Оценка точности обработанной детали

 

Необходимая для качественной эксплуатации детали в сборочной единице точность размеров, формы и взаимного расположения поверхностей задается конструктором и регламентируется на чертеже детали допусками.

Для выпускников СПбГИЭУ по управлению качеством вопросы задания точности ранее рассматриваются в дисциплине «Нормирование точности геометрических параметров изделий», а для экономистов-менеджмеров машиностроения в дисциплине «Основы проектирования и конструирования».

При использовании дифференциального метода квалиметрии уровень группы показателей ТП по точности обработанной детали можно рассчитать по формуле (1.12)

, (1.12)

где У_тр, У_тф, У_твр, У_тс – уровни показателей ТП по точности размеров, формы, взаимного расположения поверхностей, а также суммарной точности формы и взаимного расположения поверхностей.

В свою очередь уровень показателя ТП по точности размеров детали будет состоять из трех частей (1.13):

, (1.13)

где У_р, У_ср, У_ур – уровни показателей ТП по точности контролируемых размеров, а также по стабильности и устойчивости технологического перехода при обеспечении точности данного размера детали соответственно.

Уровень показателя ТП по точности контролируемых размеров У_р можно рассчитать по формуле (1.14):

, (1.14)

где i = 1 – n _р – количество технологических переходов, обеспечивающих точность всех контролируемых размеров деталей, равное числу этих размеров;

(1.15) – коэффициент уровня показателя i -го технологического перехода, обеспечивающего точность i -го контролируемого размера детали из f -ой технологической операции (в дальнейшем даются формулы, в которых fji опущены)

, (1.15)

где и – коэффициенты точности i -го контролируемого размера детали после обработки по базовому и сравниваемому вариантам ТП (технологических переходов), определяемые по общим формулам (1.16, 1.17).

(1.16)

(1.17)

где D_тр – суммарная погрешность данного размера при выполнении технологического перехода, рассчитываемая на стадии технологической подготовки производства;

w_тр (1.18) – поле рассеяния контролируемых значений размеров обработанных деталей после выполнения технологического перехода;

Т_р – допуск на i -ый контролируемый размер по чертежу детали.

, (1.18)

где l (g) _p – коэффициент, зависящий от закона распределения контролируемого i -го размера и вероятности γ, определяемые по справочному приложению 1 ГОСТ 27.202-85, а, S_p – среднее квадратичное отклонение контролируемого i -го размера для доверительной вероятности γ = 0, 9973, определяемые по справочному приложению 2 ГОСТ 27.202-85, для i -го технологического перехода.

На стадии чистового токарного технологического перехода продольного точения суммарную погрешность контролируемого размера можно рассчитать по формуле (1.19) [20]:

, (1.19)

где ε – погрешность установки заготовки в приспособление, мм;

Δ _у – погрешность, вызванная упругими отжатиями элементов технологической системы, из-за ее нежесткости, мм;

Δ _н – погрешность, вызванная неточностью настройки станка, мм;

Δ _и – погрешность, вызванная размерным износом токарного резца, мм;

Δ _т – погрешность, вызванная температурными деформациями токарного резца;

å D_ф – суммарная погрешность формы поверхности размера.

Пять первых слагаемых в формуле (1.19) являются случайными величинами, поэтому они суммируются под знаком корня, элементы, ε, Δ _у, Δ _н рассматриваются изменяющимися по закону, близкому к нормальному, Δ _и – по закону равной вероятности, а закон распределения Δ _т мало изучен.

При запуске деталей в производство партиями коэффициент стабильности и устойчивости технологического перехода при обеспечении точности данного размера детали определяется на основе анализа точностных диаграмм (см. п.2.5).

В точностных диаграммах по горизонтальной оси откладываются номера партий деталей в порядке их запуска в производство, а по вертикальной – четыре параметра точности размеров: средние арифметические х _ср и средние квадратичные s отклонения размеров, верхняя x_в и нижняя x_н границы рассеяния размеров каждой партии деталей. Полученные точки для каждого параметра соединяются отрезками прямых линий (рис. 1.20).

