 |
Определение погрешности установки (регулирования) инструмента на размер
|
|
|
|
Кафедра «Технология машиностроения»
Технология
Машиностроения
Методические указания
к лабораторным работам
Часть 2
Составители:
Блурцян Р.Ш.
Блурцян И.Р.
Сергеева С.В.
МУРОМ
УДК 621.9
П
Печатается по решению редакционно-издательского совета
Муромского института (филиала)
Владимирского государственного университета
Технология машиностроения: метод. указания к лабораторным работам. Часть 2/ сост. Блурцян Р.Ш., Блурцян И.Р., Сергеева С.В. - Муром: Изд.-полиграфический центр МИ ВлГУ, 2009. – 55 с. - Библиогр.: 5назв.
Изложены методические указания к проведению лабораторного практикума по курсу «Технология машиностроения».
Методические указания предназначены для студентов очной, очно-заочной и заочной форм обучения специальностей 151001.65, 151002.65, 151003.65, 080502.65.
УДК 621.9
ã Муромский институт (филиал)
Государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования
«Владимирский государственный университет»,2009
Введение
Основными целями проведения лабораторных работ являются:
− установление связей теории с практикой в форме экспериментального подтверждения положений теории;
− обучение студентов умению анализировать полученные результаты, сопоставлять их с теоретическими положениями и расчетными данными;
− контроль самостоятельной работы студентов по освоению курса.
Цели лабораторного практикума достигаются наилучшим образом в том случае, если выполнению эксперимента предшествует определенная подготовительная внеаудиторная работа. Поэтому перед каждой лабораторной работой с целью оценки готовности студента к выполнению работы проводится короткое собеседование.
|
|
|
Оформление отчетов должно производиться после окончания работы непосредственно в лаборатории. Отчет по лабораторной работе оформляется индивидуально каждым студентом. При оформлении отчета следует руководствоваться требованиями, предъявляемыми к оформлению текстовых документов, таблиц, рисунков, графиков. Отчет по лабораторной работе должен быть выполнен аккуратно (записи – ручкой или с применением печатающих устройств, рисунки и графики карандашом при помощи чертежных инструментов).
При подготовке отчета к защите следует проанализировать экспериментальные результаты, сопоставить их с известными теоретическими положениями или эмпирическими справочными данными, обобщить результаты исследований в виде лаконичных выводов по работе, подготовить ответы на вопросы, приводимые в методических указаниях к выполнению лабораторных работ.
Лабораторная работа №1
Исследование погрешности настройки
Станка на размер
Основные положения
В серийном и массовом производствах обработка деталей производится на предварительно настроенных станках методом автоматического получения размеров. Установка режущего инструмента и упоров станка относительно настроечных баз с целью последующего получения требуемой точности обрабатываемых деталей, называется настройкой станка на размер.
Периодическая смена затупившегося инструмента вызывает необходимость каждый раз заново настраивать станок. При узких допусках на размер приходится делать одну или несколько поднастроек (регулировок) за время стойкости инструмента для компенсации размерного износа. В процессе каждой смены или регулировки режущего инструмента невозможно обеспечить его установку так, чтобы он занимал одинаковое и постоянное положение на станке. Для всей совокупности деталей, обработанных при многократной установке или регулировке инструмента на размер, имеет место погрешность настройки, определяемая полем рассеивания положений инструмента относительно настроечных баз. Для каждой отдельной настроечной партии деталей фактическая погрешность настройки представляет собой постоянную величину и определяется смещением центра поля допуска на данный размер.
|
|
|
Точность настройки расценивается таким значением фактической погрешности настройки, при котором все размеры данной настроечной партии деталей получаются в пределах допуска на размер.
