Точность обработки

1. ТОЧНОСТЬ ОБРАБОТКИ

Технология машиностроения
Лекция 1

2. Содержание

1. Основные понятия в области точности
обработки
2. Статистические методы оценки
точности обработки
3. Аналитический метод оценки точности
обработки
4. Погрешность настройки станка
11.01.2019
Лекция 2
Коккарева Е.С.
2

3. Основные понятия в области точности обработки

ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ В
ОБЛАСТИ ТОЧНОСТИ
ОБРАБОТКИ
11.01.2019
Лекция 2
Коккарева Е.С.
3

4. Определение точности обработки

Под точностью обработки в
машиностроении понимается
степень приближения
размеров,
формы,
взаимного расположения,
шероховатости
поверхностей детали к значениям,
заданным по чертежу.
11.01.2019
Лекция 2
Коккарева Е.С.
4

5. Пример рабочего чертежа детали с указанием допусков

11.01.2019
Лекция 2
Коккарева Е.С.
5

6. Сопоставление поля допуска параметра точности с полем рассеяния

Поле рассеяния xд
f(xд)
Xmin
Xн
Xmax
x
Xн – номинальное значение параметра точности;
Xmin, Xmax – границы поля допуска;
xд – действительный размер
11.01.2019
Лекция 2
Коккарева Е.С.
6

7. Погрешность обработки ( ) в абсолютном выражении

Погрешность обработки ( x) в
абсолютном выражении
x = Xн - xд
, мкм
Xн
– номинальное
точности
xд
– текущее действительное значение
параметра точности
11.01.2019
значение параметра
Лекция 2
Коккарева Е.С.
7

8. Погрешность обработки имеет систематические и случайную составляющие

систематические составляющие
изменяются по определенному закону,
который можно установить, и, при
необходимости, вводить
соответствующие поправки
случайная составляющая является
результатом воздействия многих
факторов и ее величину предсказать
нельзя (но можно определить
вероятностные характеристики)
11.01.2019
Лекция 2
Коккарева Е.С.
8

9. Основные систематические погрешности механической обработки

εуст - погрешность установки заготовки;
Δнастр - погрешность настройки станка;
Δст - погрешность станка;
Δу - погрешность от упругих
деформаций технологической системы;
Δи - погрешность от износа режущего
инструмента;
Δт - температурная погрешность;
Δост - погрешность от остаточных
напряжений в материале заготовок
11.01.2019
Лекция 2
Коккарева Е.С.
9

10. Методы достижения точности

Заданной точности обработки можно
достигнуть
методом пробных проходов;
обработкой на настроенных станках.
Степень влияния погрешностей на
точность обработки зависит от метода
достижения точности.
11.01.2019
Лекция 2
Коккарева Е.С.
10

11. Метод пробных проходов

11.01.2019
Лекция 2
Коккарева Е.С.
11

12. Метод пробных проходов

11.01.2019
Лекция 2
Коккарева Е.С.
12

13. Метод пробных проходов

11.01.2019
Лекция 2
Коккарева Е.С.
13

14. Метод пробных проходов

11.01.2019
Лекция 2
Коккарева Е.С.
14

15. Метод пробных проходов

11.01.2019
Лекция 2
Коккарева Е.С.
15

16. Метод пробных проходов

11.01.2019
Лекция 2
Коккарева Е.С.
16

17. Метод пробных проходов

11.01.2019
Лекция 2
Коккарева Е.С.
17

18. Метод пробных проходов

11.01.2019
Лекция 2
Коккарева Е.С.
18

19. Метод пробных проходов

11.01.2019
Лекция 2
Коккарева Е.С.
19

20. Обработка на настроенных станках

Настройка одним из
трех способов:
методом пробных
проходов
по эталонной
детали
инструмента вне
станка
11.01.2019
Лекция 2
Коккарева Е.С.
20

