Качество продукции в машиностроении

вероятности попадания размера заготовки в узкие допуска становится

одинаковой.

Распределение таких величин ,как эксцентриситет, биение,

разностенность, непараллельность, неперпендикулярность, овальность,

конусообразность, и некоторых других, подчиняются закону распределения

эксцентриситета ( закон Релея).

Распределение по закону Релея формируется в частности тогда,когда

случайная величина R является радиус вектором при двухмерном гауссовом

распределении, т.е. если на представляет собой геометрическую сумму двух

случайных величин X и Y.

Определение погрешностей в процессе обработки

При механической обработке заготовок на настроенных станках точность

получаемых размеров одновременно зависит как от близких по величине и

независимых друг от друга случайных причин, обуславливающих распределение

размеров по закону Гаусса, так и от систематических погрешностей

возникающих со временем вследствие равномерного износа режущего

инструмента.

Композиция законов Гаусса и равной вероятности создает кривые

распределения различной формы , зависящей от степени воздействия на

конечное распределение каждого из составляющих законов. Для расчетов

точности обработки заготовок при подобной композиции законов распределения

удобно пользоваться функцией распределения a (t).

Эта функция формируется законом Гаусса с его параметрами ( и Lср

зависящим от точности вида обработки и технологической системы, и законом

равной вероятности с параметрами l =(b-a) на величину поля рассеяния

которого оказывает влияние скорость и продолжительность процесса. Таким

образом функция a (t) отражает не только точность, но и продолжительность

процесса обработки.

Форма кривой распределения композиционной временной функции a (t)

зависит от параметра (a, определяемого отношением L к среднему

квадратичному ( мгновенного гауссова распределения , т.е. (а =L / (.

Изложенные законы распределения размеров используются для установления

надежности проектируемого технологического процесса в обеспечение обработки

заготовок без брака, определения количества вероятного брака при обработке,

расчета настройки станков, сопоставления точности обработки заготовок при

различном состоянии оборудования, инструмента, СОЖ, и .т.д.

Качество обработки заготовок на станках с программным управлением

Системы автоматического управления точностью обработки деталей.

Обработка заготовок на станках с ПУ обеспечивает высокую степень

автоматизации и широкую универсальность выполняемой обработки, требует

меньших затрат времени на перестройку станка с одной операции на другую.

Значительно облегчается перевод производства на новую продукцию, т.к нет

необходимости конструирования и изготовления сложных приспособлений и

устройств.

При использовании станков с ЧПУ повышается точность обработки

вследствие исключения влияния ошибок, вызванных недостаточной квалификаций

рабочих. Особенно эффективно использование станков при обработке сложных

деталей со сложными ступенчатыми или криволинейными контурами.

Системы управления программными станками выполняются дискретными,

смешанными и непрерывными. Системы автоматического регулирования

обеспечивают высокую точность обработки.

В системе автоматического регулирования параметров обрабатываемой

детали блок управления имеет два измерительных суппорта, снабженных

датчиками вариации функции профиля, и один силовой, который имеет приводы

поступательных движений и возвратно-поступательных перемещений. Система

снабжена фильтрами, блоками задержки, сумматором, преобразователем

управления возвратно-поступательным приводом.

Для одновременного автоматического увеличения точности продольного

сечения система снабжена согласующим элементом, суммирующим устройством.

Применение систем автоматического управления процессом резания

позволяет значительно увеличить точность обработки. Это достигается за счет

компенсации влияния на точность не только силовых упругих деформаций, но и

износа инструмента, увеличения производительности, обработки путем

поддержания оптимальной скорости износа инструмента, расширения диапазона

регулирования скорости резания, в котором точность работы не снижается.

Особенности инструмента и инструментальной оснастки для станков с ЧПУ и

типа “Обрабатывающий центр“

На станках с ЧПУ с автоматической сменой инструментальных блоков,

состоящих из режущего и вспомогательного инструмента, применяют

инструментальную оснастку, основой которой служит универсальная

унифицированная подсистема вспомогательного инструмента, предназначенного

для станков различных моделей.

