Характеристики и категории точности
Глава 3. ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ТОЧНОСТИ Развитие машиностроения, в том числе и авиационного двигателестроения, характеризуется непрерывным повышением требований к точности изготовления деталей и сборки изделий. Точность деталей и узлов машин существенно влияет на долговечность и надежность их работы в условиях эксплуатации [6]. Повышение точности технологических операций имеет важное значение и для производства. Повышение точности заготовок снижает трудоемкость формообразования, уменьшает технологические потери металла. Повышение точности обработки деталей позволяет частично или полностью устранить подгоночные работы при сборке, сократить ее трудоемкость. Конструирование, технология и метрология взаимосвязаны и должны решаться совместными усилиями конструктора, технолога и метролога. Это позволит создать технологичные конструкции, обеспечивающие высокое качество и экономичность их изготовления.
Характеристики и категории точности Каждая деталь машины характеризуется геометрическими и другими параметрами (химическим составом материала, прочностью, весом и др.). Все эти параметры конструктор считает необходимым задать в чертеже и технических условиях с определенной точностью. Говоря о геометрических параметрах, в чертеже указываются некоторый диапазон (допуск), в пределах которого возможно колебание того или иного размера (например, диаметра отверстия, толщины цементированного слоя и т.п.). Реализуя технологию, достигают действительных геометрических параметров. Точность формообразования – это степень соответствия действительных геометрических параметров детали заданным параметрам.
Рис. 3.1. К вопросу о характеристиках точности(пояснения в тексте)
Анализируя геометрический облик детали, можно выделить две характеристики точности: - первая характеристика - это точность самой поверхности (на рис. 3.1 точность диаметра D); - вторая характеристика – точность положения этой поверхности относительно других поверхностей детали (на рис. 3.1 точность размера L). Характеризуя точностные параметры детали, можно отметить, что существуют три категории точности: заданная (требуемая), действительная, ожидаемая (расчетная). Заданная (требуемая) точность. Следует заметить, что бóльшую часть геометрических параметров детали задают в виде линейных размеров. На рис. 3.2 показаны линейные размеры по отношению к цилиндрической поверхности (а), перпендикулярности (б) и параллельности (в). В этой связи в последующем все основные положения точности будут относиться применительно к линейным размерам.
Рис.3.2. К вопросу о действительной точности(пояснения в тексте)
Заданная точность Тз численно равна допуску на размер а или интервалу между максимальным заданным размером Lз max и минимальным заданным Lз min
Тз = а = Lз max - Lз min (3.1)
Действительная точность. Сопоставляя действительный размер детали L д (найденный измерением) с каждым из двух предельных значений заданного размера, получают действительную точность обработки Т д детали:
Т д1 = L д – L з max, Т д2 = L д – L з min.
Эти два результата, по существу, являются полным и исчерпывающим числовым выражением действительной точности детали. Получение числового выражения действительной точности партии деталей Т дп сопряжено с рядом трудностей. Это обусловлено тем, что размеры обработанных деталей колеблются в пределах поля рассеяния. Величина этого рассеяния V есть разность между наибольшим и наименьшим размерами деталей в партии:
V = L д max – L д min
Для оценки точности партии деталей пользуются различными приемами и условностями. 1. Графически изображают действительную точность и строят кривые распределения. Однако этот трудоемкий прием используют, когда надо получить полное и наглядное представление о точности (см. выше). 2. Оценка точности партии только по точности ее крайних размеров L д max и L д min. При таком упрощении действительную точность партии можно выразить только двумя числами: Т д1п = L д max – L з max ; Т д2п = L дmin – L з max.
Существование такого упрощения оправдывается тем, что во многих случаях первоочередной интерес представляют именно крайние значения размеров. Чаще всего необходимо узнать, как близко действительные размеры приближаются к верхнему и нижнему предельным значениям заданного размера. 3. Прибегают к условности, называя действительной точностью обработки партии деталей величину V – рассеяния размеров, т.е. считают Т дп = V. Основанием для такой условности служит аналогия с заданной точностью обработки. Интервал L з max – L з min = a, в котором должны лежать действительные размеры, представляет собой заданную точность размера. По аналогии интервал L д max – L д min называют действительной точностью. Благодаря однозначности величин а и V их легко сопоставлять друг с другом. Поэтому такая условность широко принята и в практике и в технической литературе. Однако рассеяние размеров V, являясь как бы мерой стабильности условий операции, не является действительной точностью обработки деталей. Например, получив V = 0,15, мы ещё не знаем действительной точности детали (0,15 может находиться полностью или частично за пределами поля допуска, и тогда при достаточно малом V окажутся бракованные детали). Из рис. 3.3 следует, что середина поля рассеяния действительных размеров по отношению к середине поля заданных размеров смещена на величину μ. В такой ситуации, хотя V < a, нижняя граница поля рассеяния оказалась ниже границы заданных размеров на величину D. В пределах величины D действительные размеры деталей будут не соответствовать требованиям заданной точности. Таким образом, в результате обработки требуется соблюдать не только условие V £ a, но и обеспечивать для каждой детали выполнение условия L з max ³ L д ³ L з min.