21. Обработка на настроенных станках

11.01.2019
Лекция 2
Коккарева Е.С.
21

22. Обработка на настроенных станках

11.01.2019
Лекция 2
Коккарева Е.С.
22

23. Обработка на настроенных станках

11.01.2019
Лекция 2
Коккарева Е.С.
23

24. Обработка на настроенных станках

11.01.2019
Лекция 2
Коккарева Е.С.
24

25. Обработка на настроенных станках

11.01.2019
Лекция 2
Коккарева Е.С.
25

26. Обработка на настроенных станках

11.01.2019
Лекция 2
Коккарева Е.С.
26

27. Обработка на настроенных станках

11.01.2019
Лекция 2
Коккарева Е.С.
27

28. Обработка на настроенных станках

11.01.2019
Лекция 2
Коккарева Е.С.
28

29. Обработка на настроенных станках

11.01.2019
Лекция 2
Коккарева Е.С.
29

30. Обработка на настроенных станках

11.01.2019
Лекция 2
Коккарева Е.С.
30

31. Обработка на настроенных станках

11.01.2019
Лекция 2
Коккарева Е.С.
31

32. Статистические методы оценки точности обработки

СТАТИСТИЧЕСКИЕ
МЕТОДЫ ОЦЕНКИ
ТОЧНОСТИ ОБРАБОТКИ
11.01.2019
Лекция 2
Коккарева Е.С.
32

33. Статистические методы оценки точности обработки

Основаны на применении выборок из
партии деталей
Партия деталей
Выборка
По результатам проверки
выборки делаются выводы,
и распространяются на всю
партию
11.01.2019
Лекция 2
Коккарева Е.С.
33

34. Объем выборки:

50…250 – позволяет определить
закон распределения
15…30 – позволяет определить
параметры известного закона
распределения
до 10 – применяется для
построения диаграмм для
управления процессами
11.01.2019
Лекция 2
Коккарева Е.С.
34

35. Закон распределения размеров обработанных заготовок

Экспериментально установлено, что размеры
обработанных заготовок (x)
чаще всего подчиняются
нормальному закону распределения
f(x)
xmin
11.01.2019
x
xmax x
Лекция 2
Коккарева Е.С.
35

36. Свойства нормального закона распределения

Нормальный закон распределения имеет параметры:
m(x) – математическое ожидание (МО);
σ(x) – среднеквадратическое отклонение (СКО)
99,7% значений нормально
распределенной
случайной величины
находятся в интервале:
f(x)
3σ(x)
xmin
11.01.2019
m(x) ± 3σ
3σ(x)
m(x)
xmax x
Лекция 2
Коккарева Е.С.
36

37. Статистические оценки параметров нормального закона распределения

x
Статистические оценки параметров
нормального закона распределения
На практике вместо параметров нормального
закона распределения используются их
статистические оценки:
m(x) – (МО)
σ(x) – (СКО)
11.01.2019
среднее
арифметическое
оценка СКО
Лекция 2
Коккарева Е.С.
37

38. Статистическая оценка точности обработки

Для статистической оценки точности обработки
может применяться
индекс воспроизводимости процесса:
Cp =
T
k S
,
где T – допуск на оцениваемый параметр;
S – оценка СКО процесса;
k – числовой коэффициент, зависящий от
закона распределения параметра (для
нормального закона k = 6)
11.01.2019
Лекция 2
Коккарева Е.С.
38

39. Индекс воспроизводимости может быть равен:

T
6S
Процесс
непригоден для
использования
6S
Процесс
пригоден, но
запас точности
недостаточен
6S
Процесс
пригоден, с
достаточным
запасом точности
Cp<1
T
1 ≤ Cp ≤ 1,33
T
Cp>1,33
11.01.2019
Лекция 2
Коккарева Е.С.
39

40. Аналитический метод оценки точности обработки

АНАЛИТИЧЕСКИЙ МЕТОД
ОЦЕНКИ ТОЧНОСТИ
ОБРАБОТКИ
11.01.2019
Лекция 2
Коккарева Е.С.
40

