Порядок виконання завдання. 1. Накреслити операційний ескіз і вказати на ньому всі розміри (з граничними відхиленнями), які мають бути досягнуті в результаті обробки

1. Накреслити операційний ескіз і вказати на ньому всі розміри (з граничними відхиленнями), які мають бути досягнуті в результаті обробки, та інші розміри заготовки у відповідності із заданим варіантом завдання (згідно з табл. 7.1).

2. Вважаючи, що чистове точіння циліндричної поверхні до діаметра d ₁ партії валів кількістю n штук здійснюється на попередньо настроєному верстаті, знайти елементарні похибки механічної обробки.

3. За формулою (6.2) визначити сумарну похибку. Перевірити виконання умови (7.1), зробити висновок щодо можливості забезпечення заданої точності обробки.

4. Якщо умова (7.1) не виконується, то слід виявити домінуючі похибки і запропонувати заходи їх зменшення.

 

7.4. Приклад виконання індивідуального завдання

Розглянемо виконання завдання для варіанта 1 (таблиця 7.1).

1. Операційний ескіз матиме такий вигляд (рис. 7.2).

2. Визначимо елементарні похибки механічної обробки. Всі ці похибки будемо визначати на радіус.

Знайдемо похибку настроєння верстата. Припустимо, що верстат настроюється на розмір обробки за допомогою способу спробних заготовок. У цьому випадку похибка настроєння верстата визначається за формулою

, (7.2)

 

де – похибка регулювання положення різця; – похибка вимірювання розміру деталі; = 1, 73 і = 1, 0 – коефіцієнти, що враховують відхилення законів розподілу похибок і від нормального закону розподілу.

Для верстата з ЧПК дорівнює двом дискретам. У верстата 16К20Т1 дискрета (в радіальному напрямі) складає 5 мкм і, відповідно, = 10 мкм. Похибка вимірювання = 20 мкм [14, с. 72]. Тоді похибка настроєння

 

.

 

Визначимо похибку, яка спричиняється пружними деформаціями елементів технологічної системи під дією сили різання. Цю похибку можна знайти за формулою [14, с. 27]

 

, (7.3)

 

де і – відповідно, найбільше і найменше сумарне пружне зміщення елементів технологічної системи.

Пружне зміщення вершини різця відносно осі обертання заготовки складає

 

, (7.4)

 

де – радіальна складова сили різання; – сумарна податливість елементів технологічної системи.

Величину на відстані від лівого торця заготовки можна знайти за формулою [3]

 

,

 

де , , – відповідно, податливості передньої бабки, задньої бабки і супорта, мм/Н; – довжина заготовки, мм; Е – модуль пружності матеріалу заготовки (для сталі Е =2·10⁵ Н/мм²); – момент інерції перерізу заготовки, мм⁴ (для круглого перерізу ).

У відповідності з ГОСТ 18097-83 податливості передньої бабки, задньої бабки і супорта токарних і токарно-гвинторізних верстатів з ручним керуванням і найбільшим діаметром заготовки над станиною 200 мм складають = 0, 0227·10^-3 мм/Н, = 0, 0337·10^-3 мм/Н, =
= 0, 0283·10^-3 мм/Н. Верстати з ЧПК мають в 2…4 рази меншу податливість, ніж верстати з ручним керуванням аналогічних типорозмірів. З урахуванням цього для верстата 16К20Т1 приймаємо = 0, 0110·10^-3 мм/Н, = 0, 0135·10^-3 мм/Н, = 0, 0140·10^-3 мм/Н.

У відповідності з рис. 7.2, для прикладу, що розглядається, координату х знайдемо за формулою = 140 + 15 = 155 мм.

 

Таким чином,

 

.

 

Радіальну складову сили різання (в Н) можна знайти за формулою [15 та ін.]

 

.

 

де , , х, у, n – коефіцієнти і показники степеня, які знаходяться за таблицями [15 та ін.]; v – швидкість різання, м/хв.; s – подача, мм/об.; t –глибина різання, мм.

Найбільше і найменше значення радіальної складової сили різання знаходимо з урахуванням того, що на попередній операції заготовка оброблена з допуском за ІТ13, тобто є можливим коливання припуску на сторону на величину ІТ13, що для діаметра 35 мм складе
0, 4/2 = 0, 2 мм, а коливання глибини різання мм, = 0, 8 мм. Таким чином,

 

154 Н;

101 Н.

