Дальский А.М., Косилова А.Г. и др. (ред.) - Справочник технолога-машиностроителя, том 1 - 2003 (1004785), страница 22
Текст из файла (страница 22)
Излагаемузо методику можно применять, если заранее известно, что результаты наблюдений пркналлежат нормальному распределению. Эффективным способом вычисления суммарной погрешности являетсл статистическое моделирование, при котором используют :эВМ (мемеды Монте-Карло).
При этом метоле определяют псевдослучайные значения факторов и с помощью ЭВМ погрешность выходного параметра. Статистические свойства системы оценивают путем многократного построения процесса. Метод допускает произвольное распределение параметров. Метод Монте-Карло применяют для систем массового производства; он может быть легко запрограммирован, но при этом требуется относительно большое время счета. Аналитическое представление реальной поверхности позволяет более четко выявить законы суммирования отклонений размера и ° формы поверхности. Различают номинальные геометрические поверхности, имеющие предвтисанные чертежом формы и размеры, без каких бы то ни было неровностей и отклонений, и действительные (реальные) поверхности деталей. Понимая под профилем линию пересечения поверхности плоскостью, ориентированной определенным образом, различщот также номинальный и действительный профили цстОлн.
При исследовании точности изпиовления с номинальной цилиндрической поверхностью широко используют методы спектральной теории неровностей и других геометрических параметров. Введем понятие о мекугаем размере как о ггадиусв-векторе, равном расстоянию от точки ТОЧНОСТЬ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ МАШИН 124 ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ НАСЛЕДСТВЕННОСТЬ 125 зй с, =а, = — )у(гр)гггр. о Й = гт(ср,г). или на реальном профиле да геометрического центра номинального профиля детали.
Очевидно, что в общем случае радиус-вектор )1 зависит от угловой координаты гр точки и координаты г, направленной вдоль оси: Если номинальный радиус поверхности обозначить как Дь, та функция г (гр, г), изображающая погрешность (абсолютная погрешность ~И ), в общем случае (при О < г < 1, где ! — длина поверхности) характеризует отклонение от цилиндричности у (гр, г) = гг — зт, = г1г(, а в поперечном сечении (при г =г,) — отклонение от круглости У(ф) =)Т-Д =А)1 Функцию погрешности поперечного сечения приближенно можно представить в виде ряда Фурье с конечным числом членов 1 = и: фр) = — '+ ~(а„сов йгр+ Ь„а~и /ар) а, 2 с, у(гр) — '+ ~с„(созйгр+гр„), 2 где а„, Ь„, с„— коэффициенты ряда Фурье; lс— порядковый номер составляющеЯ гармоники.
Контур поперечного сечения удовлетворяет условию замкнутости; период равен 2к: Лф+2к) = Лф) Коэффициенты ряда Фурье: зк а„= — ~у'(гр)соз/ар Йр; о 1 гл Ь» = — ~У(гр)з|пlггр Йр. и Между амплитудоЯ Д-й гармоники с„и коэффициентами а„и Ь, а также начальной фазой грь существуют зависимости: а„= с„соз гр„; Ь„= с„а(п гр„; с„=,/а„' + Ь,',; 1Я <р„= Ь, /а„; Члены разложения имеют явный физический смысл. Нулевой член, т.е. величина сь/2, равен среднему значению функции на период Т = 2я . Эта величина характеризует отклонение собственно размера, являясь постоянной (независимой ат угловой координаты ф) составляющей текущего размера.
Первый член разложения с, соз(гр+ 9, ) характеризует от- клонение расположения реального и номинального профилеЯ (эксцеитрнснтет с ампли- тудаЯ с, ифазой ф,). Следующие члены ряда Фурье характеризуют; с, саз(29 + азз ) — овальностгс сзсоз(Згр+уз) — огранку с трехвершинным профилем и т.п. Таким образом, члены ряда при я = 1 ... (з характеризует спектр отклонений формы детали в поперечном сечении: последующие члены ряда — волннстосгь и при достаточно больших значениях 2 — шероховатость поверхности. Аналогичный метод может быть применен к профилю цилиндрической детали. Изложеннаа методика позволяет проанализировать отклонения собственно размера ( г1г( или 2г1гг = ЬР ), формы и т.д., рассматриваемые как систематические отклонения. Методику можно использовать при рассмотрении детерминированных систем. Однако в общем случае амплитуды и фазы отклонений являютса случайными величинами.
ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ НАСЛЕДСТВЕННОСТЬ Проблему точности в машиностроении связывают с результатами изучения физических причин отказов, порождающих погрешности, и определениями условиЯ и следствий, приводящих к отказам. Изменение своЯств изделиЯ (их материаяов, форм структуры раз меров и т.д.) в ходе производственного процесса наиболее полно обьясняют с помощью явлений техиологическоЯ наследственности. Технологической наследственностью называют явление переноса свойств объектов от предшествующих технологических операций к последующим.
