Научная статья на тему 'Влияние погрешности установки заготовки в центрах на точность выполняемых размеров'

Влияние погрешности установки заготовки в центрах на точность выполняемых размеров Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

CC BY
1305
88
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ПОГРЕШНОСТЬ УСТАНОВКИ / ЭКСЦЕНТРИСИТЕТ / НЕСООСНОСТЬ ЦЕНТРОВ СТАНКА / 3D МОДЕЛЬ / ОТКЛОНЕНИЕ ФОРМЫ / ЦЕНТРОВЫЕ ОТВЕРСТИЯ / ERROR OF ECCENTRICITY / MISALIGNMENT OF THE CENTERS OF MACHINE / 3D MODEL / DEVIATION OFF THE HOLE CENTER

Аннотация научной статьи по механике и машиностроению, автор научной работы — Артюх Роман Леонидович, Дейлова Александра Витальевна, Моргунов Анатолий Павлович

В статье рассмотрено влияние геометрической точности станка, а именно влияние точности положения центров относительно друг друга, точности геометрической формы конусных поверхностей центров на получаемую в результате обработки форму деталей. Представлена 3D модель обработки заготовки в центрах, позволяющая увидеть контактные участки поверхности центровых отверстий и центров, визуализировать процесс возникновения погрешностей как линейных, так и диаметральных отклонений формы.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по механике и машиностроению , автор научной работы — Артюх Роман Леонидович, Дейлова Александра Витальевна, Моргунов Анатолий Павлович

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

The impact of workpiece setting error in drive center on the accuracy of processing

In this paper we examine the effect of geometrical precision of the machine, namely the influence of the accuracy of the centers relative to each other, the accuracy of geometric shapes on conical surfaces centers obtained by processing the form details. Presented 3D model of processing workpiece between centers shows the contact portions of the surface center holes and the centers, visualizes the process of the errors of both linear and diametrical deviation form.

Текст научной работы на тему «Влияние погрешности установки заготовки в центрах на точность выполняемых размеров»

МАШИНОСТРОЕНИЕ И МАШИНОВЕДЕНИЕ ОМСКИЙ НАУЧНЫЙ ВЕСТНИК № 1 (107) 2012

БОБРОВ Сергей Петрович, первый заместитель генерального директора научно-производственного предприятия « Прогресс».

КОРЧАГИН Анатолий Борисович, кандидат технических наук, доцент кафедры «Безопасность жизнедеятельности» Омского государственного технического университета.

КОМАРОВ Юрий Петрович, главный конструктор по спецтематике научно-производственного предприятия « Прогресс».

Адрес для переписки omankor@mail.ru

Статья поступила в редакцию 06.12.2011 г.

© Г. С. Аверьянов, В. Н. Бельков, С. П. Бобров,

А. Б. Корчагин, Ю. П. Комаров

УДК 621.9 Р. Л. АРТЮХ

А. В. ДЕЙЛОВА А. П. МОРГУНОВ

Омский государственный технический университет

ВЛИЯНИЕ ПОГРЕШНОСТИ УСТАНОВКИ ЗАГОТОВКИ В ЦЕНТРАХ НА ТОЧНОСТЬ

ВЫПОЛНЯЕМЫХ РАЗМЕРОВ__________________________

В статье рассмотрено влияние геометрической точности станка, а именно влияние точности положения центров относительно друг друга, точности геометрической формы конусных поверхностей центров на получаемую в результате обработки форму деталей. Представлена ЭР модель обработки заготовки в центрах, позволяющая увидеть контактные участки поверхности центровых отверстий и центров, визуализировать процесс возникновения погрешностей как линейных, так и диаметральных отклонений формы.

Ключевые слова: погрешность установки, эксцентриситет, несоосность центров станка, ЭР модель, отклонение формы, центровые отверстия.

Технологическая подготовка производства, а именно, проектирование технологических процессов, в том числе и расчет размеров, занимает значительную долю времени при изготовлении деталей. При оценке влияния погрешностей, возникающих в процессе обработки, доминирующей погрешностью зачастую является погрешность установки, которая включает в себя погрешность базирования Е6, погрешность закрепления Ез и погрешность приспособления Е : Е =Еб + Е+Е .

пр уст б з пр

При обработке поверхностей вращения на токарных и круглошлифовальных станках эксцентриситеты появляются, как правило, при смене технологических баз (1). При обработке в центрах, либо при обработке без смены технологических баз погрешность установки исключается из расчета суммарной погрешности (2).

Да = Ду + Еуст + Дн + Ди + ДТ + ДЕф, (1)

Да = Ду + Дн + Ди + ДТ + ДЕф. (2)

В то же время результаты исследований точности обработки поверхностей вращения в центрах свидетельствуют о существенном влиянии точности положения оси центров на появление отклонений формы обрабатываемых поверхностей как цельных, так и прерывистых. Очевидным является факт несовпадения оси центров и оси заготовки, который возникает в результате перекоса осей центров станка и осей центровых отверстий заготовки, в результате

износа центровых отверстий и конических поверхностей центров. В этом случае, если оси центровых отверстий заготовки не совпадают, то контакт между поверхностью центрового отверстия и центра происходит, как правило, по двум точкам.

Из-за несоосности центров станка погрешность взаимного положения центровых отверстий и центров также увеличивается. Кроме того, угол конуса центра станка имеет допуск ±30', а угол конуса центрового отверстия от +30' до —1° (в соответствии с ГОСТ) [1].

