс)2 +(К8Дпр)2 + (К9Дкор)2 =2v(1·20)2+(1·10)2+(1,73·2,4)2+(1,73·9)2+(1·10)2+(1·7)2+(1·10)2 = 97 мкм.
Таким образом, в основном за счет компенсации размерного, износа резца путем коррекции его положения на станке 1713ФЗ по сравнению со станком 1713 обеспечивается суммарная погрешность обработки в 3 раза меньше.
Список используемой литературы
2. Справочник технолога - машиностроителя / Под ред. А.Г. Косиловой и Р.К. Мещерякова. Т.1. М.: Машиностроение, 1985. 656с.
3. Справочник технолога - машиностроителя / Под ред. А.Г. Косиловой и Р.К. Мещерякова. Т.2. М.: Машиностроение, 1985. 496с.
4. Станки с программным управлением (специализированные). / Под ред. В.А. Лещенко. М.: Машиностроение, 1975. 288 с.
Подобные документы
Расчет погрешности установки как составляющей общей погрешности выполняемого размера. Зависимость контактных деформаций для стыков заготовки. Определение величины погрешности закрепления как функции непостоянства зажимной силы. Выбор технологических баз.
презентация [743,6 K], добавлен 26.10.2013
Радиальная составляющая силы резания. Определение погрешности выполняемого размера и формы обрабатываемой поверхности при обработке партии заготовок. Расчет размерного износа инструмента. Тепловые деформации станка, заготовок и режущего инструмента.
презентация [1,1 M], добавлен 26.10.2013
Обработка результатов равноточных многократных измерений и определение суммарной погрешности измерения в виде доверительного интервала. Расчет определяющего размера и допустимой погрешности технического требования. Задачи сертификации систем качества.
контрольная работа [1,6 M], добавлен 05.07.2014
Расчет размерной цепи методом полной, неполной и групповой взаимозаменяемости. Определение суммарной погрешности при фрезерной обработке и погрешности базирования детали. Исследование точности выполнения обработки с помощью кривых распределения.
курсовая работа [526,4 K], добавлен 20.12.2013
Устройство и принцип работы тисков для базирования и закрепления заготовок плоских деталей при обработке их на фрезерных и сверлильных станках. Расчет погрешности базирования заготовки в приспособлении. Определение экономической эффективности тисков.
курсовая работа [2,2 M], добавлен 13.02.2016
Расчет размерной цепи методами полной, неполной и групповой взаимозаменяемости, пригонки, регулировки. Определение суммарной погрешности при фрезерной обработке и погрешности базирования. Исследование точности обработки с помощью кривых распределения.
курсовая работа [1,5 M], добавлен 24.12.2013
Основы теории обработки результатов измерений. Влияние корреляции на суммарную погрешность измерения тока косвенным методом, путём прямых измерений напряжения и силы тока. Алгоритм расчёта суммарной погрешности потребляемой мощности переменного тока.
Качество полученной после обработки детали характеризуется точностью обработки. От того, насколько точно будет выдержан размер и форма детали при обработке, зависит правильность сопряжения деталей в изделии и, как следствие, надежность изделия в целом. Так как обеспечить абсолютное соответствие геометрических размеров детали после обработки требуемым значениям невозможно, вводят допуски на возможные отклонения. В данной работе наиболее подробно рассмотрены виды погрешности установки заготовки, а также указаны общие положения о точности обработки детали (заготовки).
Содержание
ВВЕДЕНИЕ.……………………………………………………………….………3
1. Погрешность установки заготовки…………………………………….……. 4
1.1. Погрешность базирования……………………………………….………..5
1.2. Погрешность закрепления……………………………………….………11
1.3. Погрешность приспособления……………………………………….….12
2. Точность обработки, общие положения………………………………….….14
2.1. Классификация погрешностей обработки.………………………….…..15
2.2. Сведения о технологическом процессе обработки
деталей (заготовок)…………………………………………………….………. 16
ЗАКЛЮЧЕНИЕ………………………………………………………….……….20
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ……………………………………………………….21
Прикрепленные файлы: 1 файл
ТМ.doc
1. Погрешность установки заготовки…………………………………….……. 4
1.1. Погрешность базирования………………… …………………….………..5
1.2. Погрешность закрепления………………… …………………….………11
1.3. Погрешность приспособления………… …………………………….….12
2. Точность обработки, общие положения………………………………….….14
2.1. Классификация погрешностей обработки.………………………….…..15
2.2. Сведения о технологическом процессе обработки
Качество полученной после обработки детали характеризуется точностью обработки. От того, насколько точно будет выдержан размер и форма детали при обработке, зависит правильность сопряжения деталей в изделии и, как следствие, надежность изделия в целом. Так как обеспечить абсолютное соответствие геометрических размеров детали после обработки требуемым значениям невозможно, вводят допуски на возможные отклонения.