Сохранение же этих свойств у деталеЯ машин называют технологическим наследованием. Явление позволяет сравнительно полна связать состояние заготовки [или лаже ее материала) с ее состоянием в любой момент времени вплоть до превращения заготовки в деталь. Носителями иаглеоственнай информации являются собственно материал детали, а также ее поверхность с многообразием параметров, характеризующих состояние этих поверхностей. Носители информации активно участвуют а технологических процессах, проходя через различные операции, в ходе которых они могут менять свои свойства частично или полностью. Типичной операцией, задерживающей или исключающей передачу наследственных свойств, является термическая обработка.
Как положительные свойства детали (высокая износостойкость, точность формы и размеров, качество поверхностного слоя и др.), так и свойства отрицательные (коробленне, пониженная твердость отдельных участков, погрешности формы и др.) необходимо объяснять не с позиции последней, финишной технологической операции, а рассматривать всю предысторию создания детали. Например, осповидный износ на шейках валов часто объясняют не особенностями шлифовальной операции, а специфическими условиями проведения токарной, заготовительной операций. Точечные дефекты иа полированной поверхности некоторых деталей объясняются не особенностями полирования, а специфическими включениями и своЯствами материала деталей. Форма корпусных деталей или дегалеЯ типа валов, изменяющаяся во времени (уже в период эксплуатации изделиЯ), определяется особенностями проведения заготовительных операций на эзвпе литья и штамповки.
Чем выше точность детали, тем больше оснований к отыскиванию причин погрешностей и отказов на основе явлений технологической наследственности. Если установлена наследственная природа свойств дсталеЯ, следует принять соответствующие коррективы технологических процессов для предотвращения наследственного переноса вредных свойств и, наоборот, создания благоприятных условий для передачи полезных свойств. В ходе технологических процессов наследуются пра«тически все свойства материалов и поверхностных слоев заготовок. Важное значение имеет технологическое наследование конструктивных форм. Если, например, производить пратягиаание отверстий заготовок, иару1кная поверхность которых имеет конструктивные элементы в виде буртов, приливов, канавок и пр., то отверстия получат отклонение от цилиндричности, но так, что форма каждой образующей отверстия не будет прямолинейной, а будет четко связана с расположением данного конструктивного элемента.
Природа такой погрешности связана с переменной жесткостью детали в каждом ее поперечном сечении. Отклонения формы возникнут, напркмер, при шлифовании цилиндрических поверхностей деталей, имеющих такие конструктивные элементы как продольные канавки, лыски, рейки и пр. Жесткость таких деталей оказывается переменноЯ по углу поворота их при обработке, так как кзмешгется момент инерции сечения заготовки па отношению к постоянно дейст- вующеЯ силе. К наследованию конструктивных форм относятся случаи деформирования леталей при их нагревании в ходе технологических процессов.
В значительной степени наследуются своЯсгва и, в частности, формы технологических баз. Например, центровые отверстиа, как базы, имеют на конических поверхностях волны, которые почти всегда образуются при зацентровывании. При обработке заготовок, установленных такими базами на неподвижные центры шлифовальных станков, жесткость по углу поворота всей технологической системы изменяется, и на обрабатываемой поверхности также возникают волны, количество которых равно количеству волн на центровом отверстии, Специфические отклонения формы и размеров наблюдмотся и прн установке заготовок на другие технологические базы приспособлений.
Зажимные устройства на металлорежущих станках активно участвуют в ходе технологического наследования. Так, отклонения формы растачиваемых отверстий и характер самой погрешности вполне соответствуют числу зшкимных элементов (кулачков) патронов. В ходе механической обработки резанием наследуются многие свойства заготовок. Отклонения размеров могут быть учтены при настройке режущих инструментов. Отклонения же формы наследственнога характера устра- ТОЧНОСТЬ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ МАШИН ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ НАСЛЕДСТВЕННОСТЬ 127 126 Аг няются с трудом. Часто отклонения от круглости в виде овальностн полностью переносятся на готовое изделие.
При низкой жесткости системы проваляется частный случай наследования — колироваиие. Решение проблемы технологического наследования всегда связано с отыскиванием таких условий, при соблюдении которых не возникает наследственного переноса вредных свойств от предшествующих операций к последующим. В качестве примера рассмотрим случай суперфинншнрования цилиндрических заготовок после их предварительном шлифования на бесцентрово-шлифовальных станках. Если такие заготовки после шлифования имеют 1Я выступов (волн), то суперфиниш тремя брусками исправляет волнистость через короткое время.
Если же после бесцентрового шлифования возникли три волны, то такие наследственные волны усугубляются так, что при тех же условиях суперфинишнрования и через то же короткое время все детали оказываются бракованными. Зная указанные наследственные погрешности и условия их переносц необходимо заранее сделать соответствующие коррективы в технологических процессах. Решение о влиянии данноЯ наследствен- ноЯ по~решности на служебные свойства изделия принимается особо в кшкдом конкретном случае.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
