Методические указания. При статической настройке установка режущего инструмента на размер осуществляется по эталону (детали)

При статической настройке установка режущего инструмента на размер осуществляется по эталону (детали), представляющему собой упрощенный макет обрабатываемой детали.

Погрешность настройки рассчитывается по формуле

(1)

где D _эт – погрешность изготовления и установки эталона на станке, мкм; D _уст.ин. – погрешность установки инструмента по эталону, мкм.

Погрешность D _эт определяется суммой

(2)

где D _изг.эт., D _уст.эт – погрешности изготовления и установки эталона на станке соответственно, мкм.

Погрешность изготовления эталона можно брать в пределах 10 … 20 мкм, погрешность установки также не должна превышать 10 … 20 мкм.

Погрешность установки инструмента по эталону зависит от способа установки и определяется по таблице 3.1.

Таблица 3.1 – Погрешность установки инструмента по эталону D _уст.ин, мкм

Способ установки инструмента	На сторону	На диаметр
Закрепление резца винтами после касания с эталоном	100 … 130	200 … 260
Подведение резца, закрепленного в резцедержателе: до непосредственного касания с эталоном	20 … 30	40 … 60
с некоторым зазором, определяемым с помощью бумажного щупа,	10 … 20	20 … 40
с помощью металлического щупа	7 … 10	14 … 20
с помощью индикатора	5 … 15	10 … 30

Для компенсации изменения фактических размеров обрабатываемых заготовок установочные калибры или эталонные детали при статической настройке изготавливаются с отступлением от чертежа заготовки на величину некоторой поправки D _попр. В этом случае расчетный настроечный размер эталона определяется по формуле

	(3)
где Lmin и Lmax – соответственно наименьший и наибольший предельные размеры детали по чертежу; D попр – поправка, учитывающая деформацию в упругой технологической системе и высоту неровностей поверхности эталона, по которой производится настройка

где D₁, D₂, D₃ – составляющие поправки, учитывающие соответственно действие сил резания, высоту неровностей поверхности обрабатываемых заготовок и величину зазора в подшипниках шпинделя.

В формуле (1) знак (–) принимается для случая обработки вала, а знак (+) – отверстия.

При односторонней обработке

где Р_у – нормальная составляющая силы резания, Н; j – жесткость станка, Н/мм.

При двухсторонней обработке значение D₁ удваивается

где Rа – шероховатость поверхности заготовки, мкм.

Значение D₃ принимается равным 20 … 40 мкм. Статический метод настройки не позволяет получить точность деталей выше 8 … 9-го квалитетов.

Варианты задания для первого случая приведены в таблице 3.2.

Таблица 3.2 – Варианты заданий для определения настроечного размера и погрешности настройки D _{н. ст} по эталону

Вариант	Размер детали по чертежу L, мм	Шероховатость заготовки Rа, мкм	Сила резания Ру , Н	Жесткость системы j, Н/мм
Наружная поверхность вращения
	20–0, 033 46–0, 16 36–0, 16 56–0, 046
Цилиндрическая поверхность отверстия
	30+0, 084 19+0, 13 36+0, 16 40+0, 16
Торцовая поверхность
	250–0, 24 190–0, 115 370–0, 36 280–0, 2

При обработке деталей в специальных приспособлениях, например, на фрезерных станках фреза устанавливается с помощью щупа по эталону, закрепленному на его корпусе.

В этом случае определяют промежуточный размер эталона

(4)

где L_min – наименьший размер детали в пределах допуска на обработку, мм; d – допуск на обработку, мм.

Затем производят обработку пробных деталей (3 … 5 шт) и определяют универсальным измерительным инструментом их размеры L_i по возможности наиболее точно.

Рассчитывают значения среднего размера пробных деталей и среднего квадратичного отклонения σ.

Величина поправки настроечного размера D _попр равна

Окончательный размер эталона определяется по формуле

(5)

где a – толщина щупа.

Погрешность настройки для этого случая равна

(6)

где D _из – погрешность изготовления щупа; D _уст.ин – погрешность установки режущего инструмента по щупу.

Значения D _уст.ин принимаются по таблице 3.1.

Варианты заданий для определения параметров настройки по установу представлены в таблице 3.3.

Таблица 3.3 – Варианты заданий для определения настроечного размера и погрешности настройки D _н по установу

Вариант	Размер детали по чертежу L, мм	Размер пробных деталей, мм	Размер щупа а, мм
	124–0, 1	123, 98 123, 98 123, 99 123, 98	1–0, 006
	230–0, 13	229, 96 229, 96 229, 96	5–0, 008
	85–0, 087	84, 90 85, 00 84, 99 84, 97 84, 98	3–0, 008
	43–0, 062	42, 97 42, 97 42, 98	1–0, 006
	185–0, 29	184, 88 184, 89 184, 87 184, 88	3–0, 008
	260–0, 32	259, 98 259, 98 259, 97	5–0, 008

 

Окончание таблицы 3.3

Вариант	Размер детали по чертежу L, мм	Размер пробных деталей, мм	Размер щупа а, мм
	65–0, 19	64, 88 64, 87 64, 86 64, 88	1–0, 006
	93–0, 14	92, 96 92, 97 92, 98	3–0, 008
	145–0, 25	144, 88 144, 86 144, 89	3–0, 008
	210–0, 115	209, 96 209, 96 209, 96	5–0, 008

Динамическая настройка станка с контролем пробных деталей универсальным измерительным инструментом предусматривает, что режущий инструмент устанавливается на размер

(7)

где D _н.д – погрешность динамической настройки; для вала (+); для отверстия (–), мкм.