Технологическую систему характеризуют следующие основные погрешности:
- Установки заготовок в приспособлении с учетом колебания размеров баз, контактных деформаций установочных баз заготовки и приспособления, точности изготовления и износа приспособления.
- Колебания упругих деформаций технологической системы под влиянием нестабильных нагрузок, действующих в системе переменной жесткости.
- Наладки технологической системы на выдерживаемый размер.
- Износа режущего инстумента.
- Колебания упругих обьемных и контактных деформаций элементов технологической системы вследствие их нагрева при резании, трения подвижных элементов системы, изменения температуры в цехе.
В данной работе наиболее подробно рассмотрены виды погрешности установки заготовки, а также указаны общие положения о точности обработки детали (заготовки).
1. Погрешность установки заготовки
При механической обработке на заготовку действуют силы резания, поэтому ее необходимо надежно закрепить.
Под установкой заготовок понимается процесс базирования и закрепления заготовок в приспособлении для её обработки, сборки или контроля.
При установке заготовки в приспособлении возникает погрешность установки. Под погрешностью установки понимается отклонение фактически достигнутого положения заготовки или изделия при установке от требуемого.
Погрешность установки определяется по формуле:
εу = εб + εЗ + εпр
Формула представляет собой векторное выражение, которое значит, что отдельные составляющие (погрешности базирования, закрепления и приспособления) могут как увеличивать погрешность установки, так и уменьшать её. Это зависит от знака этих погрешностей.
Значение погрешности установки в таком случае определяется по следующей формуле:
1.1 Погрешность базирования
Погрешность базирования - это отклонение фактически достигнутого положения заготовки при базировании от заданного, или требуемого.
Погрешность базирования возникает в следующих случаях:
1. При несовпадении измерительной и технологической баз (пример 1.1 и 1.3);
2. При смещении измерительной базы, вызываемом смещением технологической базы (пример 1.2).
Пример 1.1: Фрезерование паза призматической детали в размеры A и B с использованием концевой фрезы (рис. 1.1.1).
Рисунок 1.1.1. Фрезерование паза призматической детали: 1, 2 - обрабатываемые поверхности; A, B - размеры обработки; C, D - габаритные размеры заготовки; 3, 4 - свободные поверхности; 5, 6, 7 - базовые поверхности.
Перед механической обработкой заготовки на настроенном станке (С, Кс, М производства), режущий инструмент (на рис. 1.1.1 - концевая фреза) настраивается на размеры обработки (на рис. 1.1.1 - размеры A и B), а затем проводится обработка всей партии заготовок (n > 2 шт.). В результате такой "массовой" обработки погрешность базирования входит в допуск на выполняемый размер. Поэтому важно исключить погрешность базирования из процесса обработки.
При нахождении погрешностей базирования необходимо учитывать выбранную схему базирования.
Комплект технологических баз (рис. 1.1.1):
- установочная технологическая база (опорные точки 1, 2, 3);
- направляющая технологическая база (опорные точки 4, 5);
- опорная технологическая база(точка 6).
Анализ погрешностей базирования проводится для всех размеров обработки.
В данном случае (рис. 1.1.1) проводится фрезерование паза в размеры A и B.
Анализ погрешностей базирования (рис. 1.1.1):
1. Погрешность базирования размера A равняется нулю, т.к. измерительная база (поверхность 6) совпадает с технологической базой (поверхность 6). Краткая форма записи этого выражения:
Размер A измеряется между поверхностями 6 и 2, при этом положение поверхности 6 не изменяется, а положение поверхности 2 изменяется при обработке и определяется допуском ITA на размер A.
