ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОГРЕШНОСТИ ОБРАБОТКИ ОТ СИЛ

ЗАКРЕПЛЕНИЯ И НЕТОЧНОСТИ УСТАНОВКИ ЗАГОТОВОК

Цель работы: приобретение знаний по влиянию сил закрепления и неточностей установки заготовок на погрешность обработки, а также выработка некоторых умений и навыков по оценке величины погрешности обработки, вызванной изучаемыми факторами при установке заготовок в самоцентрирующем трехкулачковом патроне.

Некоторые основные положения

При использовании приспособлений возможно появление погрешности установки обрабатываемых заготовок. Погрешность установки e, как одна из составляющих общей погрешности выполняемого размера, состоит из погрешности положения заготовки, вызываемой неточностью приспособления.

Погрешностью базирования называют разность предельных расстояний от измерительной базы заготовки до установленного на размер инструмента. Погрешность базирования возникает при несовмещении измерительной и технологической баз заготовки, она определяется для конкретного выполняемого размера при данной схеме установки.

Погрешность базирования влияет на точность выполнения размеров, точность взаимного расположения поверхностей и не влияет на точность их формы. Для устранения и уменьшения погрешности базирования следует совмещать технологические и измерительные базы, повышать точность технологических баз, выбирать рациональное расположение установочных элементов и назначать правильно их размеры или уменьшать зазоры при посадке заготовок на охватываемые установочные элементы.

Погрешностью закрепления называется разность предельных расстояний от измерительной базы до установленного на размер инструмента в результате смещения обрабатываемых заготовок под действием сил закрепления. Для партии заготовок эта погрешность равна нулю, если смещение хоть и велико, но постоянно, то в этом случае положение поля допуска выполняемого размера может быть скорректировано настройкой станка. В общем случае усилие зажима должны быть достаточными для надлежащего крепления и в тоже время не должны вызывать деформаций, искажающих форму заготовок и нарушающих точность изготовления детали.

Установка обрабатываемых заготовок по базовым поверхностям предполагает полноту совпадения ее опорной поверхности с соответствующей установочной поверхностью приспособления. Однако в практике известно, что фактическая точность размеров заготовок, полученная при их обработке на настроенных станках, в значительной степени зависит также и от метода установки заготовки в том или ином приспособлении. Так, при установке заготовки в трехкулачковом патроне, возникают погрешности закрепления в радиальном и осевом направлениях.

При закреплении заготовка, вследствие наличия целого ряда причин при разных условиях, не занимает в направлении оси одно и тоже направление и, тем самым возникают дополнительные погрешности при получении размеров детали, отсчитываемых в осевом направлении от опорного торца. На смещение заготовки оказывает влияние величина и стабильность усилия зажима. В связи с тем, что колебания усилия зажима носят случайный характер, то и погрешность закрепления также будет случайной. Колебания усилия зажима заготовки вызывают неравномерность деформации между поверхностями кулачков и патрона, смятие поверхностных неровностей в местах контакта заготовки и поверхности кулачков. Это вызывает перекос в местах контакта заготовки и поверхности кулачков, а также перекос кулачков и изменение положения зажатой в них заготовки в осевом направлении.

При этом, если деталь (образец) будет занимать при закреплении одно и то же угловое положение, то величина фиксируемой погрешности предопределяется только силами закрепления. Если же деталь при каждом новом закреплении будет проворачиваться и, следовательно, занимать случайное угловое положение, то неточности изготовления образца (детали) будут сказываться на величине получаемой погрешности в осевом направлении, которая в данном случае будет предопределяться погрешностью уже установки заготовки, а не только силами закрепления.

При определении величины погрешности в радиальном направлении наблюдается аналогичная картина и поэтому можно сказать, что если деталь при каждом новом закреплении будет проворачиваться, то получаемая величина отклонения будет характеризовать погрешность установки в радиальном направлении. Если же деталь проворачиваться не будет, то только величину погрешности от сил закрепления.

Оборудование и оснастка

1) Токарно-винторезный станок модели 16К20.

2) Оправка ступенчатая специальная.

3) Индикатор часового типа ИЧ-10.

4) Штатив с магнитным основанием.

5) Микрокалькулятор.

Порядок выполнения работы

1. Установить заготовку (ступенчатую оправку) в трехкулачковый патрон и, не закрепляя ее, плотно прижать буртиком к торцовым поверхностям кулачков.

2. Установить на станке два штатива с индикаторами таким образом, чтобы измерительный наконечник одного индикатора выходил на торцовую поверхность заготовки, а второго – на цилиндрическую образующую оправки в горизонтальной плоскости. Целесообразно, чтобы наконечник первого индикатора имел сферическую поверхность контакта с заготовкой, а второго – плоскую. Индикаторы устанавливаются с натягом 1-2 мм, а стрелки их выводятся на ноль.

3. Не проворачивая оправку вокруг ее продольной оси многократно (50 раз) закрепляется заготовка. При каждом закреплении фиксируются показания индикаторов и заносятся данные в таблицу 4.1 результатов экспериментов.

Таблица 4.1 – Результаты экспериментов

Номер замера	От сил закрепления	При установке
в осевом направлении	в радиальном направлении	в осевом направлении	в радиальном направлении
	Ö	Ö	Ö	Ö
	Ö	Ö	Ö	Ö
	Ö	Ö	Ö	Ö
…	…	…	…	…
	Ö	Ö	Ö	Ö

4. Проворачивая оправку вокруг ее продольной оси, многократно (50 раз) закрепляется заготовка. При каждом провороте и последующем закреплении образца фиксируются показания индикаторов и заносятся данные в таблицу 4.1 результатов экспериментов. При этом, данные, полученные в п. 3, характеризуют величину погрешности от сил закрепления, а в п. 4 – величину погрешности установки в трехкулачковом патроне токарно-винторезного станка. В результате получены данные четырех экспериментов.