На рис. 1.1 показаны два крайних положения кривой распределения погрешностей обработки в поле допуска при избыточной точности процесса обработки, то есть:
d > 6 ×s,
где d -допуск на получаемый размер;
s - среднее квадратичное отклонение погрешности обработки для данного процесса обработки;
и 
- координаты центра группирования двух крайних положений кривой распределения относительно номинального значения размера;
D0 – координата середины поля допуска относительно номинального значения размера, определяемая по формуле
где ВО и НО – верхнее и нижнее предельные отклонения размера относительно номинала с учетом знаков;
D н.д . – допускаемая величина смещения 
от D0, которая представляет собой допускаемую погрешность настройки инструмента на размер.
Из графика следует
(1.1)
Фактическую величину погрешности настройки для каждой настроечной партии деталей (D н.ф.) определяют по формуле
 |
Рис. 1.1
Погрешность настройки для всей совокупности обрабатываемых деталей при многократной настройке станка на размер (D н) можно выразить полем рассеивания фактических величин погрешностей (D н.ф.) всех настроечных партий деталей
Тогда точность настройки можно характеризовать условием
(1.2)
Погрешности настройки являются составными частями общей погрешности изготовления деталей, и зависит от применяемого метода настройки.
Существует два метода настройки станков на размер:
а) по пробным деталям;
б) по эталону (статическая настройка).
Метод настройки по пробным деталям заключается в том, что положение режущего инструмента и упоров, а также корректировка этого положения производится по результатам измерения пробных деталей, обработанных на настраиваемом станке. Количество пробных деталей принимают n = 5 ¸ 10 шт.
|
|
|
На основании данных по чертежу и с учетом точности процесса вначале определяют настроечный размер (Ан) и допуск на настройку (d н = D н.д.). затем после предварительной настройки режущего инструмента на размер, близкий к настроечному, обрабатывают пробные детали и вычисляют средний арифметический размер (Аср.). Если Аср. будет лежать внутри пределов Ан ± dн, то есть
То настройка считается правильной. Если указанное условие на соблюдается, то необходимо провести дополнительную корректировку и заново повторить обработку пробных деталей.
Для данного метода настройки станка при многократной установке или регулировании инструмента на размер, погрешность настройки определяется по формуле
(1.3)
где D изм – погрешность измерения пробных деталей (определяется по таблицам);
D рег – погрешность установки (регулирования) режущего инструмента относительно настроечных баз. Для каждого конкретного случая определяется опытным путем.
D расчг – погрешность самого метода расчета величины настроечного размера.
где s - среднее квадратичное отклонение случайных погрешностей обработки для данного конкретного процесса.
Определение s по n = 5 ¸10 пробным деталям весьма недостоверно, поэтому желательно брать значение s согласно имеющегося статанализа по большим выборкам.
k – коэффициент, учитывающий отклонение законов распределения составляющих погрешностей от нормального закона. Для расчетов принимаем k =1 ¸ 1,2.
Метод настройки по эталону заключается в установке режущих инструментов или упоров станка по эталонам (габаритам, установам) на неподвижном станке.
Для станков токарной группы эталон представляет собой образец детали, изготовленной их закаленной стали с размерами несколько отличными от заданных на чертеже обрабатываемой детали. Для станков фрезерной группы в установочно-зажимных приспособлениях предусматриваются специальные настроечные элементы (габариты, установы), по которым с помощью щупов устанавливаются инструменты на необходимый размер обработки. Расчет размеров эталона (габарита, установа) можно производить аналитическим или статистическим методами. В обоих случаях, вначале определяют предварительный размер эталона (
). Настроечный размер эталона (Аэ) должен быть равен
|
|
|
где D попр – поправка, учитывающая погрешности, возникающие под воздействием различных факторов, и характеризующая точность механической обработки на данном станке.
При применении щупа настроечный размер эталона (Аэ) должен быть уменьшен на величину, равную толщине щупа при односторонней обработке, а при двухсторонней обработке – на двойную толщину щупа.
Настройка по данному методу не обеспечивает высокой точности (обычно не выше 7-го квалитета точности). Причинами недостаточной точности являются погрешности установки и закрепления инструмента, а также погрешность изготовления эталона.
