79974

Качество продукции машиностроения

Лекция

Производство и промышленные технологии

При изготовлении заготовок при механической обработке контроле сборке возникают различного рода погрешности как отклонения параметров от требуемых. В зависимости от причин их вызывающих погрешности можно разделить на следующие виды: систематические постоянные и изменяемые закономерно и случайные. Систематические постоянные погрешности не изменяются при обработке заготовок в одной партии. Они возникают под воздействием постоянно действующих факторов погрешности оборудования оснастки управляющих программ станков с ЧПУ.

Русский

2015-02-15

464 KB

1 чел.

Тема  5. Качество продукции машиностроения

Общие сведения о качестве продукции и ее оценка

В современных условиях мировой рынок выдвигает жесткие требования к качеству поступающей на него продукции. Последовательная интеграция государств в мировое экономическое сообщество требует целенаправленной политики по созданию государственной системы стандартизации, метрологии, сертификации и управления качеством.

О важности качества говорит уже тот факт, что ООН с 1990 года    9 ноября введен и отмечается «День качества».

Оценка качества – сфера деятельности квалиметрии – науки, основанной на совокупности методов и средств количественной оценки качества. Квалиметрия неразрывно связана со стандартизацией и метрологией.

Важная роль принадлежит метрологии – науке об измерениях (теория, единицы, эталоны, образцовые средства измерения).

Продукция обладает высоким качеством, если она соответствует требованиям стандартов (нормативно-технических документов). Соответствие стандартам подтверждается сертификацией. 

В условиях рыночной экономики сертификация реально влияет на качество товаров, поскольку сертифицированная продукция лучше реализуется. С 1993 года в целях защиты прав потребителя в Украине действует Система сертификации продукции (УкрСЕПРО).

Для обеспечения качества продукции в международной практике применяются стандарты серии ISO 9000 (изданные в 1987 году, они совершенствовались и переиздавались).

На Украине эти стандарты получили статус национальных с обозначением ДСТУ ISO – 9000 – 96 – ДСТУ ISO – 9004 – 95.

Качество продукции является важнейшим критерием развития национальной экономики государства. Системное управление качеством в современных условиях является основным способом создания конкурентоспособной продукции.

Качество – это совокупность свойств продукции, обуславливающих ее способность удовлетворять определенным потребностям в соответствии со своим назначением.

Качество машин характеризуется рядом показателей, которые можно разделить на три группы.

  1.  Технический уровень, определяющий степень совершенства машины: мощность, КПД, производительность, экономичность, точность работы и др. Технический уровень зависит не только от конструкции, но и от технологии изготовления.
  2.  Производственно-технологические показатели, характеризующие технологичность конструкции (использование материалов, трудоемкость и др.).
  3.  Эксплуатационные показатели:

функциональность – способность реализовать показатели назначения;

надежность (безотказность, долговечность, ремонтопригодность);

эстетичность (дизайн, товарный вид изделия);

эргономичность и экологичность, отражающие взаимодействия системы «человек – машина – среда»;

безопасность;

транспортабельность (приспособленность к транспортированию);

патентоспособность (правовая обеспеченность авторства).

Качество выпускаемой продукции обеспечивается исследованиями рынка, оптимизацией проектирования,  передовой технологией и ее строгим соблюдением, применением компьютерных интегрированных технологий, автоматизацией и механизацией производства, качеством сырья и материалов, надежностью, технической эстетикой, технологичностью и ремонтопригодностью, технико-экономической эффективностью, патентной чистотой, качеством оборудования и технологической оснастки, технической подготовкой производства, научной организацией труда, метрологическим обеспечением и др.

Качество детали и его показатели

Качество изделий (машин) обеспечивается соответствующими требованиями к качеству составляющих его деталей. Под качеством детали подразумевают точность размеров, отклонение от формы, взаимное расположение, состояние обработанных поверхностей.

Важной составляющей качества является точность – степень соответствия производимых изделий установленному эталону (соответствие требованиям чертежа). Точность понятие комплексное. Она обеспечивается на всех этапах технологического процесса.

