Дальский А.М., Косилова А.Г. и др. (ред.) - Справочник технолога-машиностроителя, том 1 - 2003 (1004785), страница 20
Текст из файла (страница 20)
207 НВ при скоростях резания 50 — 150 и/иин; данные лля закаленного чугуна 375 ... 400 НВ относятся к тонкому растачиваиню. 29. Допустимый размерный износ (мкм) ин- струмента при обработке партии заготовок Влияние температурных деформаций на точность обработки.
Теплота, образующаяся при резании, трении сопряженных деталей станков, а также внешнее тепловое воздействие приводят к упруюй деформации технологической системы, появлению погрешностей обработки ~А, . Теплота в процессе резания образуется в результате внутреннего трения между частицами обрабатываемого материала в процессе деформации (Д ), внешнего трения стружки о переднюю поверхность инструмента ((4„, ) и поверхности резания, обработанной поверхности о задние поверхности инструмента ( Д, ), отрыва стружки, диспергирования Так как механическая работа почти полностью переходит в теплоту, где Д вЂ” количеспю теплоты, Д вЂ” работа резания (11 = Р,ч), ч — скорость резания; Е— механический эквиваленттеплоты.
Распределение теплоты резания между стружкой, заготовкоЯ, инструментом зависит от метода, условий обработки, материала детали и инструмента. Так, при обработке точением материалов с высокой теплопроводностью (углеродистые стали) распределение теплоты таково: в стружку 60 — 90 %; в инструмент 3 — 5 %. При такоЯ же обработке материалов с низкой теплопроводностью (жаропрочные, тигановые сплавы) 35 — 45 % всей теплоты резания переносится в деталь, 20 — 40 %— в резец.
Наибольшее количество теплоты переходит в заготовку при шлифовании (до 60 — 85 %) и сверлении (до 60%). Для обработки заготовок на станках характерен одновременный перенос теплоты теплопроводностью, конвекцией и излучением (сложный теплообмен). Изучение сложного теплообмена встречает известные трудности, которые на практике до снх пор удовлетворительно не решены. При исследовании устанавливают температурное поле (совокупность значений температуры 0 в данный момент времени т для всех точек изучаемого пространства) 0 = (х, у, г, т), где х, у, г - коорлинаты точки. Температурное поле является случайным для данного станка. Если температура тела есть функция координат и времени, то температурное поле будет нестационкрным, (дО т.е.
зависящим от времени — и 0 . Такое дг поле соответствует неустановившемуся тепловому режиму теплопроводности, характерному ' дзи заготовки и станка в начальный период работы. Однако через некоторый промежуток времени происходит стабилизация теплообмена — температура точек станка есть функция только координат точек и не изменяется с те- (00 ' чением времени — = 0 ; температурное (,д поле станка будет стационарным. Средние значения деформаций, связанных со стационарными процессами, могут быть учтены при построении процесса и тем самым будет повышена точность обработки.
Расчет температурных полей сложных объектов обычно упрощмот. Разработана лриблюкенная методика определения температурных деформациЯ деталей станков. Однако надежные данные по температурным полям, деформациям станков можно получить при экспериментальном исследовании. Только в простейшик случаях, например при равномерном нагреве простоЯ детали, можно вычислить изменение размера детали; где 1. — размер детали; а — козффициент линейного расширения материала детали; г)6 — изменение температуры детали.
Так, при шлифовании с охлюкдением О = (О,ь 1,5) я 1, где ΄— температура охлаждающей жидкости. Обычно при обработке вследствие неравномерного нагрева происходит изменение размеров, формы и расположения поверхностей. Так, температура в различных точках станка различжтся на 1Π— 60 'С, и это вызывает смещение и перекос оси шпинделя относительно оси детали. Температура и температурные деформации станка в Значительной степени определяются конструкцией узлов, фактическими зазорами и натягами в подшипниках, методом подачи и объемом смазочного материала.
При испытании станков на точность проверяют стабильность взаимною расположения рабочих органов под тепловой нагрузкой. Для круглошлифовальных станков линейное смещение оси шпинделя шлифовального круга относительно оси передней н заднеЯ бабок в результате нагрева на холостом ходу в течение 60 мин допускается 32 — 63 мкм соответственно для станков с наибольшим устанавливаемым диаметром 100 — 800 мм, а угловое смещение 4 мкм на длине 100 мм.
Указанные отклонения относятся к станкам класса П. Для станков классов В и А отклонения меньше в 1,6 и 2,5 раза соответственно. Температурные деформации вызывают не только смещение узлов станка, но и изменение жесткости станков. Так, после нагрева бесцентрово-шлифовальных станков жесткость узлов увеличилась в 1,5 раза, отклонение формы — в 1,5 раза. Температурные деформации могут быть существенно уменьшены; 1) обеспечением постоянства температурного поля в зоне установки станка: поддержанием в цехе определенного температурного реясима (табл.
30), установкой прецизионных станков в специальных термоконстантных помещениях; 2) уменьшением неравномерного нагрева станков в результате: а) вынесения внутренних источников теплоты (элекгродвигателеЯ, пщроприводов) за пределы станка; 6) применения систем для поддержания определенной температуры смазочною масла; СОЖ; в) искусственного нагрева отдельных частей станка; точность изготовлений детллей млшин АНАЛИЗ И ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЭЛЕМЕНТАРНЫХ ПОГРЕШНОСТЕЙ ОБРАБОТКИ 119 Пй 30. Температурный режим в механических цехах Класс точности станка, на котором произволншя обработка Допустимые отклонения б ('С) температур от 20 'С при размере обрабатываемых поверхносшя, мм Назначение термоконстантных участков Р= 1000 Р=100 Р= 500 х1,0 х0,5 х),0 х0,5 х),5 х),0 В А,С Р= 100 Р= 500 я1,0 х0,5 Я1,5 х1,0 В А,С К,(!) ш ш(!) /Т, г.
