ММК Спецтехнология ЛА 2013

Рисунок 19

Назад

Первый непродолжительный период работы режущего инструмента сопровождается повышенным размерным износом (участок I). Второй (основной) период характеризуется нормальным износом инструмента (участок II). Участок II прямолинеен и проходит под небольшим углом наклона к оси абсцисс. Третий период (участок III) связан с быстрым износом инструмента; через короткий промежуток времени происходит разрушение его режущей кромки.

Интенсивность размерного износа на участке II можно характеризовать тангенсом угла наклона этого участка к оси абсцисс. Данную величину принято называть относительным (удельным) износом u0.

	u		tg	u2
		0		l2

где u2 – размерный износ, полученный за время основного периода работы инструмента; l2 – путь резания, соответствующий этому же периоду работы инструмента. Размерность u0 – мкм/км.

Упрощение расчета размерного износа можно получить, заменив кривую (на рис. 19,б) прямой аа. Эта прямая совпадает с кривой на участке II и отсекает на оси ординат отрезок uн, который характеризует величину износа на участке I.

Величину uн называют начальным износом (мкм). Зная для данных условий обработки значения u0 и uн, можно определить размерный износ (в мкм) на длине пути резания L по формуле:

	u uн	u0	*		L
				1000

где L в метрах.

Приняв за основу данную формулу, можно представить ее в следующих видоизменениях для различных методов обработки: При продольном точении

u uн u0 * ( * d * l) /106 * S

где d и l – диаметр и длина обрабатываемой поверхности; S – подача на оборот.

При строгании

u uн u0 *(l * B) /106 *S

l и B – длина и ширина обрабатываемой прямоугольной плоскости; s – подача на один двойной ход.

При протягивании партии деталей

u uн u0 * (l * n) /106

l– длина протягиваемого отверстия; n- количество деталей в партии.

Погрешности настройки станка. Периодическая смена затупившегося инструмента вызывает необходимость каждый раз настраивать станок на выполняемый размер. Известны два метода настройки. По первому методу установку режущего инструмента производят последовательным приближением к заданному настроечному размеру в результате обработки на станке пробных деталей, размеры которых проверяют универсальными измерительными инструментами. По второму методу режущий инструмент устанавливают в требуемое, заранее рассчитанное по эталону положение.

При каждой смене режущего инструмента невозможно обеспечить его установку так, чтобы он занимал совершенно одинаковое положение на станке. Расстояние между двумя предельными положениями инструмента или поле рассеяния его положений называется погрешностью настройки станка н

При первом методе настройки: н 2 * k *			2изм 2регул
Где -	изм	погрешность измерения пробных деталей;		регул - погрешность

регулирования положения инструмента.

k=1-1.2 –коэффициент, учитывающий отклонения закона распределения погрешностей измерений и регулирования от нормального закона.

Если учесть, что определение величины необходимого смещения инструмента связано с погрешностью метода ее расчета, то

н 2 * k *	2изм 2регул		2расч
где расч – погрешность метода расчета смещения инструмента;
эта величина определяется погрешностью вычисления средней
арифметической для пробных деталей		расч
					n

где - среднее квадратичное отклонение, характеризующее точность данного метода обработки; n – количество пробных деталей (n =5-10).

Если неизвестно, то можно приближенно принять	,
где - допуск на выдерживаемый размер.		6

Установку режущего инструмента по эталону применяют при наладке фрезерных и токарных станков. Щупом проверяют расстояние между плоскостью эталона, закрепленного на корпусе приспособления и зубом фрезы. Погрешность настройки по эталону находят по формуле

н к * 2изг.эт 2уст.инс

Погрешность изготовления эталона изг.эт. можно брать в пределах 10-20 мкм. Погрешность установки инструмента уст.инс. по щупу можно принимать равной 20-

50 мкм.

Геометрические неточности станка. Каждый станок состоит из ряда узлов, представляющих собой отдельные звенья единой технологической системы. Погрешности взаимного положения неподвижно закрепленных или перемещаемых узлов станка, вызванные неточностями его сборки, являются причиной возникновения погрешностей механической обработки.

Погрешности взаимного положения узлов станка (геометрические погрешности станка) влияют на форму и расположение обрабатываемых поверхностей детали, но не оказывают непосредственного влияния на их размеры. Помимо неточностей сборки и неправильной обработки основных деталей станка, его геометрические погрешности могут быть следствием износа.

Неточность изготовления режущего инструмента. Погрешности механической обработки могут быть вызваны неточностью изготовления мерных и фасонных инструментов.

К первым относят канавочные резцы (например, для прорезки канавок под поршневые кольца), дисковые и пальцевые фрезы для обработки шпоночных пазов, сверла, зенкеры, развертки и протяжки, ко вторым – фасонные резцы и фрезы, специальные протяжки, резьбонарезной инструмент, а также профильные абразивные круги. Работа режущих инструментов обоих типов основана на методе копирования, так как их размер и профиль непосредственно передаются обрабатываемой детали.

Тепловые деформации технологической системы. В процессе механической обработки происходит нагрев технологической системы, а при перерывах в работе – ее охлаждение. Источниками нагрева являются: тепло, образующееся в зоне резания, тепло, выделяющееся в узлах станка из-за потерь на трение, а также тепло от внешних источников.

Тепловые деформации станка. Нагрев станины, корпусных и других деталей станка происходит в результате потерь на трение в механизмах, гидроприводах и электроустройствах. Большое количество тепла передается этим деталям смазочно-охлаждающей жидкостью, отводящей тепло от зоны резания, а также от встроенных электродвигателей. Одним из основных источников образования тепла в станке является шпиндельная бабка. При большой длине шпинделя необходимо считаться с его осевым перемещением от нагрева, что влияет на точность обработки. Если фиксация шпинделя от осевого перемещения осуществлена у заднего подшипника, то при длине L и разности температур между корпусом и шпинделем t перемещение патрона в осевом направлении

L= *L* t

где - термический коэффициент линейного расширения материала шпинделя.

Найденная величина может вызвать значительную погрешность механической обработки на настроенном станке, если ее не компенсировать периодическими подналадками станка.

Тепловые деформации обрабатываемых заготовок. Нагрев заготовок происходит в результате выделения тепла в процессе резания. Применение обильного охлаждения (обработка стали) позволяет практически устранить нагрев заготовки. В этом случае ее тепловые деформации незначительны и их влияние на точность обработки можно не учитывать.

Обработка серого чугуна, бронзы и др. материалов производится без охлаждения. В этом случае тепловые деформации будут большими.

Среднюю температуру нагрева заготовки (в градусах) можно определить делением полученного ею тепла резания на ее теплоемкость:

t Q /(c * *V )

Где c – удельная массовая теплоемкость материала заготовки;- плотность материала заготовки; V –объем заготовки.

Тепловое расширение (деформация) в направлении линейного размера L можно определить по формуле

Т= *L*t,

где - термический коэффициент линейного расширения материала заготовки.