Пути повышения точности механической обработки

Для выявления возможности повышения точности обработки следует проанализировать спроектированный технологический процесс с целью оценки значении первичных погрешностей и их влияния на суммарную погрешность обработки. Удельные значения слагаемых суммарной погрешности зависят от принятого метода обработки. Так, например, при предварительной обработке доминирующим фактором являются; отжатия элементов технологической системы под действием силы резания, достигающие 30% допуска на получаемый размер. Геометрические неточности станков составляют 10 – 30% общей погрешности обработки. Погрешность настройки при предварительной обработке составляет 20 – 30%, а при чистовой обработке 30 – 40% общей погрешности. Погрешность, связанная с размерным износом инструмента, при предварительной и чистовой обработке изменяется в пределах 10 – 20%. Погрешности, связанные с размерными изменениями инструмента вследствие нагрева и температурными деформациями технологической системы, составляют 10 – 15% общей погрешности обработки. При обработке тонкостенных и недостаточно жестких деталей погрешности в результате действия остаточных напряжений достигают 40%. Погрешность установки при нерациональной схеме базировании кет быть в пределах 20 – 30% общей погрешности обработки.

После выявления для конкретного процесса первичных погрешностей и их суммирования определяют пути устранения или уменьшения этих погрешностей и намечают мероприятия по повышению точности. и мероприятия должны быть экономически обоснованы.

Одним из путей повышения точности механической обработки является применение систем автоматического управления (САУ) станками, именуемых также системами адаптивного управления.

Установлено, что на точность обработки на настроенном станке значительное влияние оказывает колебание силы резания. Непостоянство силы резания в пределах обработки партии заготовок связано колебаниями твердости заготовок, размера снимаемого припуска и износом режущего инструмента. Колебание силы резания порождает изменение значений упругих смещений элементов технологической системы.

На отжатие элементов технологической системы существенное влияние оказывает составляющая силы резания, направленная перпендикулярно к обрабатываемой поверхности. При точении этой составляющей является радиальная сила P_у. На рис. 5.5. показана принципиальная схема адаптивной системы для токарного станка: в резцедержателъ встроен датчик 1, регистрирующий изменения радиальной силы. Электрические сигналы датчика поступают в электронный блок 3, где суммируются с сигналом, соответствующим заданной силе резания. На основе этого вырабатываются управляющий сигнал, который после усиления управляет реверсивным двигателем продольной подачи 2, изменяя частоту вращения ротора двигателя, а следовательно, и скорость подачи продольного суппорта. При возрастании силы подача автоматически уменьшается, а при уменьшении силы – увеличивается.

Рис. 5.5. Схема адаптивного управления

Исследования эффективности адаптивного управления станками выявили возможность повышения точности обработки примерно в 2 раза при заданной точности – возможность повышения производительность путем увеличения подачи при резании или путем сокращения числа рабочих ходов.