= 4000 ь', = 1000 г', = 2000 где ш(!) — поле рассеяния параметра в момент времени !. Коэффициент смещения (контролируемого параметра) ~73г =01 ". 04АБ ° н,о х0,5 х1,5 х),0 В А,С х0,5 я0,25 причем для обработки лезвнйным инструмен- том К, =Ь(!)IТ, з0,5 х0,1 я),0 х0,25 З0,25 х0,05 В А,С где гь(!) — среднее значение отклонения пара- метра относительно середины поля допуска в момент времени 1: Работа выполняется на полуавтоматических делнтельнмх машинах, установленных в специальных кабинах. Оператор а процессе деления в кабине не присутствует.
злесь Х(!) — среднее значение параметра; Хе — значение параметра, соответствующее середине поля допуска (при симметричном поле допуска значение Ха совпадает с номинальным значением Х„,„). Коэффициент запаса точности (по контролируемому параметру) К, =05-К,(!)-05К,(!). 9 = 1бб 5цьл!оэоззз,з для деталей из чугуна гьг. =С вЂ” ггз,(!з)'м !цК, 0 =138цк !к~!к Кг =ш/Т, Финишная обработка деталей типа валов и втулок и точных отверстиЯ в шпиндельных коробках с целью получения заданной посадки для узлов, определяющих высокую точность изго- товления Финишная обработка делнтельных зубчатых колес и дисков для получения заданного угла наклона профилв Финишная обработка ходовых винтов для полу- чения заданных отклонений по шагу Нанесение делений на линейных штриховых мерах (металлических н стеклянных) для полу- чения заданного размера 3) уменьшением влияния температурных деформаций путем выбора материалов деталей и оптимальных направлений (не совпадающих с направлением выдерживаемого размера) температурных деформаций, применении устроЯств для компенсации температурных смешений; 4) эксплуатационными мероприятиями.
правильной установкоЯ станков, своевременным регулированием подшнпниковых узлов, обработкоЯ точных деталей после достижения станком спщионарного теплового состояния (после длительного астапова, на холостом ходу в течение 20 — 30 мин). При простейших расчетах учитывают удлинение резца при установившемся тепловом состоянии: где С вЂ” постоянная (при ! < 1,5 мм; з Б 0,2 ммlоб; ц = 100 ... 200 мlмин С = 4,5); Р вылет резца, Р— площадь поперечного сечения резца, мм; К„= — — коэффициент, з, го учитывающий охлаждение резца из-за перерывов в работе. Температура резания нри токарной обработке может быть вычислена по следующим приближенным соотношениям: для деталей нз стали (!з, = 770 МПа; Ь = = 22%) При иькифоаакии различают температуру: мгновенную 0„, развивающуккя непосредственно в зоне микрорезвния шлифующим зерном и являющуюся высокой (от 1000 'С до температуры плавления обрабатываемого материала) и кратковременноЯ; контактную 0„ (среднюю в зоне шлифования) в зоне контакта круга с заготовкой (- 200 — 1100 'С); среднюю О, на поверхности шлнфуемой заготовки (- 20 — 350 'С).
Местная температура при трении может достигать 250 — 1000 'С. Средняя температура в коробках скоростей н других подобных узлах 65 — 80 'С. Полную погрешность обработки, связанную с температурными деформациями, обычно определить не удается. Для операций с жесткими допусками на обработку приблизнгельно принимжот при шлифовании уггзг составляет до 30 — 40 % суммарноЯ погрешности Ь Методы оценки надежности технологических систем по параметрам качества изготовляемой продукции (ГОСТ 27.202 — 83) включают и методы оценки показателеЯ надежности технологических операций и процессов, а также средств технологического оснащения по точности.
Контроль точности технологических систем проводят по альтернативному (при разработке технологических процессов на этапе технологической подготовки производства и при управлении технологическими процессами) или количественному (прн определении периодичности подналадок технологического оборудования, выбора методов и планов статистического регулирования технологических процессов и операций и т.д.) признаку. При контроле по количественному признаку определяют значения показателей точности, основными из которых являются: коэффициент точности (по контролируемому параметру Х) где ш поле рассеяния (или размах )! ) значе ний контролируемого параметра за установленную наработку технологической системы, определяемое с доверительной вероятностью т но выражению ш=((у)Х, здесь 7(т) коэффициент, звеневший от закона распределения параметра Хи значения Т; а — среднее квадратическое отклонение параметра Х; Т допуск параметра Х.
Размах )! определяют как разность максимального и минимального значений параметра в объединенной выборке, состоящей из серии мгновенных выборок ш м гь ш Х,„Г Х,„. Коэффициент мгновенного рассеяния (по контролируемому параметру) Для обеспечения надежности технологической системы по параметрам точности необходимо в любой момент времени (в пределах установленной наработки) выполнить условие К, ЕК„<1; К,(!) >О, где ʄ— нормативное (предельное, технически обоснованное) значение К,. В условиях единичного и мелкосерийного производства, когда число одноименных дета- СУММИРОВАНИЕ ЭЛЕМЕНТАРНЫХ ПОГРЕШНОСТЕЙ ОБРАБОТКИ ТОЧНОСТЬ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ МАШИН 120 121 +2.д .
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