Поверхность 6 - технологическая база, т.е. поверхность, по которой деталь устанавливается в приспособление.
Поверхность 6 - измерительная база, т.е. поверхность, от которой измеряется полученный размер.
2. Погрешность базирования размера B не равняется нулю, т.к. измерительная база (поверхность 3) не совпадает с технологической базой (поверхность 5):
Положение поверхности 5 остаётся неизменным, а положение измерительной базы (поверхности 3) зависит от размера D и формирует погрешность базирования на размер B:
Вывод: погрешность базирования равна сумме допусков размеров, связывающих измерительную базу с технологической базой.
Чтобы исключить погрешность базирования на размер необходимо при выборе схемы базирования устанавливать опорные точки на измерительные базы.
Так на рисунке 1.1.2 показаны два варианта назначения схемы базирования: в одном случае погрешность базирования возникает, а в другом нет.
Рисунок 1.1.2. Фрезерование паза призматической детали: а - погрешность базирования возникает; б - погрешность базирования отсутствует
Погрешность базирования может быть допущена технологом (рис. 1.1.2, а - "допустимо"), если в итоге погрешность установки меньше допуска на выполняемый размер. При этом нужно учитывать то, что на допуск выполняемого размера влияет набор факторов помимо погрешности установки: погрешности оборудования, наладки, режущего инструмента и т.д. Поэтому необходимо исключить погрешности базирования на стадии проектирования технологического процесса.
Пример 1. 2: Фрезерование паза цилиндрической детали в размер A с использованием концевой фрезы. Установка детали производится в призме (рис. 1.1.3).
Рисунок 1.1.3 Фрезерование паза цилиндрической детали
При фрезеровании цилиндрической заготовки (рис. 1.1.3) диаметром Dmin, положение технологической базы определяется точкой b, а при фрезеровании заготовки диаметром Dmax, положение технологической базы переходит в точку b1.
При настройке режущего инструмента на размер A проводилось фрезерование заготовки диаметром Dmax, и положение измерительной базы определялось точкой a1.
При фрезеровании заготовки диаметром Dmin измерительной базой становится точка a.
В конкретном примере, погрешность базирования размера A возникает за счет изменения положения измерительной базы:
Глубина паза A цилиндрической детали, показанной на рисунке 1.1.3, задаётся конструктором от нижней точки, но возможны и другие варианты проставки этого размера: от верхней точки B или от оси детали C. При этом погрешности базирования этих размеров, когда деталь устанавливается в призму по схеме рисунка 1.1.3, будут различаться (рис. 1.1.4).
Рисунок 1.1.4. Варианты простановки размеров на глубину паза, отверстия,
Из рисунка 1.1.4 видно, что максимальная погрешность базирования возникает в случае простановки глубины паза от верхней точки.
Пример 1.3 : Сверление отверстия ступицы в размер A. Установка детали производится на плоскость и цилиндрический палец (рис. 1.1.5).
Рисунок 1.1.5 Сверление отверстия ступицы: а - зазор распределен равномерно; б - зазор распределен с одной стороны; A, Aн - размер наладки сверла; Aф - фактический размер, получаемый при сверлении; d - диаметр цилиндрического пальца; D - диаметр отверстия заготовки
На рисунке 1.1.5 два крайних варианта установки заготовки типа "ступица" на плоскость и цилиндрический палец по посадке с зазором:
1. Случай 1 (рис. 1.1.5, а): заготовка была установлена рабочим ровно по своей оси, при этом погрешность базирования размера A равняется нулю:
2. Случай 2 (рис. 1.1.5, б): заготовка была сдвинута рабочим к установочной поверхности пальца, при этом возникла погрешность базирования, которая характеризуется несовпадением осей заготовки и пальца при установке:
1.2. Погрешность закрепления.
Погрешность закрепления - это отклонение фактически достигнутого положения заготовки при закреплении от заданного.
Погрешность закрепления возникает при совпадении направления выполняемого размера с направлением действия силы закрепления за счет упругих и пластических деформаций в местах контакта заготовки с опорой приспособления.
