Файл: Учебник по Технологии.pdf

шероховатости могут не соответствовать табл. 33. Снижения шероховатости поверхности в таких случаях достигают полированием.

Втабл. 34 приведена взаимосвязь эксплуатационных свойств

спараметрами шероховатости поверхности.

Методы измерения шероховатости поверхности по принципу действия делятся на контактные и бесконтактные.

Контактные методы состоят в непосредственном измерении неровностей, что выполняется ощупыванием исследуемой поверхности алмазной иглой с весьма малым радиусом закругления острия.

Таблица 34

Взаимосвязь эксплуатационных свойств с параметрами шероховатости

Бесконтактные методы основаны на косвенном измерении неровностей с последующей математической обработкой результатов измерения. В этом случае высоту неровностей определяют с помощью специальных оптических приборов.

5.6. Аналитический метод расчета ожидаемой точности обработки

Аналитический метод дает возможность при проектировании технологического процесса без экспериментальной проверки принять такой вариант обработки, который гарантирует получение требуемой точности.

420

Сущность этого метода состоит в составлении теоретической схемы процесса, построении ее математической модели, определении численного значения производственной погрешности и нахождении зависимости между производственной погрешностью и погрешностью обработки. Если расчетная погрешность обработки больше допустимой по чертежу детали, то необходимо принимать меры к повышению точности обработки и обеспечению условий работы без брака, что выражается неравенством L ≤ δL , где L – погрешность действительного значения размера L; δL – допуск по чертежу на размер L.

К числу производственных погрешностей, поддающихся аналитическому расчету, относятся: упругая деформация элементов системы станок – приспособление – инструмент – деталь (СПИД); погрешность базирования детали на станке и др. Во многих случаях они являются доминирующими.

Расчет погрешности обработки, вызываемой упругой деформацией элементов системы СПИД. При обработке цилиндри-

ческой поверхности детали, закрепленной одним концом в трехкулачковом патроне токарного станка (рис. 110), система СПИД подвергается упругой деформации. При этом обрабатываемая деталь деформируется, как консоль, на свободный конец которой действует радиальная составляющая силы резания Ру. Если жесткость детали много меньше жесткости шпинделя и суппорта, то для расчета погрешности можно применять эквивалентную схему (рис. 111), позволяющую найти упругую деформацию по формуле

носительно геометрической оси, мм4 (для детали круглого сечения

J = πd 4 64 ).

421

PY

Рис. 110. Эпюры сил резания

Жесткость j упругой системы – это отношение составляющей силы резания (действующей в плоскости, перпендикулярной обрабатываемой поверхности) к упругой деформации у детали в направлении действия силы:

j = Py / y,

откуда y = Py / j.

Py

y

r

Рис. 111. Изменение упругой деформации

Это уравнение дает возможность проверить расчетное значение упругой деформации экспериментально. Такая проверка целесообразна, если жесткость шпинделя станка соизмерима с жесткостью обрабатываемой детали.

При консольном закреплении детали погрешность обработки, вызываемая упругой деформацией системы СПИД, характеризуется отклонениями профиля продольного сечения и диаметрального размера по длине детали (рис. 112). Определим погрешность размера

422

Рис. 112. Погрешность токарной обработки при консольном закреплении

Для данного случая условие обработки без брака определяется неравенством

D ≤ δD ,

где δD – допуск на размер D по чертежу детали.

Уравнение (63) выражает функциональную зависимость погрешности обработки от технологических факторов.

При обработке цилиндрических деталей на токарных и шлифовальных станках с установкой в центрах доминирующей производственной погрешностью при определенных условиях может стать деформация заготовки. Схема обработки на токарном станке в центрах представлена на рис. 113. Под воздействием составляющей силы резания Ру система СПИД подвергается упругой деформации. Если жесткость обрабатываемой детали меньше жесткости других звеньев системы СПИД, то деталь можно рассматривать как балку, лежащую на двух опорах, на которую воздействует сила Ру (рис. 114), тогда упругая деформация детали определится уравнением

y = Pyl3 (48EJ ) .

423

Py

Рис. 113. Схема обработки на токарном станке в центрах

Py

y

r

r

Рис. 114. Изменение упругой деформации при закреплении в центрах

Жесткость детали определяется уравнением j = 48EJ l3 .

Максимальная упругая деформация детали, закрепленной в центрах, должна находиться на середине ее длины. Однако наличие поводка не позволяет проточить деталь до конца. Вследствие этого поперечное сечение, соответствующее максимальному прогибу, смещается в сторону обрабатываемого конца и после обработки деталь будет иметь форму, показанную на рис. 115. В этом случае погрешность обработки D = Dmax − Dmin .

D max

D min

Рис. 115. Погрешность токарной обработки при закреплении в центрах

Условие обработки без брака характеризуется неравенством

D ≤ δD .

424