Различают достижимую и экономическую точность.

Достижимой точностью называется такая точность, которую можно достичь данным методом, высококвалифицированным рабочим, на высокоточном оборудовании, высококачественным инструментом без ограничения времени обработки.

Под экономической точностью понимают точность, которая достигается при минимальной себестоимости на обычном оборудовании, рабочим соответствующей квалификации в нормальных производственных условиях.

При увеличении точности увеличивается себестоимость. Более высокая точность достигается применением трудоемких отделочных методов обработки, выполняемых  высококвалифицированными рабочими, сложностью техпроцессов, дороговизной уникального оборудования и оснастки.  Так, средняя экономическая точность чистового точения – ІТ9-ІТ10, чистового шлифования – ІТ7-ІТ8.

Под точностью формы поверхности понимают степень  ее соответствия геометрически правильной форме (плоскостность, линейность, цилиндричность, круглость).

К погрешностям взаимного расположения поверхностей относят: несоосность, несимметричность, неперпендикулярность, биение (торцевое, радиальное), непараллельность.      

Предельные отклонения (допуски) формы поверхности и взаимного расположения поверхностей указываются условными знаками на рабочих чертежах или оговариваются в тексте технических условий.

Качество обработанных поверхностей деталей характеризуется волнистостью, шероховатостью, состоянием поверхностного слоя (его упрочнением, остаточными напряжениями).

Волнистость – это совокупность регулярно повторяющихся выступов и впадин с отношением шага L к высоте H большим 40.

Шероховатость – совокупность неровностей с малым шагом (L/H<40), образующих рельеф поверхностей.

Устанавливаются параметры шероховатости:Rz , Ra ,Rmax , Sm ,S , tp. (рис. 5).

Рис. 5. Профилограмма поверхности для определения параметров шероховатости

Ra –среднее арифметическое отклонение профиля шероховатости:

                   или                     .           (3)

Rz – средняя высота неровностей по 10-ти точкам:

.                                          (4)

Sm – средний шаг неровности по средней линии:

.                                                   (5)

S – средний шаг неровности по вершинам выступов:

.                                                     (6)

tp – относительная опорная длина профиля;

Rmax – максимальная высота неровностей (профиля) – расстояние между линиями выступов и впадин.

Параметры шероховатости назначаются конструктором, исходя из эксплуатационных требований к детали. Существуют нормативы на шероховатость в зависимости от точности соответствующих размеров поверхностей и от назначения.

На чертежах шероховатость обозначается знаками и параметрами (чаще всего Rz  и Ra):

Оценка параметров шероховатости может осуществляться прямым или косвенным методами.

Косвенный метод определения шероховатости поверхности заключается в визуальном сравнении шероховатости поверхности детали с поверхностью эталонного аттестованного образца.

         Методы прямого контроля реализуются щуповыми или оптическими приборами.

Важные эксплуатационные характеристики деталей определяются качеством поверхностного слоя. Так, например, значительная шероховатость трущихся поверхностей приводит к интенсивному начальному износу, увеличению зазора трущейся пары, повышенному тепловыделению, удалению окисной пленки. С другой стороны, уменьшение высоты неровностей ниже оптимальных значений приводит к резкому износу из-за молекулярного сцепления и выдавливания смазки. В большинстве случаев поверхностное упрочнение (наклеп) способствует повышению износостойкости, как в условиях трения со смазкой, так и при сухом трении.  Поверхностные остаточные напряжения в основном снижают коррозионную стойкость, но вместе с тем остаточное напряжение сжатия повышает усталостную прочность.

Кроме шероховатости поверхности, на ее качество существенное влияние оказывает состояние поверхностного слоя. Под действием силы резания происходят пластические деформации, которые вызывают упрочнение (наклеп). Оценку упрочнения поверхностного слоя можно производить измерениями микротвердости и определением ее интенсивности по глубине.

Твердость – это способность материала сопротивляться внедрению в него специального наконечника (индентора). Методы определения твердости: по Роквеллу, Бринеллю, Виккерсу и др.

