Основные положения. Качество деталей машин, обеспечиваемое при механической обработке, определяется показателями точности и качества поверхностей

Качество деталей машин, обеспечиваемое при механической обработке, определяется показателями точности и качества поверхностей. Точность деталей характеризуется точностью размеров, формы и взаимного расположения поверхностей; качество поверхностей – параметрами шероховатости и физико-механическими свойствами поверхностного слоя.

Точность механической обработки зависит от большого числа факторов, так называемых первичных погрешностей. Характер и степень влияния этих факторов определяются методом обеспечения точности и видом обработки.

При механической обработке на предварительно настроенном станке суммарная погрешность в общем случае складывается из следующих основных первичных погрешностей:

где Δ _у – погрешность размера, возникающая в результате упругого отжатия звеньев технологической системы вследствие нестабильности сил резания; Δ _з – погрешность размера, возникающая при установке заготовки; Δ _н – погрешность размера, возникающая при настройке станка; Δ _и – погрешность размера, вызываемая размерным износом режущего инструмента; Δ _r – погрешность размера, вызываемая тепловыми деформациями технологической системы; ∑ Δ _ф – суммарная погрешность формы обработанной поверхности.

Погрешность Δ _y представляет разность предельных значений упругого отжатия частей технологической системы СПИД (станок – приспособление – инструмент – деталь), что вызывается нестабильностью факторов, влияющих на усилие резания. На точность обработки оказывают воздействие преимущественно те деформации технологической системы, которые изменяют расстояние между режущей кромкой инструмента и обрабатываемой поверхностью, т.е. деформации, направленные нормально к обрабатываемой поверхности.

Способность системы противостоять действию силы, вызывающей деформации, характеризует ее жесткость.

Жесткостью технологической системы называют отношение радиальной силы резания Р_у, направленной перпендикулярно обрабатываемой поверхности, к смещению у режущей кромки инструмента относительно обрабатываемой поверхности заготовки в том же направлении

.

Для облегчения расчетов жесткости технологической системы введено понятие податливости W, т.е. величины обратной жесткости

.

Жесткость имеет размерность Н/мм или Н/мкм, а податливость – мм/Н, мкм/Н.

Жесткость станка можно определить статическим методом – нагружением узлов неработающего станка, и динамическим (производственным) методом – испытанием на жесткость работающего станка.

Статический метод заключается в постепенном нагружении узлов станка силами, соответствующими тем, которые возникают в процессе работы станка, с выполнением замеров деформации.

При применении производственного метода испытания на жесткость проводят в процессе обработки заготовки с разной глубиной резания и неизменными остальными параметрами режима резания. Обработку ведут на коротких участках, после чего измеряют высоту уступа на обработанной поверхности. Разница размеров уступов является следствием различного отжатия заготовки, обусловленного глубиной резания. Чем меньше отжатие детали, тем меньше погрешность и тем выше жесткость станка или жесткость технологической системы (деформацией заготовки при испытании пренебрегают).

Статическая податливость узлов и суммарная податливость станков приводятся в справочной литературе. Жесткость новых станков составляет 20 … 100 кН/мм, что соответствует податливости 0, 05 … 0, 01 мм/кН.