5. Подгруппа студентов разбивается на четыре бригады, каждая из которых выполняет статистическую обработку данных одного из указанных преподавателем эксперимента. Методика статистической обработки экспериментальных данных заключается в следующем:

- определяется минимальное Х_min и максимальное Х_mах значения среди имеющихся данных и, задавшись 5 или 7 интервалами К (К=5 обеспечивает меньший объем дальнейших вычислений), рассчитывается ширина интервала Δ Х с использованием зависимости

(4.1)

- подготавливается таблица по форме таблицы 4.2;

- записываются значения интервалов в 1 колонку таблицы 4.2;

Таблица 4.2 – Статистическая обработка результатов эксперимента

Интервалы	X_i	m_i	X_i× m_i	X_i – X_ср	(X_i – X_ср)²	(X_i – X_ср)²× m_i

Ö – Ö	Ö	Ö	Ö	Ö	Ö	Ö
…	…	…	…	…	…	…
Ö – Ö	Ö	Ö	Ö	Ö	Ö	Ö
—	—	Ö	Ö	—	—	Ö

- определяются середины каждого интервала Х_i и значения заносится во 2 колонку таблицы 4.2.

- определяется частота попадания экспериментальных размеров m_i в каждый интервал и данные заносятся в 3 колонку. Причем, если значение находится на границе двух интервалов, то необходимо в каждый интервал записать по 0, 5 попадания. Подстрочная сумма 3 колонки дает количество замеренных деталей, т.е. объем выборки n (записывается в таблицу 4.2);

- для каждого интервала подсчитываются произведения Х_i× m_i и значения заносятся в 4 колонку. Подстрочная сумма 4 колонки заносится в таблицу 4.2;

- определяется среднеарифметический размер по зависимости

(4.2)

- заполняются построчно 5, 6 и 7 колонки таблицы, подсчитывается подстрочная сумма 7 колонки и записывается в таблицу 4.2;

- определяется величина среднеквадратического отклонения s по зависимости

(4.3)

- производятся необходимые расчеты для приведения к масштабу кривой нормального распределения. Для этого определяются четыре значения ординаты по следующим зависимостям:

(4.4)

где n – объем выборки;

Δ Х – ширина интервала, определенная по формуле (4.1);

σ – среднеквадратическое отклонение, определенное по формуле (4.3);

Y_max – значение ординаты, соответствующее Х_ср;

Y_σ, Y_2σ, Y_3σ – значения ординат, соответствующие отклонениям вправо и влево от Х_ср на величину, соответственно, равную σ, 2σ и 3σ.

- строятся на одном графике кривые фактического и теоретического распределения. По полученным семи значениям ординат (точкам) строится кривая нормального распределения, которая имеет точки перегиба на ординатах, равных Y_s. В случае соответствия кривой фактического распределения закону нормального распределения, значение ширины поля рассеяния D определяется по формуле

(4.5)

что гарантирует попадание 99, 73% всех значений в это поле рассеяния.

В результате выполнения вышеприведенных действий получаем для конкретного эксперимента значение погрешности, равное Х_ср, и поля рассеяния изучаемой погрешности, равное D, т.е. значение изучаемой погрешности будет равно Х_ср±D/2.

6. После обработки всеми бригадами данных заданных им экспериментов составляется сводная таблица 4.3 полученных результатов по всем экспериментам и делаются выводы о проделанной работе, обращая внимание на причины, вызывающие появление погрешностей в осевом и радиальном направлениях как от сил закрепления заготовок, так и от их установки в трехкулачковом патроне токарно-винторезного станка.

Таблица 4.3 – Результаты обработки экспериментальных данных

Значение параметра	От сил закрепления	При установке
в осевом направлении	в радиальном направлении	в осевом направлении	в радиальном направлении
s	Ö	Ö	Ö	Ö
Х_ср±D/2	Ö	Ö	Ö	Ö

Оформление отчета

Отчет по работе должен содержать: название работы, цель работы, перечень оборудования и оснастки, используемых при выполнении лабораторной работы, последовательность и условия выполнения работы со всеми экспериментальными данными, статистическую обработку заданного преподавателем эксперимента (с необходимыми расчетами, таблицами, рисунком), сводную таблицу результатов обработки экспериментальных данных и выводы по работе.

4.5 Контрольные вопросы и задания

1. Из каких элементов складывается погрешность установки?

2. Дайте характеристику каждому из элементов погрешности установки.

3. Какие факторы оказывают наибольшее влияние на величину погрешности закрепления в самоцентрирующем трехкулачковом патроне в осевом и радиальном направлениях?

4. Какие факторы оказывают наибольшее влияние на величину погрешности установки в трехкулачковом патроне в осевом и радиальном направлениях?

5. Какова последовательность действий при определении величины погрешности закрепления в самоцентрирующем трехкулачковом патроне в осевом и радиальных направлениях?

6. Какова последовательность действий при определении величины погрешности установки в самоцентрирующем трехкулачковом патроне токарно-винторезного станка (в осевом и радиальных направлениях)?

Лабораторная работа №5

⇐ Предыдущая 123 Следующая ⇒