Классификация станков по точности

В настоящее время начата разработка станков сверх особо высокой точности, которые относят к группам точности Т и К. Погрешности обработки на станках этих групп не должны превышать величины 0,3 мкм для группы Т и 0,1 мкм для группы К.

К основным характеристикам геометрической точности станков относят:

— радиальное и торцевое биение шпинделей;

— биение конического отверстия в шпинделе;

— прямолинейность и параллельность направляющих;

— параллельность осей шпинделей токарных станков направлению движения кареток в вертикальной и горизонтальной плоскости;

— перпендикулярность осей шпинделей сверлильных станков относительно плоскости столов и др.

Данные о фактических погрешностях заносятся в паспорт станка при его испытаниях и обновляются после проведения ремонтов и пригонок в процессе эксплуатации. Геометрические погрешности станков являются постоянными величинами и не влияют на точность размеров обрабатываемых поверхностей, однако способствуют искажению их форм и относительного расположения, поэтому они должны быть учтены при назначении способа обработки. Следует иметь в виду, что точность деталей станков и их взаимного положения должны быть выше требований к точности изготавливаемой детали.

Так, стандарты предусматривают следующие предельные значения для некоторых геометрических погрешностей станков:

— радиальное и осевое биение шпинделя для токарного станка нормальной точности (Н) — 10 мкм;

— прямолинейность продольного перемещения суппорта — 12 мкм на длине 500 мм и 16 мкм на длине 800 мм.

— для станков нормы точности А и С необходимо обеспечивать постоянство температуры в производственных помещениях.

Необходимо иметь в виду, что стандартом определяются нормы точности для новых станков. Для станков, находящихся в эксплуатации необходимо вводить корректировки в эти нормы при расчете точности, учитывающие степень износа узлов станка. Так, износ направляющих токарных станков, используемых для чистовой обработки, за один год составляет 0,04...0,05 мм, а для черновой 0,10...0,20 мм. Обычно максимальный износ направляющих станка имеет место вблизи патрона.

Погрешности геометрической точности станков полностью или частично переносятся на обрабатываемые заготовки в виде систематических погрешностей. Например, отклонение от параллельности оси шпинделя токарного станка направлению движения суппорта в горизонтальной плоскости приводит к появлению конусообразности у обрабатываемой заготовки; в вертикальной плоскости — к гиперболоиду вращения.

Биение шпинделя токарных и круглошлифовальных станков искажает форму обрабатываемой заготовки в поперечном сечении.

Биение оси конуса отверстия шпинделя сверлильного станка по отношению к оси вращения шпинделя вызывает разбивку отверстия, т. е. увеличение его диаметра.

Износ станков приводит к увеличению систематической погрешности обрабатываемых заготовок.

Деформации станков при их неправильном монтаже и также под действием сил при оседании фундаментов вызывает дополнительные систематические погрешности обработки заготовок.

Для уменьшения влияния геометрических неточностей станков на качество обработки необходимо:

— выбирать станки соответствующей точности;

— обрабатывать установочные поверхности приспособлений на месте их установки (если необходимо);

— в процессе эксплуатации станка вести регулировку, выборочную подгонку, необходимый ремонт;

— использовать различные компенсирующие и корригирующие устройства, (например, копировальные линейки на координатно-расточных станках), в том числе системы ЧПУ;

— применять подшипники высоких классов точности, вести их доводку; использовать подшипники на гидростатических, пневматических и магнитных подвесах;

— обеспечивать выборку зазоров в соединениях деталей и частей станка (например, натяг в соединении винт-гайка).

Геометрические неточности режущего инструмента приводят к погрешностям обработки в основном при использовании мерных и фасонных инструментов — разверток, зенкеров, сверл, канавочных резцов, пальцевых и червячных фрез, фасонных резцов, фрез, долбяков, шлифовальных кругов, протяжек и т. д.

Отклонение размеров таких инструментов непосредственно переносится на заготовку. Однако при этом часто возникают дополнительные погрешности размеров и формы, вызываемые условиями обработки. Так, при работе мерными инструментами без охлаждения на режимах резания, способствующих нагреву инструмента и наростообразованию, часто появляется положительная разбивка, увеличивающая размеры отверстий, пазов, достигающая нескольких сотых долей миллиметра. Так, при точении стальной заготовки канавочным резцом из твердого сплава Т15К6 шириной 5 мм без СОЖ за счет разбивки ширина паза увеличивается на 0,01...0,03 мм.

Наименьшая разбивка имеет место при обработке хорошо заточенным и доведенным инструментом.

Разбивка увеличивается по мере притупления инструмента. Например, при работе новыми развертками величина разбивки составляет 5... 10 мкм, при работе приработанными развертками 10...30 мкм.

Применение охлаждающих жидкостей снижает разбивку в несколько раз.

При небольших скоростях резания (порядка 6... 10 м/мин), наличии обильного охлаждения, недостаточной жесткости заготовок (особенно типа втулок при протягивании, развертывании, дорновании) возможна отрицательная разбивка за счет упругих деформаций инструмента и заготовки.

На точность отверстий и пазов при обработке сверлами, зенкерами, пальцевыми фрезами влияет равномерность заточки режущих зубьев, биение инструментов, обратная конусность, неточность установки инструмента.

Допуски на изготовление мерных инструментов рассчитываются с учетом допусков на размеры детали, допустимого износа инструмента и возможной разбивки при обработке. Например, максимальный размер развертки при конструировании берется с учетом максимальной разбивки.

С целью уменьшения влияния погрешностей режущего инструмента на точность обработки необходимо:

— выбирать инструмент соответствующей точности;

— выбирать наиболее рациональные режимы резания;

— применять СОЖ;

— правильно устанавливать инструмент;

— использовать кондукторные и направляющие втулки.