Режущий инструмент применяют стандартный и специальный, к которому

предъявляются повышенные требования по точности, жесткости, быстроте смены

и наладки на размер, стойкости, стабильному стружкоотводу, надежности.

Вспомогательный инструмент в основном используют сборный, который хотя и

имеет немного меньшую жесткость по сравнению со сплошным, но хорошо гасит

возникшие при обработке вибрации.

Стойкость инструмента, в частности размерная стойкость, является

комплексной характеристикой технологического процесса, учитывающей не

только конструкцию, геометрию, материал режущей части, точность, жесткость

системы СПИД, допуски на обработку. Размерная стойкость инструмента

составляющая долю его общей стойкости при обработке деталей на станках с

ЧПУ, должна обеспечивать полную обработку одной или партии деталей а

пределах установленного поля допуска.

На станках типа “обрабатывающий центр” размерная стойкость инструмента

должна обеспечивать полную обработку одной поверхности или определенного

количества поверхностей, относящихся к одной группе.

При разработке технологического процесса для деталей, обрабатываемых

на станках с ЧПУ размерную стойкость инструмента целесообразней определять

заранее. В этом случае можно больше внимания уделять операциям

механообработки и принимать меры по повышению стойкости инструмента на этих

операциях.

При работе на станках с ЧПУ нужно больше внимания уделять жесткости

инструмента, т.к. обработка осуществляется без специальных приспособлений,

поэтому инструмент должен быть максимально жестким и как можно более

коротким.

На станах с ЧПУ при обработке не желательно образование длинной

сливной, и мелко дробленой стружки. Наиболее рациональной формой является

завитая в короткие спирали (200-300 мм) стружка. Поэтому на инструменте для

станков с ЧПУ делают стружкозавивающие канавки или порожки, получаемые

шлифованием или прессованием на передних поверхностях инструмента , а также

накладные регулируемые и нерегулируемые стружкозавиватели.

Широкое распространение получили неперетачиваемые твердосплавные

пластины со стружкозавивающими канавками на передней поверхности.

В последнее время появились трех и четырехгранные пластины со сложной

формой передней поверхности. Такие пластины расширяют диапазон эффективного

дробления и завивания стружки на область малых глубин резания (0,5-0,8 мм

)и более широкий интервал подач (0,25-0,3 мм/об.).Также применяется

инструмент со стружколомом. Он жестко закрепляется на неподвижной оси

чашечного резца.

Для исключения торцового биения на оси чашечного резца выполнен

направляющий поясок, диаметр которого не превышает диаметр рабочей части

оси.

Режущие инструменты для станков типа ОЦ должны иметь определенные

габариты. Это связано с типом применяемого инструментального магазина и

работой автооператора.

Быстросменность и взаимозаменяемость инструмента обеспечивают

сокращение простоев оборудования при замене инструмента и перенастройке

станка. Это обеспечивается специальным вспомогательным инструментом с

прецизионными поверхностями.

Для обеспечения быстросменности инструменты заранее настраиваются на

размер вне станка.

Фрезы - Рекомендуется применять торцовые насадные фрезы со вставными

ножами из быстрорежущей стали твердого сплава. Такая конструкция исключает

напайку и заточку пластин твердого сплава, тем самым обеспечивая повышенную

стойкость режущих кромок.

Инструмент для обработки отверстий – Отверстия могут быть получены

сверлением, растачивание, зенкерованием, фрезерованием. Литые отверстия

сначала растачивают, т.к. уменьшается увод оси отверстия. При зенкерование

используют инструмент с главным углом в плане равным или близким 90

градусам. При этом осевые силы меньше деформируют стержень инструмента.

Расточной инструмент – Как правило состоит из оправки и режущих

элементов в виде резца или резцовой вставки. Он должен иметь небольшой

допускаемый размерами отверстия диаметр, и наименьшую длину.Увеличение

длины уменьшает жесткость и понижает производительность и качество

поверхности.