Наличие погрешности технологических баз при установке заготовки на центра станка оси центров и ось вращения заготовки не совпадают. Незначительное изменение положения заготовки на центрах изменяет взаимное положение оси заготовки и осей центров. В качестве параметров, определяющих данные положения, можно рассматривать углы Ду, ДР и Ду (рис. 1).

Как видно из рис. 2, перекосы центровых гнезд и центров вызывают появление дополнительных погрешностей линейных размеров. Несоосность переднего и заднего центров, например, изменение положения заготовки на величину е, появляющуюся в результате смещения заднего центра, в конечном счете, приведет к изменению радиальной составляющей силы резания Ру, так как изменяется толщина срезаемого слоя при точении или шлифовании.

Упругие деформации, возникающие под влиянием сил резания, в данном случае от радиальной составляющей Ру, изменяют положение исходной поверх-

Рис. 1. Схема базирования заготовки на центрах станка с перекосом и отклонением от соосности:

I — центр неподвижный; II — общая ось; III — центр подвижный Ду — угол между конусными поверхностями;

Ду — угол между общей осью и осью соответствующего центра станка;

Др — угол между общей осью и осью рассматриваемого центрового отверстия

Рис. 2. Определение общей оси детали (а) и центров (б):

О, и О2 — точки, через которые проходит прямая, являющаяся общей осью центров станка; Ду — угол между общей осью и осью соответствующего центра станка;

1, и 12 — длина рабочих участков центров станка

ности, что влечет за собой наследование погрешности формы на обрабатываемую поверхность. В результате действия сил резания происходит упругое перемещение шпинделя, переднего и заднего центров станка. Соотношение упругих перемещений центров и положения лезвия инструмента приведет к изменению положения обрабатываемой поверхности, т.е. к отклонению ее формы. Как видно из рис. 3, угол смещения оси центров а является источником появления отклонения формы обрабатываемой поверхности Дф [2].

Дф = 1да-1х, (3)

Рассматриваемая схема позволяет визуализировать процесс возникновения погрешностей как линейных, так и диаметральных отклонений формы. Задавая значение угла а, длину заготовки 1х, непер-пендикулярность торцев оси заготовки, величину прецессии оси вращения заготовки в процессе обработки и другие параметры, влияющие на точность обработки, представляется возможным вычислить отклонение формы на выполняемом переходе.

Одним из существенных источников появления погрешностей являются температурные деформации,

возникающие в результате воздействия внутренних и внешних источников тепла. К внутренним источникам относится выделение тепла при контактном взаимодействии режущего инструмента и обрабатываемой заготовки. Тепловые деформации также приводят к изменению положения центров, что, в конечном счете, приводит к образованию погрешностей формы в продольном и поперечном сечении заготовки.

Кроме ранее рассматриваемых источников образования погрешности формы, еще одним является непараллельность торцев и неперпендикулярность их оси вращения заготовки. Когда торцовое биение рассматривается в сочетании с перекосом оси центров, форма наружной поверхности будет иметь различные виды некруглости (эллипсность, овальность и пр.)

Таким образом, наличие отклонений формы, появляющихся в результате обработки поверхностей вращения, объясняется действием как отдельных источников, так и совместным их действием:

— несоосностью центров станка;

— непараллельностью торцев заготовки;

— неперпендикулярностью торцев оси вращения заготовки;

ОМСКИЙ НАУЧНЫЙ ВЕСТНИК № 1 (107) 2012 МАШИНОСТРОЕНИЕ И МАШИНОВЕДЕНИЕ

МАШИНОСТРОЕНИЕ И МАШИНОВЕДЕНИЕ ОМСКИЙ НАУЧНЫЙ ВЕСТНИК № 1 (107) 2012

Рис. 3. Влияние глубины резания на изменение радиальной составляющей Ру при точении: а) 3D модель «Обработка заготовки в центрах» (изометрия) б) изменение положения оси центров а — угол смещения оси центров;

^ — длина заготовки;

Pу — радиальная составляющая силы резания;

А и B — контактные участки поверхности;

D и d — наибольший и наименьший диаметры, получаемые при обработке

б

— изменениям радиальной составляющей силы резания Ру вследствие наличия погрешности формы исходной заготовки;

— изменением положения центров в результате тепловых воздействий.

Библиографический список

1. Ломова, О. С. Точность обработки деталей на круглошлифовальных станках : монография / О. С. Ломова, С. М. Ломов, А. П. Моргунов. — М. : Издательский центр «Технология машиностроения», 2011. — 176 с.

2. Драчев, О. И. Экспериментальные исследования стабилизации оси маложесткой детали при использовании само-центрирующих люнетов / О. И. Драчев, Г. В. Тараненко, В. А. Та-

раненко // Технологии и техника автоматизации 2008 : сб. трудов МНТК, посвященной 75-летию ГИУА. — Ереван : ГИУА, 2008. - С. 56-59.

АРТЮХ Роман Леонидович, старший преподаватель кафедры «Технология машиностроения». ДЕЙЛОВА Александра Витальевна, аспирантка кафедры «Технология машиностроения».

МОРГУНОВ Анатолий Павлович, доктор технических наук, профессор (Россия), заведующий кафедрой «Технология машиностроения».

Адрес для переписки: 644050, г. Омск, пр. Мира, 11.

Статья поступила в редакцию 27.12.2011 г.

© Р. Л. Артюх, А. В. Дейлова, А. П. Моргунов

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.