Интенсивность микротвердости определяется выражением:

 ,                                    (7)

где Н0 – твердость исходного материала;

Н – твердость после наклепа.

С целью повышения износостойкости поверхностей деталей, работающих при знакопеременных нагрузках, в машиностроении применяются технологические методы поверхностного упрочнения (выглаживание, обкатка, обработка дробью).

При получении заготовок в их поверхностном слое образуются остаточные внутренние напряжения. Остаточное напряжение – это напряжение, которое существует в поверхностном слое без приложения внешних нагрузок. В заготовках они уравновешиваются в полном объеме. Для исключения деформации заготовок в процессе и после механической обработки применяются специальные методы, например: старение (искусственное, естественное).


Единая система допусков и посадок

Для того чтобы деталь отвечала своему функциональному назначению, размеры ее поверхностей должны быть выполнены с достаточной точностью.

Размер – это числовое значение линейной величины в определенных единицах измерения. Размеры бывают номинальные, предельные, действительные.

Номинальный – это размер, который служит отсчетом предельных отклонений (D, L – отверстие;  d, l  –  вал).

Предельные размеры: наибольший  –  Dmax, dmax,

                                      наименьший  –  Dmin, dmin.

Действительный – это размер, который определяется непосредственно измерением с определенной точностью.

Предельные отклонения (ES, es–  верхние; EI, ei – нижние) могут быть отрицательными, положительными или равными нулю.

Допуск – это разность между наибольшими и наименьшими предельными размерами или модуль разности предельных отклонений.   

Td=dmax-dmin=[es-ei].                                       (8)

Допуск – всегда положительная величина

Полем допуска называют поле, ограниченное верхним и нижним предельными отклонениями, определяемое величиной допуска и его положением относительно номинального размера. При графическом изображении поля допуска проводят нулевую линию, которая определяет номинальный размер (рис. 6).

                                  

  1.  

0

Рис. 6. Схема расположения поля допуска вала

То из двух предельных отклонений (верхнее или нижнее), что расположено  ближе к нулевой линии, называют основным (ЕСДП –ГОСТ 25346-82 и др.). Основные отклонения  определяют положение поля допуска относительно нулевой линии. Основные  отклонения обозначаются буквами латинского алфавита: заглавными – для отверстий, прописными – для валов. Буквенные обозначения основных отклонений образуют ряды, их по 27 для валов и отверстий.

Для нормирования требуемых уровней точности ЕСДП предусматривает квалитеты (0,1;0,1…17). По мере увеличения порядкового номера квалитета допуск увеличивается, а точность уменьшается.

Квалитет – совокупность допусков, характеризующих постоянство относительной точности, то есть допуски в пределах квалитета зависят только от номинальных размеров, а для каждого номинального размера допуск зависит от квалитета. Таким образом, величина допуска зависит от номинального размера и квалитета.

Согласно требованиям ЕСДП на чертежах все размеры указываются с предельными отклонениями.

Условное обозначение поля допуска состоит из обозначения основного отклонения и квалитета: валы – h6, d11, отверстия – H6, D8

Детали, участвующие в сборке, содержит сопрягающиеся и несопрягающиеся (свободные) поверхности. Две или несколько подвижно или неподвижно соединенных детали называются сопрягаемыми, а поверхности, по которым соединяются детали – сопрягаемыми поверхностями. Различают  сопрягаемые поверхности: охватываемые и охватывающие.

Вал – это термин, применяемый для наружных охватываемых поверхностей. Основной вал – вал, у которого верхнее предельное отклонение es=0 (обозначается  h).

Отверстие – термин, применяемый для внутренних охватывающих поверхностей. Основное отверстие – отверстие, у которого нижнее предельное отклонение EI=0 (обозначается H).

Поля допусков основных валов и отверстий располагаются «в тело».