(1.4)
где D н – погрешность настройки;
D изг.эт. – погрешность изготовления эталона (принимают в пределах 10¸20 мкм);
D уст.инст. – погрешность установки инструмента (определяется опытным путем);
k – коэффициент такой же, что применен в формуле (1.3).
Из анализа изложенного материала следует, что для обоих методов настройки станка на размер, погрешность настройки представляет собой разность между наибольшим и наименьшим настроечными размерами. Эта величина включает несколько составляющих. Одной из существующих составляющих является погрешность установки (регулирования) инструмента или упора станка на размер.
Целевое назначение настоящей работы сводится к изучению погрешности настройки станка на размер по указанным двум методам применительно к токарным станкам в лабораторных условиях.
Задачи работы
1) Определение погрешности установки (регулирования) резца опытным путем на токарном станке по лимбу, индикатору, эталону и щупу, жесткому упору.
2) Расчет погрешности настройки станка по указанным в п. 1 способам установки резца на размер.
3) Расчет допускаемой величины погрешности настройки применительно к токарному станку для выполнения обработки с допуском на выдерживаемый размер d = 0,1¸0,2 мм и проверка условий точности настройки по изучаемым способам установки инструмента на размер.
Определение погрешности установки (регулирования) инструмента на размер
Погрешность установки инструмента по каждому исследуемому методу определяется с помощью контрольного индикатора с ценой деления 0,001 мм, установленного позади суппорта токарного станка (рис. 1.2а).
|
|
|
Установка инструмента в заданное положение производится 10 раз. При первом измерении шкала индикатора устанавливается на нулевое показание. При последующих измерениях стрелку индикатора фиксируют с учетом знака отклонения от нулевого положения.
Погрешность установки (регулирования) инструмента на размер при малом количестве замеров можно рассчитать размахом полученных величин
где D max – наибольшее (положительное) отклонение;
D min – наименьшее (отрицательное) отклонение.
1.3.1 Погрешность установки резца по лимбу (рис. 1.2а).
В начале работы любое деление лимба принимают за начало отсчета, предварительно выбрав зазор в винтовой паре. Затем вводят в контакт с поперечным суппортом контрольный индикатор. Шкалу индикатора устанавливают на ноль. Далее отводят поперечный суппорт «на себя» и затем снова устанавливают суппорт по принятому делению лимба в заданное положение. Смещение суппорта от заданного положения фиксируется с учетом знака в бланке отчета.
1.3.2 Погрешность установки резца по индикатору (рис. 1.2б).
Настроечный (рабочий) индикатор с ценой деления 0,01 мм устанавливается на станине станка, а контрольный индикатор – сзади поперечного суппорта. При первом изменении шкалы обоих индикаторов устанавливают на ноль. После этого отводят суппорт «на себя» и затем его устанавливают по рабочему индикатору в прежнее положение. Смещение от первоначального положения фиксируется с помощью контрольного индикатора, и значение записывается в бланке отчета.
1.3.3 Погрешность установки резца на размер по эталону с применением щупа (рис. 1.3а).
К установленному в центрах эталону подводится резец и между ними пропускается щуп. Толщина щупа берется произвольно в пределах 0,05¸0,3 мм. Критерием правильности установки резца служит незначительное усилие («закусывание») щупа при его протягивании. Отклонение от первоначального положения суппорта измеряется с помощью контрольного индикатора и значение записывается в бланке отчета.
1.3.4 Погрешность установки резца по жесткому упору (рис 1.3б).
Поперечный суппорт подводится к упору, закрепленному на каретке. При этом шкала контрольного индикатора устанавливается на ноль. При последующих отводах и подводах суппорта к упору фиксируется смещение суппорта относительно первоначального положения и данные заносятся в бланк отчета.
По результатам вышеуказанных экспериментов определяются погрешности установки (регулирования) положение инструмента для рассмотренных способов установки: по лимбу – Δ л, индикатору – Δ инд, эталону и щупу – Δ э и жесткому упору – Δ уп. Полученные данные занести в бланк отчета.
Рис. 1.2
 |
Рис. 1.3
|
|
|
