Точність обробки означає ступінь відповідності між фактичними геометричними параметрами (розміром, формою та положенням) деталей після обробки та ідеальними геометричними параметрами. При механічній обробці помилки неминучі, але вони повинні бути в межах допустимого діапазону. За допомогою аналізу помилок можна опанувати основні закони її змін, щоб вжити відповідних заходів для зменшення помилок обробки та підвищення точності обробки.
1. Основні причини виникнення помилок при механічній обробці
1. Помилка обертання шпинделя. Похибка обертання шпинделя відноситься до величини зміни фактичної осі обертання шпинделя в кожен момент відносно його середньої осі обертання. Основними причинами радіальної похибки обертання шпинделя є: похибка співвісності кількох ділянок шийки шпинделя, різні похибки самого підшипника, похибка співвісності між підшипниками, прогин шпинделя та ін.
2. Похибка напрямної. Направляюча рейка є еталоном для визначення відносного розташування кожного компонента верстата на верстаті, а також є еталоном для руху верстата. Нерівномірний знос і якість монтажу напрямної рейки також є важливими факторами, що спричиняють помилки напрямної.
3. Помилка ланцюга передачі. Помилка передачі ланцюга передачі відноситься до похибки відносного переміщення між елементами передачі на першому та останньому кінцях внутрішньо з’єднаного ланцюга передачі. Помилка трансмісії спричинена помилками виробництва та складання кожного компонента в ланцюзі трансмісії та зносом під час використання.
4. Геометрична похибка інструменту. Будь-який інструмент неминуче зношується в процесі різання, що призведе до зміни розмірів і форми заготовки.
5. Помилка позиціонування. Однією з них є помилка невідповідності бази даних. Базова точка, яка використовується для визначення розміру та положення певної поверхні на кресленні деталі, називається базовою базою. Базова точка, яка використовується для визначення розміру та положення обробленої поверхні після обробки на кресленні процесу, називається базовою базою процесу. При обробці заготовки на верстаті необхідно вибрати кілька геометричних елементів на заготовці в якості бази позиціонування під час обробки. Якщо вибрана базова точка позиціонування не збігається з розрахунковою базовою точкою, виникне помилка зсуву базової точки. По-друге, це неточна помилка виготовлення позиціонуючої пари.
6. Помилки, викликані силовою деформацією технологічної системи. Одним з них є жорсткість заготовки. Якщо жорсткість заготовки в технологічній системі відносно низька порівняно з верстатом, інструментом і пристосуванням, деформація заготовки, викликана недостатньою жорсткістю під дією сили різання, матиме більший вплив на точність обробки. Друге - це жорсткість інструменту. Жорсткість зовнішнього циліндричного токарного інструменту в нормальному напрямку поверхні обробки дуже велика, і його деформацією можна знехтувати. При розточуванні внутрішнього отвору з меншим діаметром жорсткість інструментального бруска дуже низька, а деформація інструментального бруска під напругою має великий вплив на точність обробки отвору. По-третє, це жорсткість деталей верстата. Компоненти верстата складаються з багатьох частин. Поки що не існує відповідного простого методу розрахунку жорсткості компонентів верстата. В даний час жорсткість деталей верстатів визначається в основному експериментальними методами.
7. Помилки, викликані термічною деформацією технологічної системи. Термічна деформація технологічної системи має відносно великий вплив на точність обробки, особливо при прецизійній обробці та великомасштабній обробці. Помилка обробки, викликана термічною деформацією, іноді може становити 50% від загальної похибки заготовки.
8. Помилка регулювання. У кожному процесі механічної обробки технологічна система завжди має бути налаштована тим чи іншим чином. Оскільки коригування не може бути абсолютно точним, генеруються помилки коригування. У технологічній системі точність відносного положення заготовки та інструменту на верстаті гарантується регулюванням верстата, інструменту, пристосування або заготовки. Коли початкова точність верстатів, інструментів, пристосувань і заготовок відповідає вимогам процесу без урахування динамічних факторів, вплив похибок регулювання відіграє вирішальну роль у точності обробки.
9. Похибка вимірювання. Під час вимірювання деталей під час або після обробки на точність вимірювання безпосередньо впливають метод вимірювання, точність вимірювального інструменту, деталь, а також суб’єктивні та об’єктивні фактори.
