T – коэффициент, определяющий процент иска появления брака при обработке

При t = 1 – 32%; t = 2– 4,5t = 3– 0,27

λ1 – λ5 – коэффициенты, зависящие от формы кривых распределения соответствующих первичных погрешностей.

Для кривой нормального распределения =1/9.

Для кривой равной вероятности и если о форме кривой ничего не известно =1/3.

Для кривой распределения близкой к Δ =1/6.

26. Определение суммарной погрешности обработки при статистическом методе исследования точности.При обработке небольшой партии заготовок при одной настройке станка, при отсутствии погрешностей установки, величина общей погрешности равна: σ – поле рассеивания размеров заготовок.

Δсист – представляет собой алгебраическую сумму неустранимых при настройке погрешностей, возникающих при обработке заготовок и влияющих на их размеры.

При необходимости принципа совмещения измерительных баз и нерациональной схеме закрепления возникает погрешность заготовки. В этом случае величина общей погрешности равна:

К – коэффициент относительного рассеивания.

Е – погрешность установки.

В обычных условиях обработки на настроенных станках распределение большинства погрешностей подчиняется закону Гаусса и может быть принять К = 1. однако для того, чтобы учесть возможное на практике отсутствие распределение от закона Гаусса в расчетах принимают К = 1,2; что соответствует распределению соответствующего закону Симпсона.

27. Метод точечных диаграмм.

Метод заключается в следующем: для построения точечной диаграммы по горизонтальной оси откладывают номера обрабатываемых заготовок, в той последовательности как они сходят со станка. По вертикальной оси в виде точек откладывают результаты измерения заготовок. Точечные диаграммы можно строить как для одной так и для нескольких партий, обработанных заготовок.

Позволяет оценить надежность тех. процесса, т.е. определить точность, стабильность и устойчивость.

Стабильность процесса – способность сохранять постоянство характеристик рассеивания размеров во времени.

Устойчивость – способность сохранять точность процесса за период между поднастройками станка.

Метод позволяет определить время поднастройки тех. системы для стабильных и устойчивых тех. процессов, а также оценить динамику изменения размера с помощью точечных диаграмм.

Автоматическая поднастройка.

УУ – уст-ва управления, СКЗ – ср-ва контроля заготовок, СКД – ср-ва кондроля деталей, СКСС – ср-ва контроля систем станка.

Разомкнутые системы. В них УУ по жесткой программе управляет рабочими органами станка. Управляющий сигнал не зависит от измерений выходных параметров детали.

Адаптивные системы имеют обратную связь между ср-вами выходного контроля и УУ. Управляющий сигнал может вырабатываться по результатам контроля параметров процесса обработки.

Точечные диаграммы могут быть преобразованы в точностные. Они позволяют более четко выявить влияние систематических закономерно изменяющихся погрешностей на общую погрешность обработки.

Для каждой группы последовательно по обработанной детали находят средне арифметическое и средне квадратичное отклонения, а также Δв и Δн. Полученные значения наносим на диаграмму. Соединяя полученные точки линиями получаем характеристику изменения указанных величин по времени протекания исследования процесса обработки. Проводя аналогичные наблюдения по нескольким партиям можно получить более плавную диаграмму. Поле рассеяния в пределах одной группы значит меньше поля рассеяния w1 всей совокупности деталей. Точностные диаграммы позволяют оценить технологические процессы во времени их протекания по устойчивости и стабильности признаков производственной продукции.

Устойчивость технологического процесса характеризуется постоянством величины средне арифметического отклонения, а стабильность т/п – постоянством поля рассеяния.

28,30 Жесткость технологической системы

Исследования жесткости материала режущих станков и их узлов были начаты К.В.Вотиновым в 1936 году. Предложено было под жесткостью понимать: «Способность узла сопротивляться появлению упругих отжатий» и измерять ее отношением приращения нагрузки к получаемому при этом приращению упругого отжатия:

,

где - приращение нагрузки, а - приращение упругого отжатия.

В общем случае относительное перемещение точек будет представлять собой сумму перемещений, происходящих из-за наличия зазоров в стыках, поворотов, контактных и собственных деформаций деталей соединения.

Поэтому, если пользоваться общепринятым понятием жесткости, как способностью узла или технологической системы оказывать сопротивление перемещению выбранных точек в направлении действия силы, порождающей это перемещение, необходимо найти такую силу, которая действовала бы по нормали к поверхностям деталей, которым принадлежат избранные точки.

Б.С. Балакшиным было введено понятие эквивалентной силы – силы момент, которой равен сумме моментов действующих сил.

От знака эквивалентной силы зависит направление ее вектора. Значения эквивалентных сил, применительно к рассмотренным случаям, представляют собой:

Использование понятия эквивалентной силы объясняет непонятные явления, получившие название «отрицательной» и «бесконечной» жесткости.

Жесткость технологической системы переменна. Значения характеристик жесткости станка в статическом состоянии и во время его работы не одинаковы. Таким образом:

1. Под жесткостью СЕ и технологической системы следует понимать их способность оказывать сопротивление перемещению выбранной точки в направлении действия силы, порождающей это перемещение.

