stanki_lekcii (1) (лекция), страница 3

Все виды погрешностей станка можноусловно разделить на несколько основных групп.1. Геометрические погрешности.Геометрические погрешности характеризуют ошибки взаимного расположения узлов станка (рис. 4.1) и зависят от:- точности обработки деталей; точность получения заготовок корпусных деталей; точность механической обработки.- сборки станка (точность взаимного расположения узлов и корпусных деталей).- износа трущихся поверхностей.Рис.

4.1 Примеры геометрической погрешностиПогрешность на рисунке а) определяется погрешностью обработкипродольных и поперечных направляющих салазок токарно-винторезногостанка (не перпендикулярность направляющих), либо погрешностью сборки (не перпендикулярность оси шпинделя и поперечных направляющихсалазок. Погрешность на рисунке в) определяется погрешностью сборки(не соосность передней и задней бабок). Погрешность на рисунке д) определяется погрешностью вращения шпинделя в опоре. Погрешности б и гопределяются износом соответственно поперечных направляющих суппорта и продольных направляющих станины.Требования к точности изготовления станка формулирует конструктор, исходя из допуска на точность обрабатываемой на станке детали сучетом реальных возможностей производства.

Геометрические погрешности станка следует оценивать по их влиянию на точность взаимного расположения инструмента и обрабатываемой детали в процессе формообразования ее поверхности.Способы компенсации геометрических погрешностей:- повышение точности обработки деталей;- ужесточение допусков на взаимное расположение поверхностей;- соблюдение технологии получения заготовок литых и сварных базовых деталей;- предусматривать в конструкции станка приспособления для точнойрегулировки взаимного расположения узлов станка;- применять износостойкие покрытия и защитные устройства длянаправляющих с целью уменьшения износа.Рис. 4.2 Способы установки шпиндельной бабки2.

Кинематические погрешности.Кинематические погрешности влияют на скорость движения исполнительных (рабочих) органов станка (шпинделя, стола), несущих инструментили обрабатываемую деталь, и важны в тех случаях, когда скорость движения инструмента относительно детали влияет на формообразование, чтоимеет место в станках для обработки сложных поверхностей (зубообрабатывающих, резьбонарезных и т.п. рис. 4.3).Рис. 4.3 Погрешности шага резьбы и боковой поверхности зубаt0 – теоретический шаг; t1 – реальный шаг; Dt – погрешность шагаПричинами кинематических погрешностей являются:- ошибки в передаточных числах зубчатых, червячных и винтовыхпередач кинематической цепи (теоретическая погрешность);- неточности изготовления элементов привода и переменной жесткости станка;- износ рабочих поверхностей механических передач и как следствиевозникновение зазоров.Так, например, вследствие неточности резьбонарезной цепи будут недопустимо большие отклонения шага нарезаемой резьбы, а неточности цепи обката при нарезании зубчатого колеса – отклонения от эвольвентногопрофиля.Способы уменьшения кинематических погрешно- стей.

Способыуменьшения кинема- тических погрешностей зависят от причин их вызывающих:- уменьшение износа трущихся поверхностей деталей механическихпередач за счет улучшения системы смазки, применения износостойких покрытий, применение термической обработки;- повышение точности изготовления элементов кинематических цепей;- уменьшение зазоров в передачах;Абсолютное большинство механических передач зазорные, т.е. длятого чтобы они работали необходим зазор. Зазор одной передачи как правило невелик и не может оказывать существенного влияния на точность,однако в состав одной цепи может входить до десятка и более передач и вэтом случае суммарная погрешность может оказаться недопустимо большой.

Особенно эти погрешности опасны для реверсивных цепей. Для выборки зазоров существуют следующие способы (рис. 4.4).Рис. 4.4 Способы выбора зазоров в зубчатых передачах- повышение точности цепи в целом за счет применения корректирующих устройств.Рассмотрим пример корректирующего устройства резьбонарезной цепи (рис. 4.5).Корректирующее устройство представляет собой дифференциальнуюгайку 2 и копир 8. Копир изготавливают на специальных профилешлифовальных станках по кинематограммам 9, получаемых на кинематометрах,на которых, производят сравнение эталонного винта 4 и гайки 3 с рабочимвинтом 1 и гайкой 2.Рис.