Уровень показателя по стабильности точности размеров детали всех партий деталей после выполнения всех технологических переходов на всех технологических операциях (рис. 1.21, б) можно рассчитать по формуле (1.20)

, (1.20)

где (1.21) – коэффициент уровня качества i -го технологического перехода по стабильности i -го размера детали из всех партий на j -ой технологической операции

(1.21)

 

и – коэффициенты стабильности точности контролируемого во всех партиях размера детали по базовому и сравниваемому вариантам технологического перехода, определяемые по общей формуле (1.22).

, (1.22)

где D w (1.23) – диапазоны рассеяния средних контролируемых размеров всех партии деталей при выполнении технологического перехода.

(1.23)

w _max (1.24), w _min (1.25) – наибольшие и наименьшие рассеяния размеров изо всех партий деталей при выполнении технологического перехода.

, (1.24)

, (1.25)

где x_вmax, x_нmax, x_вmin, x_нmin – верхние и нижние границы максимального и минимального рассеяния размеров всех партий деталей при выполнении технологического перехода.

Уровень показателя по устойчивости точности размеров У_ур детали после выполнения всех технологических переходов (рис. 1.21, а) можно рассчитать по формуле (1.26)

, (1.26)

где (1.27) – коэффициент уровня качества i -го технологического перехода по устойчивости i -го размера детали во всех партиях деталей.

(1.27)

, – коэффициенты устойчивости точности i -го размера детали по базовому и сравниваемому вариантам технологического перехода изо всех партий деталей на j -ой технологической операции, определяемые по общей формуле (1.28).

, (1.28)

где D х _ср (1.29) – диапазоны рассеяний средних арифметических отклонений контролируемых в размеров всех партий деталей при выполнении технологического перехода.

, (1.29)

где х _{ср max}, х _{ср min} – наибольшие и наименьшие рассеяния среднего i -го размера партий деталей при выполнении технологического перехода.

Для обеспечения стабильности и устойчивости точности значений контролируемого размера на технологическом переходе значения коэффициентов k _ср, должны быть меньше или равны 0, 4.

Уровень показателя ТП точности формы обработанных поверхностей детали можно рассчитать по формуле (1.30):

, (1.30)

где j = 1 – m _ф – количество технологических операций, на которых обеспечивается точность контролируемых параметров точности формы детали;

i = 1 – n _ф – количество технологических переходов, обеспечивающих точность формы поверхностей детали, равное числу поверхностей детали, точность формы которых контролируется;

(1.31) – коэффициент уровня показателя i -го технологического перехода по точности формы i -ой поверхности детали f -ой партии после j -ой технологической операции.

, (1.31)

где , – коэффициенты точности формы контролируемой поверхности детали после обработки по базовому и сравниваемому вариантам технологического перехода, рассчитываемые по общей формуле (1.32).

, (1.32)

где w _тф (1.33) – поле рассеяния значений контролируемых отклонений формы обработанных поверхностей детали после выполнения технологического перехода;

Т _ф – допуск формы обработанной поверхности детали по операционному эскизу или чертежу детали.

, (1.33)

где f (g)_ф – коэффициент, зависящий от законов распределения контролируемого отклонения формы i -ой поверхности детали и вероятности γ, определяемое по справочному приложению 1 ГОСТ 27.202-85;

S _ф – среднее квадратичное отклонение контролируемого отклонения формы i -ой поверхности детали для доверительной вероятности γ = 0, 9973, определяемое по справочному приложению 2 ГОСТ 27.202-85 для технологического перехода.

Уровень показателя по точности взаимного расположения обработанных поверхностей детали относительно базовых поверхностей можно рассчитать по формуле (1.34)

, (1.34)

где j = 1 – m _вр – количество технологических операций, на которых обеспечивается контролируемые параметры точности взаимного расположения поверхностей детали;

i = 1 – n _вр – количество технологических переходов, обеспечивающих точность взаимного расположения поверхностей детали, равное числу поверхностей детали, точность взаимного расположения которых контролируется;

(1.35) – коэффициент уровня качества i -го технологического перехода по точности взаимного расположения i -ой поверхности детали, относительно базовой поверхности для f -ой партии деталей на j -ой технологической операции.