2. Жесткость следует измерять отношением:

.

3. Жесткость является случайной величиной и не может быть отрицательной или бесконечно большой.

4. Условия измерения жесткости требуют строгой регламентации – указания координат точек измерения, приложенных нагрузок, и т.д.

5. Величина обратная жесткости, получила название податливости:

.

это способность СЕ или технологической системы изменять относительное положение двух избранных точек под воздействием приложенной силы в направлении ее действия.

Вследствие рассеяния значений припусков и характеристик свойств материалов заготовок (например, твердости) значения силы резания будут также рассеиваться от до . Если при этом учесть, что значения жесткости технологической системы случайны и подлежат рассеянию от до , то, даже при стабильном рассеянии значений силы резания, значения поля рассеяния упругих перемещений и координаты его середины не будут оставаться постоянными. При изготовлении в больших количествах одноименных деталей одновременно с жесткостью технологической системы, могут изменяться и значения характеристик рассеяния припусков и твердости. Такие изменения повлекут за собой изменения значений сил резания, что отразится на поле рассеяния упругих перемещений и координате его середины и приведет к изменению точности деталей.

Увеличение поля рассеяния значений твердости (припуска) заготовок вызовет увеличение поля рассеяния значений силы резания, которое, в свою очередь, вызовет увеличение поля рассеяния упругих перемещений и, в конечном счете, приведет к расширению мгновенного поля рассеяния размера валов.

Неравномерный припуск, снимаемый с поверхности заготовки, неоднородные свойства материала в различных частях заготовки, неодинаковая жесткость технологической системы при обработке заготовки в разных ее сечениях приводят к отклонениям формы обработанной поверхности детали.

При обработке заготовки нежесткого вала, установленной в центрах (передний центр рифленый) токарного станка, причинами отклонений формы поверхности вала в продольном сечении будет являться переменная жесткость технологической системы по мере перемещения инструмента от задней к передней бабке станка. В сечении заготовки, отстоящем от переднего центра на расстоянии , упругое перемещение в технологической системе под воздействием эквивалентной силы складывается из перемещений центров станка ( ), самой заготовки из-за ее деформации ( _з), суппорта и резца :

_.

Каждое из слагаемых приведенного уравнения может быть определено. Например. По аналогии с перемещением жесткой балки на двух упругих опорах можно определить :

,

где — жесткость переднего центра;

- жесткость заднего центра.

Прогиб вала в месте приложения силы :

,

где - модуль упругости материала заготовки; - момент инерции сечения заготовки.

На всей длине вала отклонения и будут дополняться упругими перемещениями суппорта и деформациями резца.

Таким образом, упругое перемещение в технологической системе на расстоянии от передней бабки может быть представлено:

.

Погрешности формы поверхности детали могут быть вызваны и другими причинами, связанными с действием сил и жесткостью технологической системы. Жесткость технологической системы существенно влияет не только на точность изготовления деталей, но и на производительность процесса обработки. Стремясь удержать рассеяние упругих перемещений в допустимых пределах, ограничивают колебания силы резания путем снижения режимов резания и увеличением числа рабочих ходов, т.е. с большими затратами времени на обработку.
29 Методы повышения жесткости технологической системы

Повышение жесткости технологической системы является одним из средств сокращения погрешности динамической настройки и увеличения производительности обработки. Существуют следующие основные пути увеличения жесткости технологических систем.

1. Повышение собственной жесткости конструкции станков, приспособлений и режущего инструмента за счет сокращения числа звеньев в конструкторских размерных цепях, большей жесткости самих деталей и применения устройств, обеспечивающих предварительный натяг наиболее ответственных элементов технологической системы.

2. Обеспечение максимально достижимой жесткости станка, приспособлений и инструментов в процессе их изготовления. Особое внимание нужно уделять контактной жесткости поверхностей стыков деталей и качеству сборки элементов технологической системы.

3. Сокращение числа составляющих звеньев в размерных цепях технологических систем. Такого сокращения можно достичь. Применяя приспособления, исключающие или уменьшающие влияние податливости станка на точность изготовляемой детали.

4. Повышение жесткости заготовки путем применения дополнительных опор, в частности, люнетов.

5. Правильные условия и режимы эксплуатации технологической системы.

6. Систематический надзор за оборудованием и восстановление его первоначальной жесткости регулированием зазоров в подвижных соединениях. Шабрением трущихся и износившихся поверхностей, периодический ремонт.

7. Многообразие факторов, влияющих на жесткость технологической системы, не позволяют установить ее расчетным путем. Обычно жесткость технологической системы определяют эмпирическими методами.