Величина D _н.д определяется по формуле

(8)

где D _см – смещение центра группирования размеров пробных деталей относительно середины поля рассеяния размеров, мкм; D _рег – погрешность регулирования положения режущего инструмента на станке, мкм; D _изм – погрешность измерения пробных деталей, мкм.

В свою очередь

(9)

где D _сл – мгновенная погрешность обработки, мкм; m – количество пробных деталей, 3 … 5 шт.

Таблица 3.4 – Варианты заданий для определения параметров настройки динамическим методом

Вариант	Размер детали по чертежу, мм	Размер пробных деталей, мм	Сила резания Ру, Н	Жесткость системы j, Н/мм
Точение наружной цилиндрической поверхности
	52–0, 12	51, 895 51, 941 51, 884
		59, 838 59, 860 59, 894 59, 876
	68–0, 046	67, 967 67, 970 67, 971 67, 969
	73–0, 046	72, 974 72, 976 72, 975
		66, 896 66, 976 66, 890
Шлифование наружной цилиндрической поверхности
		49, 968 49, 971 49, 974	–
		61, 959 61, 960 61, 968 61, 962	–
	73–0, 074	72, 961 72, 960 72, 960	–
		79, 958 79, 957 79, 961 79, 959	–
		51, 875 51, 890 51, 876	–

Мгновенную погрешность обработки D _сл следует принимать по таблицам 3.5 и 3.6. Погрешность регулирования положения режущего инструмента зависит от применяемого способа регулирования и определяется по таблице 3.7.

Таблица 3.5 – Значения мгновенной погрешности обработки D _сл на токарных станках, мкм

Размеры, мм	Сила резания Ру, Н	Жесткость системы j, Н/мм
4000 … 6000	6000 … 10000	10000 … 15000
50 … 80	50 … 100 100 … 150

Таблица 3.6 – Значения мгновенной погрешности обработки D _сл на круглошлифовальных станках, мкм

Размеры, мм	Сила резания Ру, Н	Жесткость системы j, Н/мм
4000 … 6000	6000 … 10000	10000 … 15000
50 … 80	–

Таблица 3.7 – Погрешности регулирования D _рег инструмента, мкм

Способ регулирования положения режущего инструмента	На диаметр	Способ регулирования положения режущего инструмента	На диаметр
По лимбу с ценой деления, мм: 0, 01 0, 02 0, 05 0, 1 … 0, 5	10 … 20 20 … 30 30 … 60 –	По индикатору с ценой деления, мкм:

Значения погрешностей измерения D _изм принимаются равными предельной погрешности используемого измерительного инструмента или прибора.

Измерительный инструмент выбирается по таблице 3.8.

Таблица 3.8 – Измерительные инструменты для динамической настройки станков

Допуск на обработку, мм	Инструмент для рациональной настройки	Цена деления инструмента
0, 5 и более 0, 25 … 0, 5 0, 05 … 0, 25 0, 01 … 0, 05	Штангенциркуль – Микрометр Индикаторная скоба	0, 10 0, 05 0, 01 0, 01 … 0, 002

Погрешности измерения для различных измерительных инструментов приведены в таблице 3.9.

Таблица 3.9 – Предельные погрешности измерения размеров (50 … 80 мм) D _изм, мкм

Наименование приборов и инструментов	Предельные погрешности
Миниметр с ценой деления, мм: 0, 001 0, 002 0, 005	0, 8 … 2, 0 1, 4 … 2, 5 2, 5 … 3, 0
Индикаторы с ценой деления 0, 01 мм при работе в пределах одного оборота стрелки	10 … 20
Микрометр	6 … 14
Штангенциркуль с отсчетом по нониусу, мм 0, 02 0, 05 0, 10

Примечание. Для определения D _изм принятые предельные погрешности следует умножить на 2.

Допуск настройки определяется по формуле

(10)

Затем производится обработка пробных деталей и определяется фактический уровень настройки

где L_i – размеры пробных деталей, мм.

Далее определяют величину смещения настройки

(11)

где – фактический уровень настройки пробных деталей, мм.

Если выполняется условие δ _н > δ _см, то настройку следует считать выполненной правильно.

Если δ _н < δ _см, то положение инструмента регулируют до приближения уровня настройки к оптимальному настроечному размеру L ₀. Перемещение инструмента при двухсторонней обработке (обработка цилиндрических поверхностей) равно D _кор = 0, 5∙ δ _см. При корректировке должно выполняться условие D _кор ≤ (0, 1 … 0, 2)∙ D _рег.

Варианты заданий для определения параметров настройки динамическим методом приведены в таблице 3.4.