41. Аналитический метод оценки точности обработки

Аналитический метод расчета
суммарной погрешности обработки
необходим при проектировании
операций чистовой обработки,
выполняемой по 6...11 квалитетам.
Он основан на учете суммарного
влияния частных погрешностей и
требует предварительной оценки их
величины.
11.01.2019
Лекция 2
Коккарева Е.С.
41

42. Расчет суммарной погрешности обработки проводится по следующей формуле:

S = tp
6
l
i
2
i
i =1
где Δi – частные погрешности;
λi – коэффициенты, зависящие от вида закона
распределения соответствующей
погрешности;
tp – коэффициент риска, который
определяет допустимый процент брака
при обработке
11.01.2019
Лекция 2
Коккарева Е.С.
42

43. В качестве частных погрешностей Δi принимаются:

εуст – погрешность установки заготовки;
Δнастр – погрешность настройки станка;
Δст – погрешность станка;
Δу – погрешность от упругих
деформаций
технологической
системы;
Δи – погрешность от износа режущего
инструмента;
Δт – температурная погрешность.
11.01.2019
Лекция 2
Коккарева Е.С.
43

44. Коэффициенты λi составляют:

для нормального закона распределения
1
λ=
(ε , Δнастр , Δу );
9 уст
для равномерного закона распределения
λ= 1 (Δи , Δст , Δт ) .
3
11.01.2019
Лекция 2
Коккарева Е.С.
44

45. Коэффициент риска может принимать следующие значения:

tp = 1
Cp=0,33
tp = 2
Cp=0,67
tp = 3
Cp=1
Обычно принимается
11.01.2019
Лекция 2
Коккарева Е.С.
45

46. Подставляем в исходную формулу обозначения погрешностей и значения коэффициентов:

1 2 1 2 1 2
1 2 1 2 1 2 =
S = 3
eуст + у + настр + и + ст + т
9
9
9
3
3
3
=
9 2 9 2 9 2
9 2 9 2 9 2 =
eуст + у + настр + и + ст + т
9
9
9
3
3
3
=
e
11.01.2019
2
уст
+ +
2
у
2
настр
+ 3 + 3 ст + 3 2т
Лекция 2
Коккарева Е.С.
2
и
2
46

47. Расчетные формулы:

для диаметральных размеров:
для линейных размеров:
11.01.2019
Лекция 2
Коккарева Е.С.
47

48. Проверка возможности обработки без брака

S T ,
где T – допуск на операционный размер
11.01.2019
Лекция 2
Коккарева Е.С.
48

49. Погрешность настройки станка

ПОГРЕШНОСТЬ
НАСТРОЙКИ СТАНКА
11.01.2019
Лекция 2
Коккарева Е.С.
49

50. Погрешность настройки станка :

возникает при обработке партии
заготовок после замены изношенного
инструмента
Установка инструмента на заданный
размер может производиться тремя
способами:
по лимбу;
по эталонной детали;
вне станка.
11.01.2019
Лекция 2
Коккарева Е.С.
50

51. Настройка станка по эталонной детали

11.01.2019
Лекция 2
Коккарева Е.С.
51

52. Погрешность настройки станка определяется по следующим формулам:

для поверхностей вращения
настр =
(K
p
р
)
2
из
+
,
2
2
для плоских поверхностей
настр =
(K
p
р) +
2
2
из
,
где Δр – погрешность регулирования;
Δиз– погрешность измерения;
Kp – коэффициент, который учитывает отклонение
величины Δр от нормального закона распределения
(Kp=1,14…1,73)
11.01.2019
Лекция 2
Коккарева Е.С.
52

53. Пример расчета погрешности настройки станка

Принимаем диаметр заготовки при обработке
точением 40 мм, тогда при настройке можно
использовать микрометр МК50 (пределы
измерения 25-50 мм) с Δиз = 4 мкм;
Цена деления лимба поперечной подачи станка
1К62 – 0,05 мм на диаметр, тогда Δр = 25 мкм;
Принимаем Kp=1,73, тогда
2
настр =
11.01.2019
4
(1,73 25) + = 43 мкм.
2
2
Лекция 2
Коккарева Е.С.
53