«Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ»
Волгодонский инженерно-технический институт – филиал НИЯУ МИФИ
Практическая работа № 3
По дисциплине “Основы технологии машиностроения”
Тема “Расчёт суммарной погрешности обработки”
”
Волгодонск – 2011 г.
практическая работа № 3– 2 часа
Тема
1.1 Расчёт суммарной погрешности обработки
Цель
2.1 Приобретение навыков определения суммарной погрешности обработки
2.2 Приобретение навыков работы со справочной литературой
Необходимые материалы и данные
3.1 Пояснения к работе (теоретическая часть)
Расчет суммарной погрешности обработки
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:
Δ∑ ≤ Тd, (3)
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 таблица 1 данных методических указаний.
При обработке плоскостей на фрезерных станках погрешность Δу, вызванная упругими деформациями технологической системы, зависит в основном от колебания величины припуска и податливости системы «шпиндель – стол». В связи с тем, что подача при обработке осуществляется столом станка, податливость системы W не изменяется при изменении относительного положения заготовки и фрезы (т.е. W = const). В то же время податливость фрезерных оправок и заготовок при чистовой обработке сравнительно мала. Поэтому податливость технологической системы W при расчетах принимается постоянной и равной податливости системы «шпиндель – стол» величину которой можно определить, например, по [1]или приложению А таблица А4. Максимальное (Pzmax) и минимальное (Pzmin) касательные составляющие усилия фрезерования определяются по [1] при максимально и минимально возможных глубинах резания /, ширине В и принятых условиях фрезерования.
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 таблица 3; 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);
Упругая деформация технологической системы под влиянием силы резания Δу,мкм,(см. формулу (10))
Δу = W ∙ (РXmax - РXmin).
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.