Качество обработки заготовок на агрегатных и специальных станках

Особенности использования агрегатных и специальных станков.

В условиях массового производства повышение производительности труда

достигается автоматизацией технологических процессов, внедрением в

производство специализированных станков, предназначенных для выполнения

какой-либо одной операции

Серийное и мелкосерийное производство характеризуется частой

сменяемостью выпускаемых изделий, поэтому лишено возможности, применять эти

станки.

Агрегатные станки объединяют лучшие качества специальных и

универсальных станков: простоту конструкции и высокую производительность,

возможность быстрой переналадки, возможность многократного использования

одних и тех же узлов для создания станков различной конструкции.

На агрегатных станках осуществляется сверление, нарезание резьб,

растачивание, фрезерование.

Возможные дефекты обработанных наружных цилиндрических и торцовых

поверхностей на токарных станках.

1. Часть поверхности заготовки не обработана. Причины: занижен

припуск на механическую обработку: заготовка, закрепленная в патроне,

имеет большое биение; центровые отверстия заготовки зацентрованы н

концетрично, т.е. не имеют общего геометрического центра.

2. Не выдержан размер диаметра в пределах допуска. Причины:

неправильно установлен резец на требуемую глубину резания; неисправен

измерительный инструмент; резец для чистовой обработки установлен выше

уровня оси центров.

3. Конусность обработанной поверхности. Причины: при обработке в

центрах – поперечное смещение задней бабки; люфт в поперечных салазках

суппорта; смещение (отжим) резца в резцедержателе.

4. Овальность обработанной поверхности. Причины: биение переднего

центра вследствие загрязнения конического отверстия шпинделя; биение

шпинделя из-за износа его шеек или выработки подшипников.

5. Бочкообразность обработанной в центрах поверхности. Причины:

прогиб заготовки вследствие отжимающего усилия резца; износ направляющих

станины в средней части, в результате чего резец находится ниже уровня оси

центров.

6. Шероховатость обработанной поверхности не соответствует заданной

чертежом. Причины: некачественная заточка резца; затупление резца,

скорректировать режим резания, большой вылет резца из резцедержателя.

7. Часть поверхности торца или уступа не обработана. Причины:

недостаточный припуск на обработку; заготовка, установленная в патроне, не

имеет большое биение или перекос торцовой поверхности.

8. Не выдержаны размеры обточенного торца или подрезанного уступа по

длине заготовки. Причины: неправильная разметка места уступа; осевое

смещение заготовки вследствие отсутствия упоров, расточенных на кулачках,

или шпиндельного; с опозданием выключена механическая подача.

9. Не перпендикулярность торцовой поверхности оси детали. Причины6

неправильно выверена заготовка в патроне; не перпендикулярность опорной

плоскости планшайбы, патрона оси шпинделя; отжим резца от обтачиваемой

торцовой поверхности ввиду большого вылета резца или непрочного его

закрепления в резцедержателе. Большой слой срезаемого металла.

10. Шероховатость поверхности торца или уступа не соответствует

заданной чертежом. Причины: резец заточен неправильно или затуплен;

непрочное закрепление детали, резца; неправильно выбран режим резания;

большой вылет резца из резцедержателя.

Возможные дефекты обработанных канавок на токарных станках.

1. Не выдержан размер канавки по длине детали. Причины: неправильная

разметка положения канавок, неточная установка резца по упору.

2. Не выдержана ширина канавки. Причины: при вытачивании узкой канавки

– ширина режущей кромки резца больше или меньше ширины канавки, при

вытачивании широкой канавки – неточность в определении расстояния левой и

правой стенами канавки.

3. Не выдержана глубина канавки. Причины: неточность в отсчете числа

делений лимба, не выбран люфт винта поперечной подачи.