Рис. 3.3. К вопросу о точности партии детали(пояснения в тексте)
Таким образом, действительная точность обработки партии деталей численно выражается величиной поля рассеяния V действительных размерови величиной смещения μ этого поля относительно среднего значения заданного размера. Расчетная (ожидаемая) точность. В ряде случаев необходимо с достаточной достоверностью прогнозировать величину точности при реализации технологии выбранными технологическими средствами. Отсюда возникает понятие расчетной точности. Расчет, как это будет показано ниже, сводится к нахождению некоторой величины (вероятной) поля рассеивания получаемых размеров. Это поле формируется вследствие наличия различных погрешностей элементов технологической системы. Таким образом, ожидаемая (расчетная) точность находится посредством выявления отдельных погрешностей, их расчетом и определением суммарной величины погрешности DS.
На практике, как правило, принимают следующие наиболее простые соотношения между категориями точности: - заданная точность равна допуску на размер или Т з = а; - действительная точность равна действительному рассеянию размеров и смещению середины поля рассеяния действительных размеров относительно середины поля заданных размеров, или
Т д = f (V, μ);
- расчетная точность равна сумме погрешностей элементов технологической системы, установки и обработки, или
Т р = DS.
Как видно, чтобы оценить расчетную точность, необходимо выполнить анализ технологической системы с выявлением погрешностей станка, инструмента, приспособления, заготовки, погрешностей их установки, погрешности процесса и средств измерения.
Составляющие погрешности
В зависимости от порождающих факторов все погрешности можно разделить на две группы, образующие статическую и динамическую составляющие ожидаемой погрешности:
DS = Dст + Dдн, (3.2)
где Dдн – динамическая составляющая погрешности (деформации механические, температурные деформации, износ инструмента и др.), оценка которой осуществляется на основе статистических исследований. Статическая составляющая погрешности размера Dст в общем случае равна суммарной погрешности всех компонентов технологической системы плюс сумма погрешностей их взаимного расположения:
Dст =(Dз + Dп+ Dс +Dи) + (Dуз + Dуп+Dуи), (3.3)
где Dз – погрешность заготовки; Dп – погрешность приспособления; Dс – погрешность станка; Dи – погрешность инструмента; Dуз – погрешность установки заготовки в приспособлении; Dуп – погрешность установки приспособления на станке; Dуи – погрешность установки инструмента на станке. Для иллюстрации сказанного на рис. 3.4 в качестве примера показан вариант обработки плоской поверхности на цилиндрической детали, установленной в приспособлении типа центровая оправка. Размер, который следует выдержать, – L от измерительной базы А. Точность размера L будет зависеть от погрешностей всей системы, причем эти погрешности будут влиять на перемещение точки А в пределах Dст (исходим из того, что операция настроена и размер L получается в условиях автоматического получения размера; все детали будут обработаны при настройке инструмента на размер С ± а 3). Анализируя совместно зависимость (3.3) и операционный эскиз (рис. 3.4), можно определить численные значения погрешностей, влияющих на положение точки А, следовательно, и на точность размера L. В частности на положение точки А (следовательно, на величину Dст) будет влиять точность (погрешность) диаметра D (погрешность заготовки Dз); погрешность приспособления Dп складывается из погрешности диаметра оправки d оп и биения Тв этой поверхности относительно оси центров; погрешность Dс равна биению шпинделя; погрешность инструмента зависит от точности торцовых лезвий инструмента; погрешность установки заготовки Dуз будет зависеть от точности диаметра d и d оп и наличия зазора между этими поверхностями; погрешность установки приспособления Dуп зависит от точности центровых отверстий и конусов; погрешность установки инструмента Dуи зависит от точности размера С. Все рассмотренные погрешности известны из предыдущих операций ТП и технической документации на средства технологического оснащения.
Рис. 3.4. К вопросу о составляющих погрешности(пояснения в тексте)
Воспользуйтесь поиском по сайту: ©2015 - 2025 megalektsii.ru Все авторские права принадлежат авторам лекционных материалов. Обратная связь с нами...
|