Источники возникновения погрешности при механической обработке

В процессе обработки на точность влияют следующие факторы:

1) неточность станка, приспособления и инструмента; износ инструмента;

способ настройки инструмента на размер; погрешность установки заготовок, приспособлений; жесткость системы СПИД; температурные деформации, остаточное напряжение, размеры деталей и точность измерения.

Неточность станка, приспособления и инструмента непосредственно отражаются на точности обработки, являясь систематическими постоянными погрешностями, которые можно уменьшить и даже сделать = 0 заменой на другой станок или инструмент или доработкой имеющегося.

Износ инструмента сказывается на точности обработки, увеличивая или уменьшая размеры деталей по мере износа. Наибольшее влияние оказывает износ по задней поверхности.

Способ установки инструмента на размер также оказывает влияние. Для повышения точности обработки необходимо повысить точность настройки режущего инструмента. Для этого на станках с ЧПУ применяются специальные оптические приспособления.

Погрешность установки заготовки геометрически складывается из погрешности базирования и погрешности закрепления. Эти погрешности являются систематическими постоянными.

Влияние жесткости системы СПИД на точность. В процессе обработки положение инструмента относительно деталей и узлов станка меняется, меняется и жесткость системы, создавая сложную картину деформации отдельных элементов системы. Жесткость – отношение силы к величине деформаций j = P/y, кг/мм.

(Привести пример про тонкий валик, обрабатываемый в центрах).

Большое влияние на точность обработки, особенно нежестких деталей оказывает усилие зажатия, а также способ закрепления деталей. Пусть втулка диаметром 80 мм зажимается в трехкулачковом патроне, следовательно наружный диаметр деформируется (обрабатываемый внутренний диаметр 70 мм).

Из-за перераспределения напряжений наружный контур после раскрепления станет цилиндрическим, а внутренний деформируется. Таким образом при длине втулки 20 мм и усилий зажатия 15 кг получается погрешность = 0,08мм. Чтобы уменьшить погрешность необходимо уменьшить удельное давление на поверхность детали, закрепив ее в цанге. Чтобы сделать поверхность = 0, необходимо чтобы данная поверхность не испытывала напряжений от усилий зажатия. Степень жесткости инструмента также оказывает большое влияние на точность обработки, особенно при работе на настроенных станках (автоматы, полуавтоматы, ЧПУ). Токарные резцы для этих станков изготавливаются большего сечения из стали 40 Х и державка обрабатывается до твердости 40…45 HRC в то время как твердость обычной державки из стали 45НВ 180…220.

Температурные деформации сказываются при чистовой и окончательной обработках. В процессе обработки нагревается станок, деталь и вся система СПИД, поэтому при обработке очень точных деталей станок выводят на тепловое равновесие. Особо точные детали контролируются спустя неск-ко часов после их обработки, чтобы деталь полностью остыла.

Внутренние напряжения остаются в детали после любого вида обработки. В процессе эксплуатации или вылеживания на складе происходит перераспределение внутренних напряжений и короблений деталей, поэтому для ответственных деталей стараются получить как можно меньше по величине остаточное напряжение, выполняя отделочные виды обработки (полирование, суперфиниш).