З урахуванням (7.3) і (7.4), залежність для визначення запишемо у вигляді

.

Отже,

 

 

Визначимо похибку, що спричиняється розмірним зносом різального інструмента (різця).

 

Згідно з [14, с. 73 – 74]

 

,

 

де L – довжина шляху різання, який відповідає обробці всіх деталей партії; = 6 мкм/км – відносний знос різця, оснащеного пластинкою з твердого сплаву Т15К6 [14, с. 73].

Визначимо величину L. Для випадку, що розглядається, вона складе

 

.

 

Таким чином, .

Визначимо похибку, що спричиняється геометричною неточністю верстата (). У відповідності з [14, с. 53 – 55],

 

,

 

де С – допустиме відхилення від паралельності між напрямом руху супорта і віссю обертання заготовки на базовій довжині L _б . У відповідності з [16, с. 59] на базовій довжині 300 мм величина С складає 10 мкм.

Таким чином,

.

 

Визначимо похибку, яка спричиняється температурними деформаціями технологічної системи, вважаючи, що у відповідності з вона складає 15% від суми інших похибок

 

.

 

Знайдемо сумарну похибку обробки за допомогою рівняння (6.2). Вважатимемо, що бажана імовірність роботи без браку складає 0, 9973. Згідно з [14, с. 24], величина при цьому дорівнюватиме 1. Таким чином,

 

.

 

Умова (7.1) не виконується, оскільки перевищує величину допуску на розмір 35 ().

Аналіз кількісних значень елементарних похибок показує, що найефективнішим заходом, у даному випадку, є зменшення похибки, яка спричиняється розмірним зносом різця (). Цього можна досягнути, вибравши зносостійкіший матеріал різальної частини різця, наприклад, твердий сплав Т30К4. Відносний знос для такого сплаву складає 4 мкм/км. Крім цього, можна зменшити кількість заготовок, які обробляються без піднастроювання верстата, наприклад, до 125 шт. Визначимо похибку за таких умов

 

; .

 

Сумарна похибка обробки складе

 

.

 

Таким чином, умова (7.1) виконується.

 

7.5. Зміст звіту

1. Найменування і мета роботи.

2. Початкові дані та операційний ескіз з вказаними на ньому розмірами з граничними відхиленнями, що мають бути досягнуті в результаті обробки, та іншими розмірами заготовки у відповідності із заданим варіантом завдання.

3. Визначення всіх елементарних похибок і сумарної похибки механічної обробки.

4. Висновки щодо можливості забезпечення заданої точності обробки і (за необхідністю) зміст запропонованих заходів її підвищення.

 

Питання для самоконтролю

1. Для чого виконують розрахунок точності механічної обробки?

2. Для яких переходів найчастіше розраховують сумарну похибку обробки?

3. За рахунок чого можна зменшити похибку настроєння?

4. Яка елементарна похибка має найсуттєвіший вплив на точність токарної обробки в умовах аналізованого технологічного переходу?

5. За рахунок чого можна зменшити похибку, яка спричиняється розмірним зносом різального інструмента?

6. Що можна сказати про ступінь впливу похибки, що спричиняється пружними деформаціями елементів технологічної системи під дією сили різання, і похибки, що спричиняється геометричною неточністю верстата, на величину сумарної похибки в умовах аналізованого технологічного переходу?

7.7. Варіанти початкових даних для індивідуальних завдань

Таблиця 7.1

№ варіанта	Розміри заготовки, мм	Головний кут в плані,...°	Модель верстата	Кількість заготовок в партії (n), шт.
d 1	d 2	l д	l 1	l 2
							16К20Т1
							16К20Т1
							16К20
							16К20
							16К20Т1
							16К20Т1
							16К20
							16К20Т1
							16К20
							16К20Т1
							16К20
							16К20
							16К20Т1
							16К20
							16К20
							16К20Т1
							16К20
							16К20Т1
							16К20Т1
							16К20Т1
							16К20Т1
							16К20
							16К20
							16К20
							16К20Т1
Примітки: 1. 16К20Т1 – токарний верстат з ЧПК з величиною найменшого можливого переміщення супорта (дискретою) у радіальному напрямі 0, 005 мм. 2. 16К20 – токарно-гвинторізний верстат з ручним керуванням з ціною поділки лімба механізму переміщення супорта у радіальному напрямі 0, 025 мм (на радіус).