ПОВЫШЕНИЕ ТОЧНОСТИ. И КАЧЕСТВА ОБРАБОТКИ. НА КРУГОШЛИФОВАЛЬНЫХ СТАНКАХ

2. Виды погрешностей и способы получения заданных размеров

Чертеж детали является исходным документом, определяющим требования к размерам и качеству ее изготовления. На чертеже указываются наименование обрабатываемой детали, материал и вид заготовки, размеры и допустимые отклонения, точность геометри­ческой формы, шероховатость обработанной поверхности, вид терми­ческой обработки и пр. Технические требования — предельные откло­нения формы и расположения поверхностей задаются на чертеже условными обозначениями или текстом в соответствии с стандартом СТ СЭВ 301—76.

Операционные эскизы — технологический документ, предназна­ченный для рабочего и контролера. На эскизе указываются по­верхности обработки, размеры и технические требования, которые должны быть выдержаны при выполнении операции. Эскиз фикси­рует внимание рабочего на технических требованиях, предъявляе­мых при выполнении операции. Обрабатываемые поверхности выде­ляют увеличением толщины линий, размеры проставляют только те, которые должны быть получены после окончания операции.

Технологическая система — система, включающая в себя в об­щем случае технологическую машину, приспособление, инструмент с несущими элементами и обрабатываемую заготовку, и подготовлен­ная к выполнению технологической операции. Проектирование техно­логического процесса — разработка технологических документов, определяющих характер и последовательность всех составных частей технологического процесса изготовления и контроля детали и методов их осуществления.

Степень приближения размеров, формы и расположения обра­ботанных поверхностей к значениям, заданным, в чертеже, ха­рактеризует точность обработки. При контроле точности обработки различают точность размеров, формы и расположения поверхностей.

Отклонением профиля цилиндрической поверхности в поперечном сечении является некруглость, т. е. наибольшее расстояние б от точек реального профиля до прилегающей окружности. Отклонение от цилиндричности — наибольшее расстояние б от точек реальной по­верхности до прилегающего цилиндра в пределах нормируемого уча­стка. Погрешность формы в поперечном сечении — некруглость — вызывается погрешностями установки, т. е. неточностью выполнения центровых отверстий детали и центров станка, неполным прилега-
ниєм центровых отверстий к центрам, непостоянством положения оси вращения шпинделя, некруглостью шеек шпинделя и копированием погрешностей заготовки вследствие деформаций упругой системы от действия силы резания.

Погрешности формы в продольном сечении (иецилиндричность) возникают главным образом в результате иепрямолинейностн про­дольного движения стола, непараллельности его перемещений, по

отношению к оси вращения детали, неточности наладки станка, сме­щения пииоли задней бабки, несоосности расположения центров, а также от силовых и тепловых деформаций системы и неравномер­ности припуска.

Для установления характера и оценки отклонений поверхности от правильной формы необходимо измерение текущих значений ра­диусов-векторов от. центра фигуры, совмещенной с осью вращения специального измерительного прибора — макропрофилографа. Ре­зультаты показаний прибора записываются на контурограмме (рис. 8). Размер радиусов-векторов отсчитывается от центра вра­щения и фиксируется на бумажном диске. Запись отклонений в за­висимости от их значений производится с увеличением до 10 000 раз. Завод «Калибр» выпускает микропрофилографы модели 218 с точ­
ностью до 0,1 мкм. Прибор модели 218 имеет шпиндель, вращаю­щийся на опорах качения, и электромеханическую измерительную схему (рис. 9). На литой чугунной станине / помещается горизон­тальный стол 3 и панель управления 2. На задней стенке станины имеются вертикальные направляющие, но которым перемещаются колонна 8, несущая шпиндельную головку 6 со шпинделем 5 и закрепленным на нем датчиком 4. На передней стенке шпиндельной головки располагается записывающий прибор 7. С помощью электромеханического привода колонна может перемещаться вверх

и вниз со скоростью

100 мм/мин (установочное перемещение) или со ско­ростью 60 мм/мин (в тех случаях, когда нужно уста­новить измерительный на­конечник щупа датчика в строго определенное положе­ние относительно измеряемой детали).

Стол предназначен для установки измеряемой дета­ли, а также ее центрирова­ния и может перемещаться в двух взаимно перпенди­кулярных направлениях на ±3 мм двумя планетарно­винтовыми механизмами. В шпиндельной головке поме­щаются шпиндель, электро­двигатель и коробка пере­дач. Диск записывающего прибора вращается син­хронно со шпинделем, вы­полненным в виде призмати­ческой кольцевой опоры ка­чения и обеспечивающим круговое движение датчика с погрешностью менее 0,1 мкм. Опора состоит из двух дисков, в каждом из которых имеется кольцевая канавка и комплект шари­ков, размещенных в этих ка­навках.

