*112538*

К.т.н В.П.Приходько

Національний технічний університет України “Київський політехнічний інститут”, м. Київ, Україна

Оцінка точності технологічних (операційних) розмірів з урахуванням особливостей їх формування

Вдосконалення методології прогнозування точності розмірів, яка буде забезпечуватись при обробленні, з метою поліпшення якості прогнозування є одним із важливих напрямків підвищення ефективності та більш широкого використання розмірного моделювання і аналізу технологічних процесів.

Точність технологічних розмірів, що забезпечуються при обробці, оцінюється величиною поля розсіювання wF_і.

Якість прогнозування точності оброблення буде оцінюватись відхиленнями прогнозних величин полів розсіювання розмірів від реальних. Для технологічних розмірів вона, в основному, буде визначатись якістю (достовірністю) статистичних даних щодо середньої економічної точності відповідних процесів оброблення, а також повнотою врахування відхилень реальних умов оброблення від умов тестових випробувань за яких були отримані статистичні дані.

Для оцінки точності здебільшого використовуються експериментальні дані, які характеризують середню економічну точність розмірів w_ек , що забезпечуються конкретними технологічними оброблювальними системами (ТОС). При цьому, w_ек є величиною, яка характеризує точність розміру одержану з використанням типової ТОС за умови, що e_б = 0, e_з ¹ 0, e_пр ¹ 0. У цьому випадку вважають, що наявні похибки закріплення і верстатного пристрою враховані при визначенні w_ек . При використанні статистичних даних оцінка точності технологічного розміру може бути представлена у вигляді залежності, яка буде характеризувати величину поля розсіювання з урахуванням основних факторів Де - величина розсіювання, що характеризує середню економічну точність;

- відповідно, частина похибки установки заготовки та частина просторового відхилення технологічної (вимірювальної) бази розміру F_i, що не входять в і повинні бути враховані при оцінці точності одержуваного технологічного розміру F_i додатково.

В залежності від способу формування розмірів, їх можна розділити на 2 основні типи: 1тип - Розміри, що забезпечуються ТОС, тобто це технологічні розміри, що задаються від технологічної чи настроювальної бази, їх позначатимемо Рм або Р1.

а)	Наприклад: Pм ® F1 (розмір, що забезпечується ТОС, (рис.1а)
б)	2тип – 2.1.Розміри, що забезпечуються інструментом - Рі або Р2 Наприклад: Pi ® F2 (рис.1б)
в)	2.2. Розміри, що забезпечуються набором інструментів, числовою програмою або копіром – Рпр або Р2. Pпр ® F3; F1 ® Pм (рис.1в)
г)	2.3.Розміри, що забезпечуються верстатним пристроєм – Рвпр або Р2 Наприклад: Pвпр ® F4; F1 ® Pм (рис.1г).

Рис.1. Схеми формування розмірів

Визначення прогнозної величини поля розсіювання () технологічного розміру буде включати наступні етапи: 1) визначення типу розміру і структури залежності для розрахунку ; 2) визначення F_i; 3) розрахунок частин похибки установки заготовки та просторового відхилення технологічної (вимірювальної) бази для розміру F_i, які необхідно врахувати додатково (,).

Тип технологічного розміру визначає конкретну структуру залежності для розрахунку величини поля розсіювання, у тому числі наявність та величину відповідних складових. Зокрема, спільною особливістю розмірів 2 типу є відсутність впливу на їх точність похибок установки заготовок та просторових відхилень бази. Отже визначення прогнозних величин wF_i має певні особливості, пов’язані зі схемами формування розмірів.

Зокрема розрахунок wF_i для розмірів першого типу - P_м (F1,рис.1), тобто для технологічних розмірів, що забезпечуються ТОС, пропонується виконувати з використанням наступної залежності: (1)

- складові в формулі (1), враховують відмінність реальних умов обробки від нормативних, в яких одержано значення . При цьому:

1) ,найчастіше приймається рівною похибці базування, якщо . Тобто в проектних розрахунках доцільно приймати , оскільки було одержано за умови, що . Вважається, що відповідають нормативним умовам оброблення. У випадках, коли існують сумніви, щодо стану верстатного пристрою, наприклад верстатний пристрій має підвищений знос, це також повинно враховуватись додатково при визначенні .

2) - частка величини просторового відхилення технологічної бази, що не входить в , яку необхідно врахувати додатково. Зауважимо, що складову можна розглядати як похибку базування, викликану похибкою форми ТБ.

В проектних розрахунках для її визначення доцільно прийняти

= - k1× (2) якщо> 0 (різниця більше нуля) і = 0, якщо різниця менше або дорівнює нулю.