, (1.35)

где , – коэффициенты точности взаимного расположения контролируемой поверхности детали относительно базовой поверхности по базовому и сравниваемому вариантам i -го технологического перехода, рассчитываемые по общей формуле (1.36).

, (1.36)

где w _вр (1.37) – поле рассеяния значения контролируемых отклонений взаимного расположения обработанных поверхностей детали после выполнения технологического перехода;

Т _вр – допуск взаимного расположения i -ой поверхности детали относительно базовой по чертежу.

, (1.37)

где f (g)_вр – коэффициент, зависящий от закона распределения контролируемых отклонений взаимного расположения поверхности детали относительно базовой поверхности и вероятности γ, определяемые по справочному приложению 1 ГОСТ 27.202-85;

S _вр – среднее квадратичное отклонение контролируемого отклонения взаимного расположения поверхности детали относительно базовой поверхности для доверительной вероятности γ = 0, 9973, определяемые по справочному приложению 2 ГОСТ 27.202-85 для технологического перехода.

Уровень показателя по суммарной точности формы и взаимного расположения обработанных поверхностей детали относительно базовых поверхностей можно рассчитать по формуле (1.38):

, (1.38)

где j = 1 – m _c – количество технологических операций, на которых обеспечивается контролируемые параметры суммарной точности формы и взаимного расположения поверхностей детали.

i = 1 – n _с – количество технологических переходов, обеспечивающих суммарную точность формы и взаимного расположения поверхностей детали относительно базовых поверхностей, равное числу поверхностей детали, суммарная точность формы и взаимного расположения которых контролируется;

(1.39) – коэффициент уровня качества i -го технологического перехода по суммарной точности формы и взаимного расположения i -ой поверхности детали, относительно базовой поверхности f -ой партии после j -ой технологической операции.

, (1.39)

где , – коэффициенты суммарной точности формы и взаимного расположения контролируемой поверхности детали относительно базовой поверхности по базовому и сравниваемому вариантам технологического перехода, рассчитывается по формуле (1.40).

, (1.40)

где w _c (1.41) – поле рассеяния значений контролируемых суммарных отклонений формы и взаимного расположения обработанных поверхностей детали после выполнения базового и сравниваемого вариантов i -го технологического перехода;

Т _с – суммарный допуск формы и взаимного расположения контролируемой поверхности детали относительно базовой поверхности.

. (1.41)

Управлять точностью обработки нужно таким образом, чтобы уровень группы показателей в базовом варианте ТП был больше, чем в сравниваемом.

Обычно управление ТП направлено на улучшение его качества по точности размеров. Это наиболее легко организовать в автоматизированном производстве. Для повышения точности размеров нужно снижать или компенсировать общую погрешность размера обработанной детали.

Общая (суммарная) погрешность размера обработанной детали определяющих точность, является следствием влияния технологических факторов, вызывающих первичные погрешности. К их числу относят погрешности вызванные: неточностью установки обрабатываемой заготовки на станке, упругими деформациями системы: станок – приспособление – заготовка - инструмент, размерным износом режущего инструмента, неточной настройкой станка, геометрическими неточностями станка, приспособления и инструмента, тепловыми деформациями технологической системы.

Возникают также погрешности от действия остаточных напряжений в материале заготовок деталей. Они достигают больших значений при малой жесткости обрабатываемых заготовок.

При решении вопросов точности технолог должен:

Ø разработать ТП, обеспечивающий точность детали, заданную на чертеже при достижении максимального производительности или минимума себестоимости детали;

Ø выбрать средства измерения и контроля фактической точности обработки и сборки;

Ø рассчитать допуски технологических межоперационных размеров и размеров исходной заготовки и обеспечить их выполнение в ходе ТП;

Ø исследовать фактическую точность установленного ТП и проанализировать причины появление погрешностей при обработке и сборке.