Погрешность от износа режущего инструмента

Износ режущего инструмента при работе на настроенном станке приводит к возникновению переменной систематической погрешности обработки.

Размерный износ измеряется по нормали к обрабатываемой поверхности (рис. 2.12,а):

,

где h – износ по задней поверхности;

- главный задний угол.

Износ инструмента характеризуется периодами (рис. 2.12,б):

I – приработочным (быстрым) износом;

II – нормальным или установившимся износом;

III – быстрым или катастрофическим износом.

 

 

 

Рис. 2.12. Схемы для расчета погрешностей обработки от размерного износа режущего инструмента: а) определение величины износа резца; б) график износа

 

Интенсивность износа на участке II называют относительным (удельным) износом

, (2.15)

Погрешность от размерного износа инструмента (мкм)

+ ,. (2.16)

где - начальный износ инструмента;

- длина резания.

При точении

+ , (2.17)

где D и l – диаметр и длина обрабатываемой заготовки, соответственно;

- подача на оборот.

Величина относительного износа инструмента зависит от:

- метода обработки;

- материала заготовки и инструмента;

- режимов обработки;

- наличия СОЖ;

- состояния технологической системы (жесткости, вибраций).

Влияние износа инструмента на точность может быть уменьшено:

- поднастройкой станка, применением систем автоматического управления;

- выбором материала инструмента оптимальной стойкости;

- выбором наиболее рациональной геометрии режущего инструмента;

- устранением вибрации при резании;

- использованием СОЖ.

 

Погрешность из-за геометрической неточности станка и изготовления режущего инструмента

Величины допускаемых отклонений основных точностных характеристик станков регламентируются нормами точности и приведены в ГОСТах.

Геометрическая точность – точность станков в ненагруженном состоянии. Погрешности геометрической точности увеличиваются по мере износа станков.

Основные характеристики геометрической точности:

- радиальное и торцевое биение шпинделей;

- биение конического отверстия в шпинделе;

- прямолинейность и параллельность направляющих.

Данные о фактических погрешностях заносятся в паспорт станка при его испытаниях и обновляются после проведения ремонтов и пригонок в процессе эксплуатации. Погрешности геометрической точности станков полностью или частично переносятся на обрабатываемые заготовки. Например, отклонение от параллельности оси шпинделя токарного станка направлению движения суппорта в горизонтальной плоскости приводит к появлению конусности у обрабатываемой заготовки, а в вертикальной плоскости – к гиперболоиду вращения.

Для уменьшения влияния геометрических неточностей станков на качество обработки необходимо:

- выбирать станки соответствующей точности;

- в процессе эксплуатации станка вести регулировку, выборочную подгонку, необходимый ремонт;

- использовать различные компенсирующие и корригирующие устройства, в том числе системы ЧПУ;

- применять подшипники высоких классов точности, вести их доводку, использовать подшипники на гидростатических, пневматических и магнитных подвесах;

- обеспечивать выборку зазоров в соединениях деталей и частей станка.

В ряде случаев погрешность обработки возникает при использовании мерных и фасонных инструментов (сверл, зенкеров, разверток, протяжек, фасонных резцов, шлифовальных кругов и др.). Отклонения размеров таких инструментов непосредственно переносятся на заготовку.

Допуски на изготовление мерных инструментов рассчитываются с учетом допусков на размеры детали, допустимого износа инструмента и возможной разбивки при обработке и приводятся в чертежах на их изготовление.

Для уменьшения влияния погрешностей режущего инструмента на точность обработки необходимо:

- выбирать инструмент соответствующей точности;

- выбирать наиболее рациональные режимы резания;

- применять СОЖ;

- правильно устанавливать инструмент;

- использовать кондукторные и направляющие втулки.

 

Погрешность из-за температурных

Деформаций системы

Нагрев деталей и узлов станка, приспособления, инструмента и заготовки приводит к их деформации и появлению погрешности обработки.

Причины нагрева:

- выделение тепла в процессе резания;

- трение деталей и узлов станка (направляющие, подшипники, зубчатые колеса и др.);

- внутренние источники тепла (электродвигатели, гидропривод, СОЖ и др.);

- внешние источники тепла (солнечные лучи, отопление, соседнее оборудование и др.);

- непостоянство температуры помещения.

Тепловое состояние системы может быть стационарным и нестационарным.

Стационарное состояние – тепловое равновесие, когда подвод и потери тепла одинаковы.

Нестационарное состояние – состояние системы, когда имеет место нагрев или охлаждение ее звеньев.

Нестационарное состояние имеет место от начала работы станка до его полного разогрева, т.е. теплового равновесия, после чего процесс обработки идет в условиях стационарного состояния.

На образование погрешности обработки неоднозначное влияние оказывают тепловые деформации станка, заготовки, инструмента, приспособлений. Для каждой партии деталей оценку погрешности необходимо производить с учетом конкретных условий и особенностей изготовления.

С целью уменьшения температурных деформаций и их влияния на точность обработки необходимо:

- создавать выравнивание температуры технологической системы;

- разогревать станок перед работой, не устраивать перерывов в работе, работать в условиях теплового равновесия;

- применять СОЖ, правильно выбирать схему подвода СОЖ к зоне резания;

- точные работы выполнять в термоконстантных помещениях;

- не допускать нагревания станка от попадания солнечных лучей или других теплоносителей;

- правильно выбирать режимы обработки;

- измерение деталей производить после их охлаждения;

- для изготовления базовых деталей станков и других элементов технологической системы использовать материалы с малым коэффициентом линейного расширения (синтегран и др.).