Формула (2) враховує додатковий вплив, на величину поля розсіювання технологічного розміру, таких факторів як:1)стан технологічної бази, зокрема величину похибки її розташування чи форми; 2) вид технологічної бази (установча чи опорна або направляюча); 3)точність одержуваного розміру.

Вплив стану та виду технологічної бази (ТБ) враховується в формулі (2) коефіцієнтом k, а вплив точності одержуваного розміру - коефіцієнтом k1.

k1- коефіцієнт, значення якого обирається в залежності від точності одержуваного розміру, зокрема: k1=0,6 – для розмірів по IT10...14 (нормальної точності); k1=0,4 – для розмірів по IT7...9 (підвищеної точності); k1=0,25 – для розмірів по IT5...6 (високої точності).

Тобто сенс формули (2) можна пояснити так: частина просторового відхилення ТБ, що перевищує 25-60% поля розсіювання повинна враховуватись додатково, оскільки вона не враховувалась при визначенні .

Пояснимо врахування впливу стану і виду технологічної бази при розрахунку Δρ_ТБFi, що відображається параметрами ρ_ТБ і k.

Якщо розмір F_i забезпечується від опорної чи направляючої технологічної бази, то Δρ_ТБFi буде просторовим відхиленням, як правило, відхиленням від перпендикулярності поверхні, що контактує з опорою верстатного пристрою, відносно установчої чи подвійної направляючої ТБ. При цьому коефіцієнт k приймається в залежності від типу опори, її розташування в межах від 1 до 2.

Наприклад, розмір F1 забезпечується від опорної чи направляючої бази:

1) k=2, якщо точкова опора розташована на периферії ТБ;

2) k=1, якщо точкова опора розташована по осі симетрії або опора має форму кільця невеликої ширини.

Якщо розмір F_i забезпечується від установчої технологічної бази, то k≈1, а ρ_ТБ буде представляти собою похибку форми, наприклад, величину короблення – опуклість чи вгнутість, які повинні розраховуватись як при аналітичному визначенні припусків з використанням даних питомої величини короблення і з урахуванням розміру базової поверхні [1] ρ_ТБ=Δ_кор∙l, (3)

Приведені приклади не вичерпують можливі особливості базування заготовок і визначення відповідних параметрів, тому в реальних умовах обробки значення k , ρ_ТБ і необхідно уточнювати на основі відповідного аналізу умов оброблення, конструкції деталі, виду і стану заготовки та інших факторів[2].

В залежності від схеми установки заготовки формула (1) може мати всі складові або тільки частину з них. Наприклад, при установці заготовки на плаваючий передній центр і тоді залежність (1) буде включати дві складові.

Для розмірів 2 типу похибки установки заготовок не враховуватимуться, а просторові відхилення будуть входити в , тому для типів розмірів формула буде мати такий вигляд: = (4)

Для прикладу виконаємо оцінку точності технологічних розмірів F1, F2 , що представлені на ескізі (рис.1а).

Розмір F1 забезпечується від технологічної бази отже він є розміром 1 типу і його точність буде оцінюватись величиною поля розсіювання розрахованою за формулою (1)

_{Для чорнового оброблення приймємо:}

; тоді ;

Опорна технологічна база є необробленою поверхнею заготовки, одержаної штампуванням, для якої ρ_ТБ= 0,8мм. В якості опори 5 використовується точкова опора розташована по осі заготовки, отже k=1.

З урахуванням точності розміру F1 приймаємо, k1=0,6 тоді після підстановки в формулу(2) одержимо:=-0,6×=0,8–0,15= 0,65мм. Остаточно = 0,25 + 0+0,65 = 0,9мм.

Очевидно, що у такому випадку неврахування впливу просторового відхилення технологічної бази приведе до необґрунтованого зменшення прогнозної величини поля розсіювання, а отже і до суттєвого завищення точності одержуваного технологічного розміру у порівнянні з реальною.

Розмір F2 забезпечується програмою верстата, отже він є розміром 2 типу, з урахуванням чого величину поля розсіювання розрахуємо згідно з формулою (4). == 0,2мм.

Висновки: 1.Оцінка прогнозної точності технологічних розмірів повинна проводитись з урахуванням схем їх формування, які визначають фактори, що необхідно враховувати при розрахунках величин полів розсіювання.

2.Використання запропонованих залежностей забезпечує підвищення якості прогнозної оцінки точності технологічних розмірів на основі врахування особливостей їх формування.

Література:

1.Косилова А.Г., Мещеряков Р.К.и др. Справочник технолога-машиностроителя.Т1.М.:Машиностроение,1986.655с.

2.Приходько В.П. Розрахунок похибок базування з використанням розмірних ланцюгів.// Зб.:”Вестник Национального технического университета Украины ”Киевский политехнический институт”. Машиностроение. №44,2003,с.199-201