30Для определения жесткости станков наиболее широко получили статические и динамические методы. При статическом методе жесткость станка определяется при их нагружении статическими силами. С помощью динамометров и индикаторных приборов измеряется отжатие узлов станка. Нагружения производятся силами аналогичными по своему направлению силам, действующих на данный узел при эксплуатации станка. Жесткость определяемая статическим методом дает возможность составить нормативы жесткости для станков разных типов размеров и отдельных узлов. По этим нормативам можно производить контроль качества новых станков, а также станков и отдельных узлов после ремонта. Статический метод недостаточно точен, т. к. на неработающем станке не учитывается толчки и вибрации, которые увеличивают деформации системы и снижение жесткости. Более точное изучение жесткости дает производственный метод, основан на обработке поверхности с переменным припуском и некоторых расчетах. Разновидностью производственного метода является метод ступенчатого разанья.

НЕДОПЕЧАТАНО!!!!!!!
31 Теория размерных цепей

Размерные цепи отражают объективные размерные связи в конструкции машины, технологических процессах изготовления ее детали и сборки, при измерении, возникающие в соответствии с условиями решаемых задач.

Размерная цепь – совокупность размеров, непосредственно участвующих в решении поставленной задачи и образующих замкнутый контур. Обозначаются размерные цепи прописными буквами русского алфавита ( ) и строчными буквами греческого алфавита ( , …, кроме , , , , ).

Размеры, образующие размерную цепь, называют звеньями размерной цепи. Одно звено в размерной цепи замыкающее (исходное), а остальные – составляющие.

Замыкающим (исходным) звеном размерной цепи называют звено, получающееся последним или первым (исходным) при ее построении. Замыкающее (исходное) звено отличается значком - (рис.8.1).

Составляющим звеном размерной цепи называют звено размерной цепи, функционально связаны с замыкающим звеном. Составляющие звенья, в зависимости от их влияния на замыкающее звено, бывают увеличивающие или уменьшающие:

Увеличивающим звеном называется звено, при увеличении которого, замыкающее звено увеличивается. Такое звено обозначается стрелочкой слева направо над буквой - (рис.8.1).

Уменьшающим звеном называется звено, при увеличении которого, замыкающее звено уменьшается. Такое звено обозначается стрелочкой справа налево над буквой - (рис.8.1).

Компенсирующее звено – звено, за счет изменения величины которого, достигается требуемая точность замыкающее звено. Выделяется такое звено заключением его в квадрат (рис.8.1).

Общее звено – звено, одновременно принадлежащее нескольким размерным цепям. В его обозначении используются столько букв, звеньями скольких цепей оно является – .

Рис.8.1. Размерная цепь

Размерные цепи удобно классифицировать по характеру решаемой задачи, содержанию, характеру звеньев, геометрическому представлению и виду связи.

По характеру решаемой задачи размерные цепи различают конструкторские, технологические, измерительные.

Конструкторская размерная цепь – размерная цепь, определяющая расстояние или относительный поворот поверхностей (осей) в деталях. Примером конструкторской размерной цепи служит размерная цепь, приведенная на рис.8.1.

Технологические размерные цепи – размерные цепи, обеспечивающие требуемые расстояние или относительный поворот поверхностей изделия в процессе их изготовления.

Измерительная размерная цепь – цепь, с помощью которой познается значение измеряемого размера, относительного поворота, расстояния поверхностей или их осей изготовленного или изготавливаемого изделия (рис.8.5).

Рис.8.5. Измерительная размерная цепь

Если рассматривать измерение как процесс, то можно встретить цепи первого и второго рода так же, как и в технологическом процессе (рис.8.6).

По содержанию размерные цепи бывают основные и производные.

Основная размерная цепь – цепь, замыкающим звеном которой является размер (расстояние, относительный поворот), обеспечиваемый в соответствии с решением основной задачи (цепь на рис.8.3).

Производная размерная цепь – цепь, замыкающим звеном которой является одно из составляющих звеньев основной размерной цепи (цепи и на рис.8.3).

Производная размерная цепь раскрывает содержание составляющего звена основной размерной цепи.

По характеру звеньев размерные цепи бывают линейные и угловые.

Линейная размерная цепь – цепь, звеньями которой являются линейные размеры. Они обозначаются прописными буквами русского алфавита ( ) и двусторонней стрелочкой.

Угловая размерная цепь – цепь, звеньями которой являются угловые параметры. Они обозначаются строчными буквами греческого алфавита ( ) и односторонней стрелочкой (рис. 8.3).

По геометрическому представлению цепи бывают плоские и пространственные.

Плоская размерная цепь – цепь, звенья которой расположены в одной или нескольких параллельных плоскостях.

Пространственная размерная цепь — цепь, звенья которой расположены в непараллельных плоскостях.

По виду связей размерные цепи бывают параллельные, последовательно и параллельно-последовательно связанные.

Параллельно связанные цепи – цепи, имеющие одно или несколько общих звеньев (рис.8.7 а).

Последовательно связанные цепи – цепи, в которых каждая последующая имеет одну общую базу с предыдущей (рис.8.7 б).

Параллельно последовательно связанные цепи (комбинированные) – цепи, имеющие оба вида связей (рис.8.7 в).