ТОЧНОСТЬ МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ДЕТАЛЕЙ

ТОЧНОСТЬ ДЕТАЛЕЙ

Точность деталей - это степень приближения формы детали к геометрически правильному ее прототипу. За меру точности детали принимают значения допусков и отклонений от теоретических значений показателей точности, которыми она характеризуется.

Государственными стандартами установлены следующие показатели точности:

1) точность размеров, т.е. расстояний между различными элементами деталей и сборочных единиц;

2) отклонение формы, т.е. отклонение (допуск) формы реальной поверхности или реального профиля от формы номинальной поверхности или номинального профиля;

3) отклонение расположения поверхностей и осей деталей, т.е. отклонение (допуск) реального расположения рассматриваемого элемента от его номинального расположения.

Шероховатость поверхности не входит в отклонение формы. Иногда допускается нормировать отклонение формы, включая шероховатость поверхности. Волнистость включается в отклонение формы. В обоснованных случаях допускается нормировать отдельно волнистость поверхности или часть отклонения формы без учета волнистости.

Точность размеров детали характеризуется допуском Т, который определяют как разность двух предельных (наибольшего и наименьшего) допустимых размеров. Величина допуска Т зависит от размера и квалитета. Например, размер, выполняемый по 7-му квалитету, более точный, чем такой же размер, выполненный по 8-му или 10-му квалитету.

Точность размеров на чертежах проставляют условными обозначениями поля допуска (40Н7; 50k6) или предельных отклонений в миллиметрах (60 ; 90 ± 0,01), или совместно условными обозначениями полей допусков и отклонений 30H7^+0,021.

Точность размеров грубее 13-го квалитета оговаривают в технических требованиях, где указывают, по какому квалитету их следует выполнять. Например, "неуказанные предельные отклонения размеров: отверстий Н14, валов h14".

Точность формы характеризуется допуском Т или отклонениями Δ от заданной геометрической формы. Стандарт рассматривает допуски и отклонения двух форм поверхностей; цилиндрических и плоских. Количественно отклонение формы оценивают наибольшим расстоянием от точек реальной поверхности (профиля) до прилегающей поверхности (профиля) по нормали к прилегающей поверхности (профилю).

ТОЧНОСТЬ ОБРАБОТКИ

Под точностью обработки понимают степень соответствия обработанной детали техническим требованиям чертежа в отношении точности размеров, формы и расположения поверхностей. Все детали, у которых отклонения показателей точности лежат в пределах установленных допусков, пригодны для работы.

В единичном и мелкосерийном производстве точность деталей получают методом пробных рабочих ходов, т.е. последовательным снятием слоя припуска, сопровождаемым соответствующими измерениями. В условиях мелко- и среднесерийного производств применяют обработку с настройкой станка по первой пробной детали партии или эталонной детали. В крупносерийном и массовом производствах точность детали обеспечивают методом автоматического получения размеров на предварительно настроенных станках-автоматах, полуавтоматах или автоматических линиях.

В условиях автоматизированного производства в станок встраивают подналадчик, представляющий собой измерительное и регулировочное устройство, которое в случае выхода размера обрабатываемой поверхности за пределы поля допуска автоматически вносит поправку в -систему станок - приспособление - инструмент - заготовка (в технологическую систему) и подналаживает ее на заданный размер.

На станках, выполняющих обработку за несколько рабочих ходов (например, на круглошлифовальных), применяют устройства активного контроля, которые измеряют размер детали в процессе обработки. При достижении заданного размера устройства автоматически отключают подачу инструмента. Применение этих устройств повышает точность и производительность обработки путем уменьшения времени на вспомогательные операции. Эта цель достигается также путем оснащения металлорежущих станков системами адаптивного управления процессом обработки. Система состоит из датчиков для получения информации о ходе обработки и регулирующих устройств, вносящих в нее поправки.

На точность обработки влияют: погрешности станка и его износ; погрешность изготовления инструментов, приспособлений и их износ; погрешность установки заготовки на станке; погрешности, возникающие при установке инструментов и их настройке на заданный размер; деформации технологической системы, возникающие под действием сил резания; температурные деформации технологической системы; деформация заготовки под действием собственной массы, сил зажима и перераспределения внутренних напряжений; погрешности измерения, которые обусловлены неточностью средств измерения, их износом и деформациями и др. Эти факторы непрерывно изменяются в процессе обработки, вследствие чего появляются погрешности обработки.

Собственная точность станков (в ненагруженном состоянии) регламентирована государственными стандартами для всех типов станков. При эксплуатации происходит изнашивание станка, в результате которого его собственная точность снижается.

Режущий инструмент имеет погрешности размеров, формы и взаимного расположения элементов, полученных при его изготовлении. Эти погрешности предопределяют погрешности обработки. Износ инструмента влияет на точность обработки в партии заготовок при одной настройке станка (например, при растачивании отверстий износ резца приводит к появлению конусообразности).

Процесс резания сопровождается выделением теплоты. В результате изменяется температурный режим технологической системы, что приводит к дополнительным пространственным перемещениям элементов станка вследствие изменения линейных размеров деталей и появлению погрешностей обработки. Заготовки, имеющие малую жесткость (L/D > 10, где L - длина заготовки; D - ее диаметр), под действием сил резания и их моментов деформируются. Например, длинный вал небольшого диаметра при обработке на токарном станке в центрах прогибается. В результате диаметр на концах вала получают меньше, чем в середине, т.е. возникает бочкообразность.

В отливках и кованых заготовках в результате неравномерного остывания возникают внутренние напряжения. При резании вследствие снятия верхних слоев материала заготовки происходят перераспределение внутренних напряжений и ее деформация. Для уменьшения напряжений отливки подвергают естественному или искусственному старению. Внутренние напряжения появляются в заготовке при термической обработке, холодной правке и сварке.