ПОХИБКИ ОБРОБКИ, ВИКЛИКАНІ ТЕМПЕРАТУРНИМИ ДЕФОРМАЦІЯМИ ТЕХНОЛОГІЧНОЇ СИСТЕМИ

Як правило, при обробці заготовок виділяється велика кількість тепла в зоні різання і різних механізмах верстата, що призводить до нагрівання елементів технологічної системи. В результаті інструмент, заготівля, пристосування і деякі частини верстата піддаються температурних деформацій, які порушують правильність їх положення і призводять до утворення похибок обробки. Так, теплові деформації різця при точінні призводять до подовження державки (збільшення розміру ), а, отже, до зміщення різальних крайок і утворення похибки форми обробленої циліндричної поверхні (рис. 4.4).

Температурні деформації елемента технологічної системи залежать від кількості теплоти, що надходить в цей елемент, його форми, маси, питомої теплоємності матеріалу елемента і інших чинників. При рівномірному нагріванні заготовки або інструменту простої геометричної форми їх температурні деформації можуть бути розраховані за відомою залежністю:

(4.4)

Схема формування відхилення від циліндричної зовнішньої поверхні заготовки внаслідок подовження державки різця через температурних деформацій

Мал. 4.4. Схема формування відхилення від циліндричної зовнішньої поверхні заготовки внаслідок подовження державки різця через температурних деформацій

де - коефіцієнт лінійного розширення матеріалу заготовки або інструменту; - розглянутий розмір інструменту або заготовки (виліт інструменту з різця власника, діаметр, довжина або висота заготовки та ін.); - зміна температури нагріву інструменту або заготовки за розглянутий період часу.

Найбільш істотними температурні деформації виявляються у тонкостінних заготовок, які, як правило, більше нагріваються в процесі обробки. Похибки обробки масивних заготовок від їх температурних деформацій зазвичай невеликі і ними часто нехтують.

приклад 4.6

Оцінимо теплові деформації державки різця, що призводять до похибок форми зовнішньої циліндричної поверхні заготовки при точінні (див. Рис. 4.4).

Зміна температури нагріву державки за час обробки однієї заготовки , коефіцієнт лінійного розширення матеріалу державки , виліт інструменту з резцедержателя мм.

На початку обробки заготовки розмір мінімальний, в процесі різання інструмент нагрівається, і в кінці робочого ходу розмір внаслідок теплових деформацій різця має максимальне значення. Тоді відповідно до рівняння (4.4) можна визначити, що

На фінішних технологічних операціях похибки обробки, викликані тепловими деформаціями заготовки, можуть бути домінуючими внаслідок незначних коливань припусків, а, отже, сил різання і пружних деформацій елементів технологічної системи.

приклад 4.7

На всередині шліфувальному верстаті-автоматі обробляються заготовки втулок. Спочатку обробляється центральний отвір заготовки, потім шліфується вільний торець. При шліфуванні торця витримується необхідна довжина втулки мм. За час обробки отвори заготівля нагрівається на і збільшується в розмірах. Визначте похибку обробки довжини втулки через її температурних деформацій, якщо коефіцієнт лінійного розширення матеріалу втулки Використовуючи формулу (4.4), отримаємо:

Як бачимо, похибка обробки складає більше половини допуску мм на довжину втулки.

Для зниження похибок обробки через температурних деформацій необхідно використовувати ефективне охолодження оброблюваних заготовок, підтримувати коливання температури повітря в цеху у вузьких межах, прогрівати верстати на холостому ходу до початку роботи, охолоджувати заготовки перед виконанням чистових технологічних переходів, враховувати температурні деформації технологічної системи при налаштуванні верстата на виконуваний розмір (або розміри), скорочувати перерви в роботі технологічних систем.

У більшості випадків точний облік впливу температурних деформацій технологічної системи на точність обробки неможливий через складність теплових і деформаційних процесів. Тому часто похибка від температурних деформацій приймають 10-40% від суми інших похибок обробки, причому великі значення рекомендується брати для фінішної лезвийной або абразивної обробки.

 
< Попер   ЗМІСТ   Наст >