4.5 Корректирующее устройство резьбонарезной цепиПогрешность шага рабочего винта Dh на определенной его длине компенсируется поворотом гайки на угол a. Зависимость погрешности шага отприращения высоты копира можно представить в видеæ Dh öt × arctg ç ÷è R øDt =2pАналогичные устройства применяются и для компенсации погрешностей в цепях обката зуборезных станков, например, дифференциальнаячервячная передача.3. Упругие погрешности.Упругие погрешности возникают из-за деформаций несущей системыстанка и нарушают правильность взаимного расположения инструмента иобрабатываемой детали при действии силовых факторов.Основными причинами упругих погрешностей являются:- силы резания- весовые нагрузки от узлов и заготовки.Изменение величины упругих перемещений связано с переменнымхарактером силового воздействия. Так, составляющие силы резания изменяются в процессе обработки по величине, направлению и точке приложения.

Масса подвижных узлов станка при их передвижении оказывает различное действие на несущую систему и меняет величину упругих перемещений.Свойство станка сопротивляться возникновению упругих перемещений называют жесткостью, которая определяется по формулеPj=fгде:P – силаf – перемещение упругой системы, вызванное данной силойТак как станок состоит из множества деталей и стыков, которые воспринимают силовой поток, то суммарная жесткость станка в зоне резания(технологическая жесткость) определяется по формуле1j= n1åj1iji – жесткость отдельного последовательно работающего элемента упругой системы.Величина обратная жесткости называется податливостью.Упругие погрешности в реальном станке проявляются в виде собственных деформаций базовых деталей и деформаций в стыках.

Следовательно, уменьшить упругие погрешности можно путем:- увеличения жесткости базовых деталей (увеличение моментовинерции и площади поперечного сечения базовой детали);- увеличения жесткости стыков (увеличение моментов инерции иплощади стыка);- разгрузка направляющих базовых деталей, обеспечивающих точность обработки от сил резания и весовых нагрузок других деталей.Примеры приемов конструктивной разгрузки приведены ниже (рис.4.6).Рис. 4.6 Конструктивная разгрузкаВ случае а) и б) крутящий момент воспринимается встроенной балкой1, а не направляющими поперечины.

В случае в) вес суппорта передаетсяна балку 1, а не на поперечину 3.Жесткость (соответственно и податливость) упругих систем с большим числом соединений близка к постоянному значению, что дает основание для нормирования предельно допустимых значений для всего станка, адля станков включенных в размерные ряды существуют специальныеГОСТы регламентирующие их жесткость, а следовательно и упругие погрешности.4. Динамические погрешности.Динамические погрешности связаны с относительными колебаниямиинструмента и обрабатываемой детали, а в некоторых случаях и с переходными процессами при пуске, торможении, реверсировании и врезанииинструмента.Свойство станка противодействовать возникновению колебанийобычно называют виброустойчивостью.Динамические погрешности характеризуются (рис.

4.7):- амплитудой колебаний (АЧХ);- фазой колебаний (ФЧХ)- формой колебаний несущей системы станкаРис. 4.7 Динамические характеристикиа) амплитудочастотная (АЧХ); б) амплитудофазочастотная (АФЧХ);в) формы колебанийИзучение амплитудно-частотных и амплитудно-фазовых частотныххарактеристик дает возможность оценить величину относительных, колебаний инструмента и обрабатываемой детали, т.е. погрешность обработкии влияние этих колебаний на устойчивость обработки, т.е. величину ширины резания без вибраций. Изучение форм колебаний позволяет определятьвеличину колебаний отдельных узлов и дает возможность целенаправленно влиять на конструкцию станка с целью уменьшения динамических погрешностей.В станках встречаются три основных типа колебаний:Вынужденные: основными причинами, которых является:- вращение неуравновешенных масс;- периодические погрешности в передачах;- непостоянство сил резания (фрезерование);- внешние возмущения, передающиеся станку через фундамент.Параметрические: основными причинами, которых являются :- переменность внутренних параметров деталей станка, например, переменная жесткость вала при вращении из-за наличия шпоночной канавки,или переменная жесткость подшипника качения при перебегании шарикачерез линию действия силы и т.д.Автоколебания: основными причинами, которых являются:- процессы трения в зоне резания;- процессы трения в подвижных направляющих при малых скоростях перемещений.Помимо отрицательного влияния на точность обработки колебания встанках отражаются также на стойкости режущего инструмента и долговечности деталей станка.Основными путями снижения динамических погрешностей являетсяустранение источников:вынужденных колебаний:- тщательная балансировка быстровращающихся деталей;- установка станков на виброизолирующие опоры.параметрических колебаний- увеличение жесткости и снижение массы базовых деталей;- выравнивание параметров по изменяемой координате деталей.автоколебаний:- применение смазывающеохлаждающих жидкостей;- применение смазки в трущихся поверхностях.Наиболее эффективным способом гашения колебание, а следовательно и снижения динамических погрешностей является встраивание в станокдемпфирующих устройств.5.