Пределы измерения по диаметру, мм…………………………………………. 3—300

Высота, мм……………………………………………………………… 400

Увеличение……………………………………………………… . 250—10 000

Погрешности измерения, мкм……………………………………….. 0,1

при центрировании…………………………………………………………. 15

» измерении………………………………………………………………. 1,5

Форма измерительного наконечника……………………………………… Сфера

Радиус закруглении наконечника, мм…………………………………….. 1.25

Измерительное усилие, И…………………………………………….. До 0,12

Запись результатов измерения производится в полярной системе координат на бумажном диске.

При изготовлении осей, валов или других длинных цилиндри­ческих детален с применением широких шлифовальных кругов нз-за неравномерного нагрева опор шпинделей получаются погрешности в виде нецнлиндричности.

Рис. 10. Устройство для автоматического регулиро­вания цилиндричности детали

В станках новой конструкции предусмотрено устройство для автоматического регулирования цилиндричности детали. Это уст­ройство включает в себя измерительную и управляющую части (рис. 10). Измерительная часть имеет две головки 1, 2, измеряю­щие деталь в двух сечениях по возможности по краям детали. На основе измерения подается команда. Управляющее устройство состоит из шагового электродвигателя 9, который через червячную пару 8 и два эксцентрика 5 и 7, помещающиеся на одном валу в корпусе 6, воздействует на корпус пиноли 3 задней бабки 4. Корпус пиноли закрепляется на стальной пластине 10 — пружине, которая под воздействием эксцентриков может отжиматься и компенсировать возникающую нецилиндричность. Шаговый электродвигатель делает за один оборот шесть шагов и эксцентрики поворачиваются на известный угол для компенсации нецилиндричности.

Преимущество пружинного устройства в том, что оно работает без потерь на трение, является беззазорным механизмом и позволяет перемещать корпус пиноли задней бабки в обе стороны.

В практике машиностроения ворочаются сопряжения с задан­ным зазором в несколько микрометров, например при сопряжении плунжерных пар, пневматических н гидравлических устройств и др. Получение указанных зазоров требует выполнения детали с высокой точностью, что достигается с применением этого приспособления

Точность выполнения размеров и формы при шлифовании зави­сит от технических факторов: способа получения заданных размеров, износа круга, установки детали при обработке, постоянства поло­жения оси вращения станочного шпинделя, плавности малых пере­мещений, силовых деформаций и жесткости системы, тепловых де­формаций, погрешностей предварительной обработки, точности станка и др.

Получение заданных размеров при обработке может осущест­вляться пробными проходами, автоматическим получением размера при работе до упора или с применением измерительно-управляю — щих устройств.

При получении размеров пробными прбходами станок настраи­вается на окончательный размер при обработке каждой заготовки. Потери времени на измерение и пробные проходы при изготовлении повторяющихся деталей ограничивает применение этого метода.

На точность выполнения размера при работе до жесткого упора влияютизнос круга и алмаза, изменение режущей способности круга, тепловые и силовые деформации станка и обрабатываемой заго­товки. При работе до упора можно обеспечить точность обработки по квалитетам 7 и 8. Для повышения чувствительности и точности отсчета размеров в некоторых станках предусмотрен электрический упор, который позволяет осуществить обработку по квалитетам 6 и 7.

При автоматическом получении заданных размеров находят при­менение устройства для измерения заготовок в процессе обработки. При этом исключается влияние деформации детали, износа круга, тепловые и силовые деформации. Дальнейшим развитием являются измерительно-управляющие устройства, устройства измерения по­грешностей после обработки, позволяющие на основе измерений активно воздействовать на перемещения исполнительных органов станка.

При работе до упора на точность выполнения размеров влияет износ круга. В тех случаях, когда размерная стойкость круга ниже периода его стойкости по режущей способности, возникает необ­ходимость в специальных устройствах для компенсации размерного износа круга. К таким устройствам можно отнести подналадчики, представляющие собой измерительно-управляющие устройства, кото­рые, воздействуя на исполнительный механизм станка, изменяют относительное положение круга, когда размер детали выходит за заданные границы внутри поля допуска. Роль подналадчика заклю­чается в том, чтобы перемещать положение центра группирования размеров в установленное при первичной наладке положение. Для автоматической компенсации износа круга иногда используют уст­ройства, осуществляющие правку круга.