Каждая заготовка при обработке должна быть не только сбазирована, но и закреплена. Силы закрепления воздействуют на заготовку и опорные элементы приспособлений вызывая их собственные и контактные деформации. В результате этих деформаций измерительная база заготовки смещена и возникает погрешность закрепления - εЗ (рис. 1.2.1).
Рисунок 1.2.1. Схема образования погрешности закрепления
Причем эта погрешность закрепления оказывает влияние на размер Н, т.к. измерительная поверхность под действием сил закрепления Q переместится на величину εЗ из положения 1-1 в положение 2-2. В то же время на размер А погрешность закрепления не оказывает влияние.
В большинстве случаев, т.к. фактическая площадь контакта заготовки с опорными элементами приспособлений на один-два порядка меньше их геометрических размеров, погрешности закрепления будут определяться контактными деформациями.
В технологии машиностроения для таких расчетов достаточно часто используют эмпирическое уравнение
где С и m - коэффициенты, зависящие от формы опорных элементов приспособления, твердости материала заготовки и качества ее установочной измерительной поверхности. Их значения приведены в справочной литературе.
Силы закрепления могут вызывать отклонение формы получаемой поверхности (рис. 1.2.2)
Рисунок 1.2.2. Погрешность формы обработанной поверхности заготовки, вызываемая её закреплением: а) - заготовка до установки на станке, б) - после закрепления в трехкулачковом патроне, в) - после обработки, г) - после снятия со станка.
1.3. Погрешность приспособления.
Третьей составляющей погрешности установки является погрешность приспособления εпр. Эта погрешность зависит от точности изготовления приспособлений, износа их опорных элементов и от погрешности установки приспособлений на станках, и определяется следующим выражением:
Особенно ярко проявляется влияние погрешности приспособления на точности межосевого расстояния А, обрабатываемых отверстий заготовки 1 при сверлении по кондукторным втулкам 2 (рис. 1.3.1). В данном случае погрешность приспособления полностью переносится на деталь.
Рисунок 1.3.1. Схема установки заготовки при сверлении отверстий по кондуктору
2. Точность обработки. Общие положения
Качество машин в значительной мере определяется точностью их изготовления.
Под точностью обработки понимают соответствие размеров, формы и взаимного расположения поверхности, шероховатости требованиям чертежа и техническим условиям.
По ряду причин при любых методах обработки полученное значение параметра отличается от заданного, и разность этих значений называется погрешностью обработки.
Абсолютная погрешность обработки выражается в единицах рассматриваемого параметра и определяется разностью между действительным размером, полученным значением и его начальным или заданным значением:
∆X = Xдейств - Xнач
Отношение (∆X/ Xнач) · 100% называется относительной погрешностью.
2.1. Классификация погрешностей обработки.
Классификацию погрешностей обработки можно условно представить в следующем виде:
- погрешность размеров ∆d;
- погрешность расположения ∆р;
- погрешность формы ∆ф;
- шероховатость поверхности ∆ш;
- волнистость формы ∆в;
Заданные чертежом допуски, ограничивающие отклонения геометрических поверхностей деталей должны обеспечить служебное назначение машины. Эти допуски устанавливаются в соответствии со стандартами. Стандарты единой системы допусков и посадок (ЕСДП) распространяются на гладкие сопрягаемые и несопрягаемые поверхности и т.д.
Определите погрешность закрепления заготовки из стали НВ = 110, установленной на три плоских опоры диаметром d = 20 мм. Действующая сила на одну опору 3000 Н. Установленная поверхность заготовки имеет шероховатость Rz = = 60 мкм. Определите погрешность закрепления заготовки 050 мм из чугуна НВ = 180 в призме длиной / = 30 мм = 3 см с углом, а = 90°. Нагрузка на призму 2000 Н. Шероховатость… Читать ещё >
Погрешности установки заготовки ( реферат , курсовая , диплом , контрольная )
Обеспечение заданной точности механической обработки, в частности с использованием приспособлений, в значительной мере зависит от выбора технологических баз и схемы установки заготовок. Однако при этом возникает погрешность установки.