2. Технологічні заходи для підвищення точності обробки
Методи забезпечення та підвищення точності обробки можна приблизно підсумувати таким чином:
1. Зменшіть вихідні помилки
Підвищення геометричної точності верстатів, що використовуються для обробки деталей, підвищення точності пристосувань, вимірювальних інструментів і самих інструментів, контроль сили, термічної деформації, зносу інструменту, деформації, спричиненої внутрішньою напругою, і похибок вимірювання технологічної системи – все це безпосередньо зменшує вихідні похибки. Щоб підвищити точність обробки, необхідно проаналізувати різні початкові помилки, які викликають помилки обробки, і вжити різних заходів для вирішення основних вихідних помилок, які викликають помилки обробки, відповідно до різних ситуацій. Для обробки прецизійних деталей геометрична точність, жорсткість і контроль термічної деформації обробки використовуваних прецизійних верстатів повинні бути максимально покращені; для обробки деталей з формувальною поверхнею, головним чином, як зменшити похибку форми формувального інструменту та похибку встановлення інструменту. Цей метод є основним і широко використовується у виробництві. Він намагається усунути або зменшити ці фактори після виявлення основних факторів, які викликають помилки обробки. Наприклад, для точіння тонких валів тепер використовується метод зворотного точіння великого-різу, який практично усуває деформацію згину, спричинену осьовою силою різання. Якщо доповнити його пружинним наконечником, можна додатково усунути вплив термічного подовження, викликаного термічною деформацією.
2. Компенсація вихідної помилки. Метод компенсації помилки полягає у штучному створенні нової помилки для компенсації вихідної помилки у вихідній системі процесу. Якщо вихідна помилка негативна, штучна помилка приймає позитивне значення, інакше вона приймає негативне значення та намагається зробити обидві рівні за розміром; або використовуйте одну вихідну помилку, щоб компенсувати іншу початкову помилку, а також спробуйте зробити дві однаковими за розміром і протилежними за напрямком, щоб досягти мети зменшення помилок обробки та підвищення точності обробки.
3. Передача початкових похибок. Метод передачі похибок по суті полягає в передачі геометричних похибок, силових деформацій і теплових деформацій технологічної системи. Існує багато прикладів методів передачі помилок. Наприклад, коли точність верстата не відповідає вимогам обробки деталей, часто не для того, щоб покращити точність верстата наосліп, а для того, щоб знайти способи створити умови від процесу або пристосування для перенесення геометричної похибки верстата до аспекту, який не впливає на точність обробки. Наприклад, шліфування конічного отвору шпинделя для забезпечення його співвісності з цапфою гарантується не точністю обертання шпинделя верстата, а закріпленням. Після того, як шпиндель верстата і деталь з'єднані плаваючим з'єднанням, початкова похибка шпинделя верстата передається.
4. Усередніть початкову похибку Під час обробки через наявність заготовки або попередньої помилки процесу часто виникає помилка обробки цього процесу, або через зміну властивостей матеріалу заготовки чи зміну процесу попереднього процесу (наприклад, початковий процес різання скасовується після того, як заготовка вдосконалена), початкова похибка значно змінюється. Для вирішення цієї проблеми найкраще використовувати метод коригування середньої похибки в групах. Суть цього методу полягає в тому, щоб розділити вихідну помилку на n груп відповідно до її розміру, і діапазон помилок кожної групи пробілів зменшити до 1/n оригіналу, а потім налаштувати обробку відповідно до кожної групи.
5. Гомогенізуйте вихідну помилку. Для валів і отворів, які вимагають високої точності узгодження, часто використовується технологія шліфування. Шліфувальний інструмент сам по собі не потребує високої точності, але він може виконувати мікро-різання заготовки під час відносного руху заготовки, а верхні точки поступово відшліфовуються (звичайно, форма також відшліфовується заготовкою), і, нарешті, заготовка досягає дуже високої точності. Цей процес тертя та зношування між поверхнями є процесом постійного зменшення помилок, який є методом усереднення помилок. Його суть полягає в тому, щоб порівняти близько споріднені поверхні один з одним, перевірити один одного, щоб знайти відмінності від порівняння, а потім зробити взаємні виправлення або використовувати один одного як еталонну обробку, так що похибки оброблених поверхонь заготовки безперервно зменшуються і усереднюються. У виробництві багато точних еталонних деталей (таких як плоскі пластини, лінійки тощо) обробляються за допомогою методу усереднення помилок.
6. -Метод обробки на місці Під час обробки та складання деякі проблеми точності включають взаємозв’язок між частинами або компонентами, який є досить складним. Якщо підвищувати точність самих деталей і вузлів наосліп, це іноді не тільки важко, але навіть неможливо. Якщо застосувати-метод обробки на місці (також відомий як метод-само-обробки та відновлення), це може бути дуже зручним для вирішення, здавалося б, дуже складних проблем точності. Механічна обробка-на місці часто використовується в механічній обробці деталей як ефективний засіб для забезпечення точності обробки деталей.