4. Шероховатость поверхности канавки не соответствует заданной

чертежом. Причины: недостаточно прочное закрепление резца в резцедержателе,

слабое закрепление заготовки, большой вылет резца, некачественная заточка

резца, большая подача.

Обеспечение качества обработки при сверлении

Сверление отверстий с параллельными осями

В зависимости от характера производства одновременная обработка этих

отверстий производится либо на многошпиндельных станках с регулируемым

положением шпинделей, либо многошпиндельными головками, установленными на

одно-шпиндельных станках или силовых головках агрегатного станка. При

сверлении с применением многошпиндельных головок сверло направляется по

кондукторным втулкам, устанавливаемым в кондукторе или в прижимной

кондукторной плите. В последнем случае обрабатываемую деталь устанавливают

на столе станка в приспособлении, которое ориентируется с многошпиндельной

головкой при помощи направляющих колонок.

Сверление боковых отверстий

При обработке на многошпиндельных станках четырех и более отверстий,

применение ручной подачи оказывается нерациональным, в виду увеличения

осевых усилий и неравномерности подач. В связи с этим получили

распространение специальные многопозиционные станки с пневмогидравлическим

приводом. На таком станке возможна обработка деталей, имеющих радиально

расположенные отверстия в различных по высоте плоскостях Переналадка станка

заключается в смене кондуктора, зажимных цанг, сверл и установке

сверлильных головок под соответствующим углом.

Быстрая переналадка, небольшие потери времени, совмещение машинного

времени при сверлении дают возможность применять этот станок в условиях

серийного и даже мелкосерийного производства.

Сверление отверстий расположенных во взаимно перпендикулярных

областях.

Одновременно такие отверстия можно обрабатывать на агрегатных станках,

скомпонованных из нормализованных узлов.

Возможные дефекты просверленных отверстий.

1. Диаметр просверленного отверстия немного большее диаметра сверла.

Причины: режущие кромки сверла неодинаковой длины. Дефект неисправим.

2. Ось отверстия не совпадает с осью детали. Причина: увод сверла в

сторону в начале сверления. Дефект неисправим.

3. Диаметр отверстия больше диаметра сверла и коническое дно

ступенчатое. Причина: неодинаковые длина и наклон режущих кромок и оси

сверла. Дефект неисправим.

4. размеры отверстия по краям больше, чем в середине. Причина: сверло

установлено выше или ниже оси центра.

5. Ось отверстия не совпадает с осью детали в конце отверстия.

Причина: в материале (на пути сверления возможны раковина. Дефект

неисправим.

6. Шероховатость поверхности отверстия не соответствует заданной.

Причина: большая подача сверла, затупилось или неправильно заточено сверло,

износ ленточек, нерегулярное удаление стружки из отверстия.

Конструктивные особенности режущего, вспомогательного инструмента и

приспособления.

К инструменту, применяемому на агрегатных станках предъявляют

повышенные требования, связанные с конструктивными особенностями

обрабатываемых деталей и спецификой работы на этих станках.

Инструмент должен иметь малые габариты, что обусловлено близким

расположением обрабатываемых поверхностей друг к другу, малыми размерами

обрабатываемых деталей и наличием у них конструктивных элементов,

затрудняющих доступ инструмента к зоне обработки, а также достаточные

жесткость и виброустойчивость, особенно при малых диаметрах и относительно

больших длинных инструмента.

Конструкция инструмента не должна препятствовать эффективному удалению

стружки из зоны обработки, а также обеспечивать минимум потерь времени на

установку и выверку. Также должна быть обеспечена высокая точность под

настройки инструмента на размер.

Способы направления инструмента

Применение того или иного метода направления инструмента объясняется

соображениями точности и от большого числа технологических факторов

Направление инструмента по кондукторной втулке более распространено в

приборостроении. Но применение такого метода ограничивается небольшой

глубиной резания (2-3 () с увеличением которой инструмент теряет жесткость.

Страницы: 1, 2, 3, 4