где еГ) — погрешность базирования; в3 — погрешность закрепления основная; в3 и — погрешность закрепления, связанная с изменением формы поверхности контакта установочного элемента в результате его износа; еи— погрешность, определяемая прогрессирующим износом установочных элементов; evc — погрешность изготовления и сборки опор установочного приспособления; ес — погрешность установки и фиксации приспособления на станке.
В совокупности погрешности еи, s и вс представляют собой погрешность положения заготовки в приспособлении гпр.
Точность выполнения заданных размеров II может быть определена.
где Тн— допуск выполняемого размера Н; со — средняя точность обработки на металлообрабатывающих станках, данные о которой приведены в [ 171.
Для принятого метода обработки и схемы установки заготовки ожидаемая (расчетная) точность обработки Тп должна быть меньше допуска выполняемого размера:
В связи с расчетом ожидаемой точности обработки инженеру-технологу приходится решать следующие задачи: определение погрешности базирования в зависимости от принятой схемы установки заготовки в приспособлении или выбор схемы установки, обеспечивающей минимальную погрешность базирования; определение погрешности закрепления в зависимости от непостоянства сил зажима, неоднородности шероховатости и волнистости поверхностей заготовок, износа установочных элементов приспособлений; определение погрешности, вызываемой износом установочных элементов и межремонтного периода приспособлений; определение исполнительных размеров установочных и направляющих элементов, обеспечивающих заданную точность обработки и возможность установки заготовок.
Рассмотрим табл. 3.4.
Данные для расчета контактных деформаций (мкм) стыка заготовки опоры приспособления [17].
Примечание. НВ — твердость материала заготовки по Бринеллю; Q — сила, действующая по нормали к опоре, Н; F — площадь контакта опоры с заготовкой, см 2 ; L — длина образующей, по которой происходит контакт, см; Rz — параметр шероховатости заготовки, мкм; II — высота опоры, мм; г — радиус сферической головки, мм.
Определите погрешность базирования для размеров hv h2 и h3 при фрезеровании цилиндрической заготовки (рис. 3.21).
Рис. 3.21. Схема установки заготовки Рис. 3.22. Схема установки заготовки при фрезеровании наибольшего и наименьшего диаметров.
Рассмотрим схему фрезерования заготовок с наибольшим и наименьшим диаметрами d и d т (рис. 3.22).
Размер /г, при этом остается неизменным, следовательно,.
Размер h2 будет находиться в пределах размеров /г2 и h2, следовательно, Размер h3 будет находиться в пределах h3 и h3 , следовательно,.
Исходя из геометрических построений (см. пример 3.3), получим:
При применении призмы с углом а, = 90°:
Рис. 3.23. Схема установки заготовки
При применении призмы с углом а, = 120° погрешность базирования для размера А, уменьшается в 0,207/0,077 = 2,69 раза, для размера /г, — в 0,707/0,577 = = 1,23 раза и для размера h:i — в 1,207/1,077 = 1,12 раза.
Определите погрешность закрепления заготовки из стали НВ = 110, установленной на три плоских опоры диаметром d = 20 мм. Действующая сила на одну опору 3000 Н. Установленная поверхность заготовки имеет шероховатость Rz = = 60 мкм.
Погрешность закрепления при установке на постоянные опоры:
где Fnd 2 /A = 3,14? 2 2 /4 = 3,14 см 2 — площадь опоры; Кк, = 0,004; Кив = -0,0016; С, = 0,4 + 0. 012 °F ; п = 0,7; т = 0,7 (см. табл. 3.4). Тогда.
Определите погрешность закрепления заготовки 050 мм из чугуна НВ = 180 в призме длиной / = 30 мм = 3 см с углом а = 90°. Нагрузка на призму 2000 Н. Шероховатость поверхности заготовки Rz = 30 мкм.
Погрешность закрепления при установке в призму:
Определите погрешность установки заготовки на три плоских опоры, если погрешность базирования е6 = 10 мкм и е., = 6 мкм.
Погрешность установки рассчитывается по уравнению:
погрешность емр обычно принимается в пределах 20—50 мкм.
Таким образом, погрешность установки может находиться в пределах 31,2— 51,3 мкм.
Читайте также: