16. Статическая настройка станков
Закл-ся в установке режущих инстр-тов в требуемое полож-е с пом. различных калибров и шаблонов на неработающем станке.
Суть: на станке на месте обраб-ой заготовки устан-ся спец-но изготов-ный калибр или шаблон. После этого режущий инстр-т своей режущей кромкой доводится до касания с поверх-тью калибра и после он закреп-ся в этом полож-ии. Т.о. настройка закончена.
В связи с тем, что статич. настройка осущ-ся на нераб-щем станке, в проц. обработки заготовок из-за упругих, неизбежных деформаций в системе СПИД действие тепловых и др. фак-ров размер обраб-го изделия оказ-ся больше для охватываемых поверхностей и меньше для охватывающих поверхностей требуемого размера.
Для определения размера калибра или его настроечного размера или шаблона должна быть: LКРАСч=LЗАГ±ΔП ,
где LКРАСч – настроечный размер, т.е. размер калибра,
LЗАГ – размер заготовки, кот. д.б. фактически получен в рез-те обработки заготовки. Размер заготовки вычисляется по формуле: LЗАГ=LMAX+LMiiN/2 ,
где LMAX, LMiiN – предельные размеры детали по чертежу. Поэтому размер обраб-ой детали принимаем посредине поля допуска, ΔП – поправка, учитывающая деформации упругой сист. СПИД в процессе обр-ки, шерох-ть пов-ти калибра по кот. осущ-ся настройка, а также величину зазора в подшипниках шпинделя ->ΔП = Δ1+ Δ2+ Δ3 (Δ2 учитывает шерох-ть пов-ти калибра, Δ1 – учитывает деф-ции упругой сист. СПИД, Δ3 – учит. величину зазора в подшипниках.
В формуле «+» – для случая обработки вала, «-» – для случая обр-ки отверстия.
Т.о. метод статич. настройки станков отлич-ся простотой реализации, сокращением продолжит-ти настройки станков, особенно при многорезцовой обр-ке. В ряде случаев возможна настройка инстр-ных блоков даже вне станка с применением контрольно-измерит-ной техники.Применение – крупносер. и масс. пр-во для многоинструменталь. обр-ки. Метод не является точным из-за неточности опред-я самой поправки (погр. достигает 50%). Поэтому он примен-ся для обр-ки деталей с точ-ю не выше 1,9 го квалитета.
17. Настройка станков по пробным заготовкам с пом. рабочего калибра.
После предварит. настройки (по лимбам станка) рабочий изготавливает несколько пробных заготовок и контролирует полученные размеры с пом. рабочих калибров. Если размеры этих заготовок нах-ся в пределах допусков, предусмот. рабочим калибром, то настройка станка признается правильной и разреш-ся обр-ка всей партии заготовок.
Однако этот метод настройки и оценки настройки станка нельзя признать полностью универсальным в силу след. обст-в: примем распред-е дейст. размеров в партии раб заготовок подчин-ся норм. закону распред-я. Даже в наиболее благоприятном случае, когда допуск на размер IT значит-но превосходит поле рассеивания детали в партии, нет гарантии того, что значит. часть заготовок партии не окаж-ся за пределами установ-го допуска, т.е. не будет брака. Связано это с тем, что как видно из схемы, что кривая рассеивания, к которой принадлежит размер пробной заготовки , может занимать внутри поля допуска различные положения, поэтому при изготовлении одной пробной заготовки или 2-х нельзя опр-ть какому участку поля рассеивания она соот-ет. К примеру т. А и В соот-ют размерам пробной заготовки, могут принадлежать кривым рапр-нияσ1 и σ3 , расположение кривых исключает появление брака. Но они м. относиться к кривым расп-ния Т1 и Т4 , которые значит-но выходят за пределы допуска, что связано с появлением брака.
По мере ed-ybz числа пробных заготовок вер-ть появления значит. брака снижается, но опасность его возн-ния не устр-ся. Для исключ-я появления брака в случае, когда IT значит-но превышает поле рассеивания 6σ: IT>>6 σ
Необходимо в проц. настройки обеспечить располож-ие кривой фактического распр-ния размеров, внутри поля допуска с таким расчетом, чтобы ее центр группирования отстоял от предельных раз-ров на расстояние не менее 3σ
К сожалению при рассматриваемом методе настройки и при небольшом кол-ве пробных заготовок эту задачу решить невозможно. Для этого более рацион-ым явл-ся метод настройки станков с пом. универс. измерит. средств.
18. Настройка станков по пробным заготовкам с помощью универсальных измерительных средств.
В этом случае установка режущих инструментов производится на определенный настроечный размер Lн. А правильность настройки устанавливается обработкой некоторого количества m пробных заготовок. Причем настройка признается правильной и разрешается обработка всей партии, если среднее арифметическое размеров пробных заготовок находится в пределах некоторого допуска ITн на настройку. Следовательно, при этом методе задачи расчета настройки является средние величины поля допуска настройки ITН.
В основу этого метода настройки положены следующие положения теории вероятности
– если имеется некоторая совокупность, распределение размеров которых подчиняется закону нормального распределения с квадратическим отклонениемσ . И если эту совокупность заготовок разбить на группы по mштук, и определить среднее арифметическое значение размеров внутри каждой из этих групп, то распределение размеров групповых средних (Lгр.ср.) также будет подчиняться нормальному закону распределения, то со средним квадратическим отклонениемσ1, которое численно равно: σ1=σ/√m.
– Принципиально важно то обстоятельство, что центр группирования групповых средних всегда совпадает с центром группирования всей партии заготовок.
19. Управление точностью обработки партии заготовок по входным и выходным данным.
Под входными данными понимают параметры исходных заготовок, при этом доминирующее влияние на точность заготовки оказывает колеб-е припусков обрабатываемой заготовки, а также твердость и гибкость заготовки.
Механизм влияния этих параметров связан со следующим: изменение припуска и твердости заготовок проводит к изменению сил резания и, в частности, нормальную составляющую силы резания, а эта с свою очередь вызывает различные значения упругих деформаций в системе СПИД и в конечном итоге к увеличению поля рассеивания действительных размеров в партии обрабатываемых заготовок.
Одним из вариантов повышения точности обработки в этом случае является непосредственное изменение перед обработкой действительных размеров и твердости исходных заготовок с последующей сортировкой их на отдельные группы, при этом настройку станка необходимо осуществить отдельно для каждой из групп заготовок, с учетом различных упругих отношений в системе СПИД. Но применение такого метода связано с дополнительными затратами на сортировку и уменьшает его практическое использование. В значительной степени этот метод используется при использовании адаптивных методов обработки. Эти методы управления точности обработки основаны на принципе компенсаций упругих отжатий в системе СПИД, обусловленных колебаниями припуска заготовок упругими перемещениями элементов системы в противопол-м направлении.
Доминирующее влияние на точность механической обработки колебание или непостоянство упругих отжатий технологической системы СПИД, которая при постоянной ее жесткости определяется или зависит от определения нормальной составляющей силы резания Ру. Вытекает вывод о том, что с целью обеспечения высокой точности следует реализовать условие упругих отжатий y=const. Это условие должно быть реализовано либо при нормальной составляющей силы резания или при постоянном тоношении.y=Py/γ=const, p=f(HB, t;s,v), Py=f’(HB,t;s,v).
Как известно значение силы резания Р, а соответственно и ее составляющей Ру зависит от следующих параметров: – твердости; – глубины резания; – от продольной подачи; – скорость резания.
В процессе обработки изменяя один из выше перечисленных параметров, мы можем изменяем значение Ру. Из анализа влияния таких факторов видно что наиболее универсальным является значение продольной подачи. Важным преимуществом использования подачи в качестве параметра управления силы резания является возможность создания очень тонкого и чувствительного механизма, управление упругими перемещениями технологической системы, не имеющей никаких скачков. Дело в том, что в данном случае поправка вносится за счет самих упругих перемещений технологической системы, никаких относительных перемещений узлов станка не требуется.
В этом случае размер статической настройки сохраняется практически неизменным в в течение всего времени обработки заготовок между двумя поднастройками, необходимыми для компенсации, и осуществляемыми с помощью механизмов активного контроля или вручную. Особенно эффективно применение адаптивных систем с целью получения правильной формы обрабатываемой заготовки, когда необходимо компенсировать колебания не только силы резания, но и изменения податливостисистемы. Для иллюстрации вышесказанного рассмотрим условие формирования формы вала в продольном сечении, при его продольном обтачивании, при установке в центрах. иллюстрации вышесказанного рассмотрим условие формирования формы вала в продольном сечении, при его продольном обтачивании, при установке в центрах.
Из приведенного рисунка видно, что при обработке вала с постоянной продольной подачей у нас возникает погрешность формы в виде бочкообразности, что с переменной величиной упругих отжатий по длине заготовки. При обтачивании с применением адаптивных систем, с изменением жесткости по длине заготовки изменяется значение продольной подачи, причем с уменьшением жесткости, ее значение также уменьшается, что приводит к снижению Ру, а соответственно и снижению Р (упругих отжатий). В результате такой обработки можно существенно повысить точность как линейных размеров, так и формы.
В качестве недостатка следует отметить изменение шероховатости обрабатываемой поверхности с изменением подач, в частности с ее увеличением шероховатость возрастает и наоборот. Использование этого метода на практике ограничивается из=за дорогого оборудования.
Под выходными данными понимают точностные параметры обработки заготовок. В процессе обработки под действием систематических погрешностей происходит смещение поля рассеивания действительных размеров партии обрабатываемых заготовок.
На данной схеме показано смещение кривой распределения действительных размеров валов, при их обтачивании с учетом износа резца. После настройки, при обработке партии заготовок, кривая рассеяния из-за линейного износа резца перемещается внутри поля допуска и верхнему предельному размеру. При времени ta, как видно из схемы, возникает опасность выхода размером части заготовок за пределы поля допуска, поэтому с целью предотвращения появления брака в этот момент необходимо осуществить побнастройку станка. Подналадкой станка называется процесс восстановления первоначальной точности взаимного расположения инструмента и обрабатываемой заготовки, нарушенных в процессе обработки партии заготовок.
Основная задача, которая возникает при этом, это определение необходимого времени или момента для поднастройки или подналадки станка. Для определения этого момента используется фиксирование фактического пути резания, при обработке этих заготовок. Зная удельный износ и путь резания определить момент необходимой подналадки, или количество обрабатываеммых заготовок без поднастройки.
2-й способ основан на регулярных измерениях действительных размеров обрабатываемых заготовок с помощью контактных или безконтактных измерительных устройств.
20. Устан-ка заготовок при мех обработке на станках.
Установить заготовку это значит выполнить две процедуры:
- сбазировать заготовку;
- закрепить ее.
Базирование служит для придания заготовке необходимого положения относительно выбранной системы координат, а в частности элементов станка.
Закрепление это приложение сил или пары сил к заготовке для обеспечения постоянства ее положения допустимого при базировании.
У заготовок, подлежащих обработке на станках, различают следующие виды поверхностей:
– обрабатываемые поверхности с которых удаляется слой материала:
– установочные поверхности, на которые осуществляется базирование на станке;
– зажимные, которые воспринимают усилие зажатия заготовок;
– измерительные, от которых осуществляется отсчет размеров;
– необрабатываемые.
При выполнении базирования заготовки, необходимо выделить на ней соответствующие базы. Так базой называется поверхность или выполняющее ту же функцию сочетание поверхности.
По назначению базы делятся на:
- конструкторские;
- Технологические;
- Измерительные.
Конструкторские базы – это базы, которые используют для определения положения детали или сборочной единицы в изделии.
Технологические – это базы, которые используются для определения положения заготовки в процессе изготовления или ремонта.
Измерительные – это базы, которые используются для определения относительного положения детали или изделия и средств измерений.
По лишаемым степеням свободы:
– установочные, лишающеи заготовку 3-х степ свободы;
– направляющие, лишающ. заготовку 2-х степ свободы;
– опорная, лишает 1-й степени свободы.
В качестве установочных баз используют плоские поверхности, внутренние или наружные цилиндрические поверхности, конические поверхности, поверхности центровых отверстий. Необработанные поверхности рекомендуется применять в качестве баз только на начальных этапах обработки и в технологии такие базы принято называть черновыми, а обработанные поверхности– чистовыми. При их выборе следует руководствоваться следующими положениями:
– необх. стремиться к тому, чтобы выбранные за базу поверх-ти могли быть использованы в качестве таковых для всех или большинства операций обработки детали;
– в качестве чистовой базирующей повер-ти следует применить ту повер-сть, от которой задан точный размер с допуском определяющим положение данной обрабатываемой пов-ти;
базирующие пов=ти должны быть по своим размерам и форме такими, чтобы обеспечить их простое базирование и надежное закрепление детали