Элементарные погрешности обработки деталей

На станках с ЧПУ и в ГПС обрабатывают сложные детали с достаточно большим чис­лом контролируемых параметров. При независимости погрешностей обработки на последо­вательно выполняемых переходах показатели выполнения задания по k-му параметру каче­ства изготовляемой продукции определяют по формуле

где Рⁱ_k — соответствующий показатель (вероят­ность получения годной продукции) выполне­ния задания по k-му параметру качества про­дукции для i-го технологического перехода (операции); n — число переходов (операций), выполняемых по данному технологическому процессу.

Таким образом, если Рⁱ_k = 0,9 = const, то, например, при n = 4 имеем Р_k (t) = 0,66, что оз­начает низкий показатель выполнения задания по данному . параметру качества продукции, указывает путь повышения надежности изго­товления годной продукции, заключающийся в необходимости повышения вероятности по­лучения годной продукции, в том числе повы­шением точности обработки. Более подробно методы оценки надежности по параметрам ка­чества изготовляемой продукции приведены в ГОСТ 27.202-83.

В некоторых случаях целесообразно уже­сточить нормы точности продукции, изгото­вляемой в ГПС. Так, в станкостроении ужесто­чение норм точности при изготовлении стан­ков (внутризаводские приемо-сдаточные нор­мы точности ужесточают на 40%) проводят с целью обеспечения установленных стандартами норм точности в течение определенного срока эксплуатации изделия. Этот принцип целесообразно распространить на все изделия, получаемые в ГПС.

Основной целью анализа точности обра­ботки деталей на станках с ЧПУ и в ГПС является установление доли элементарных по­грешностей и разработка мероприятий, позво­ляющих уменьшить влияние доминирующих погрешностей на точность обработки.

При установлении уровня, до которого ра­ционально уменьшать доминирующие погреш­ности, следует учитывать закон суммирования отклонений размера, формы и расположения поверхностей обрабатываемой детали и крите­рий ничтожности факторов.

Элементарные погрешности, возникающие при обработке, рассмотрены в т. 1, гл. 1 спра­вочника; методика анализа погрешностей многоинструментной обработки рассмотрена в т. 1. гл. 7.

При обработке деталей на станках с ЧПУ точность диаметральных размеров зависит от погрешности наладки инструмента вне станка, погрешностей изготовления прибора для на­ладки инструмента, оправок, конусного отвер­стия в шпинделе станка. Обычно применение инструмента, налаженного вне станка, обеспе­чивает получение диаметральных размеров по 8-9-му квалитету. При более высоких требо­ваниях к точности необходима подналадка ин­струмента на станке.

Погрешность формы в продольном сече­нии отверстия определяется отклонением от прямолинейности перемещений шпинделя или стола станка в осевом направлении, упругими и температурными деформациями технологи­ческой системы, размерным износом инстру­мента, уводом инструмента.

Погрешность формы отверстия в попереч­ном направлении определяется периодически­ми смещениями инструмента и заготовки в процессе обработки (за один оборот), обусло­вленными изменением параметров режима (в первую очередь глубины резания из-за неточ­ности заготовки), параметров станка (кинематических погрешностей, неравномерной жесткости) и технологической оснастки (напри­мер, неодинаковой жесткости кулачков патро­на).

Погрешность расстояний между центрами отверстий зависит от погрешности собственно метода обработки (например, смещения и уво­да сверла; копирования исходных погрешно­стей при растачивании и т. д.) и погрешности позиционирования рабочих органов станка. Кроме того, следует учитывать погрешности перемещений рабочих органов станка (откло­нения от прямолинейности и перпендикулярности перемещений).

Отклонение от соосности отверстий или параллельности оси отверстия плоскости зави­сит от следующих факторов: погрешностей собственно метода обработки (увода при свер­ление, копирования погрешностей при раста­чивании, погрешности обработки и установки плоскости, относительно которой определяют отклонение) и погрешностей станка. Наиболее существенное влияние оказывают такие по­грешности станка, как погрешность позицио­нирования, включая погрешность, возникаю­щую при повороте стола; отклонение переме­щений рабочих органов станка от заданной траектории. Смещения, обусловленные упруги­ми и температурными деформациями техноло­гической системы, учитывают при определе­нии погрешности метода обработки. Некоторые из перечисленных погрешностей могут быть учтены в программе обработки путем введения соответствующей коррекции.

Погрешность формы и взаимного располо­жения плоскостей при обработке в значитель­ной степени определяется погрешностями ус­тановки, геометрическими погрешностями станка, включая погрешность позиционирова­ния (линейную и возникающую при повороте стола, револьверной головки, шпинделя), погрешностями от упругих и температурных де­формаций элементов технологической си­стемы.

Погрешности воспроизведения на детали контура, заданного программой управления, складываются из многих факторов, как кон­структивных, определяемых принципом дей­ствия устройства ЧПУ, приводов, конструкций элементов станка, так и технологических, обус­ловленных режущим инструментом, приспособлением, режимом обработки материалом детали и т. д.

К типовым конструктивным погрешностям обработки, свойственным станкам с ЧПУ, относят: 1) скоростную погрешность следяще­го привода; 2) погрешность, возникающую в связи с неравенством и непостоянством коэффициентов усиления приводов подач по разным координатам перемещения станка, а также изменением их при изменении подачи; такие явления имеют место, например, при не­линейности (несимметричности, синусоидаль­ности) статической характеристики фазового дискриминатора в рабочей зоне; 3) погреш­ность вследствие зазоров в кинематических це­пях станка, не охваченных обратной связью; 4) погрешность в результате колебательности приводов, которая приводит к ухудшению ка­чества обработки в основном из-за появления неравномерной волны на обрабатываемой по­верхности, шаг которой зависит от скорости подачи, так как частота колебаний привода со­храняется примерно постоянной; 5) погреш­ность вследствие периодической внутришаговой погрешности датчиков обратной связи, главным образом фазовых; эта погрешность сказывается в появлении волны на обрабаты­ваемой поверхности, шаг которой зависит от цены оборота фазы приводов и от угла накло­на обрабатываемого контура детали к направ­лениям перемещений рабочих органов по координатам станка.