Посадкой называется характер соединения деталей, определяющийся зазором или натягом. Различают зазоры и натяги: максимальные, минимальные и средние. Например, максимальный  зазор:

Smax=Dmax-dmin=ES-ei.                                           (9)

Минимальный зазор:

Smin=Dmin-dmax=EI-es.                                          (10)

Средний зазор:

.                                              (11)

Посадка с зазором – это такая посадка, когда при сопряжении двух сопрягаемых деталей образуется зазор.

Посадка с натягом – посадка, при которой обеспечивается натяг в соединении.

Переходная посадка – посадка, при которой из партии сопрягаемых деталей могут образовываться как зазоры, так и натяги.

Для всех типов посадок допуск посадки численно равен сумме допусков отверстия и вала:                

TS=Smax— Smin;            TN=Nmax—Nmin.                                      (12)                      

TS(TN)= TD+Td.                                      (13)

Посадкой в системе отверстия называется такая посадка, в которой различные зазоры и натяги обеспечиваются за счет различных валов с основным отверстием. На рис. 7 показан пример схемы полей допусков для таких посадок.


   а)                                                                          в)

 

                         

 EI=0

                                               б)

Рис. 7. Схема полей допусков посадок в системе отверстия: а) с натягом; б) с зазором; в) переходная

Посадка в системе вала – посадка, в которой различные зазоры и натяги получают соединение различных отверстий с основным валом. Предпочтение в машиностроении отдается посадкам в системе отверстия, так как процесс получения отверстий более трудоемок.

Условное обозначение посадки состоит из обозначения полей допусков отверстия и вала, которые записываются в виде дроби: в числителе – для отверстия, в знаменателе – для вала, например:

- посадка в системе отверстия; - посадка в системе вала.

Предельные калибры для контроля гладких соединений

При изготовлении деталей их действительные размеры по различным причинам могут выходить за пределы поля допуска. Годность детали по заданному размеру устанавливают либо путем измерения, либо путем контроля указанного размера.

Измерения (определение действительного размера) производятся в условиях единичного, мелкосерийного производства с помощью универсальных измерительных инструментов (штангенциркуль, штангенглубиномер), микрометрических инструментов. Контроль проверяемого размера производится с целью определения его годности или негодности без установления действительного размера в массовом и крупносерийном производстве. Контроль деталей от IT6…IT17 осуществляется предельными калибрами.

Калибр – это бесшкальный измерительный инструмент, предназначенный для контроля размеров, формы, взаимного расположения поверхностей деталей. Так как размер поверхности ограничен двумя предельными размерами, например для отверстия (Dmax  и Dmin), то для контроля нужно иметь два калибра: один из которых контролирует размер по наибольшему предельному размеру, а другой – по наименьшему. Поэтому такие калибры называют предельными.

Проходной размер – тот из двух предельных размеров, который соответствует большему количеству материала в изделии, то есть для вала – dmax, для отверстия – Dmin. Проходные предельные размеры контролируются проходными (ПР) калибрами.

Для контроля отверстий в изделиях применяются гладкие калибры–пробки, для контроля валов – калибры–скобы (редко кольца).

Расчет калибров сводится к определению исполнительных размеров их проходной (ПР) и непроходной (НЕ) частей. Для скоб проставляют наименьшие предельные размеры с положительным отклонением, для пробок – наибольший с отрицательным отклонением, то есть в «тело» калибра, что обеспечивает большую вероятность получения годных калибров. При расчетах используются соответствующие схемы расположения полей допусков калибров.

Так, например, для контролирующей отверстие калибр-пробки  (рис. 8) исполнительные размеры:

проходной ПР=(ПРmax)-H= (Dmin+Z+H/2);                   (14)

непроходной НЕ=(Dmax+H/2)-H.                                                        (15)

На схеме обозначены:

Н – допуски на изготовление калибров (пробок и скоб);

У – допуск на выход размера изношенной пробки за проходной предел отверстия;

z – отклонение середины поля допуска калибра.

Рис. 8. Схема расположения полей допусков для контроля

отверстия

Точность обработки деталей машин

Виды погрешностей и методы их расчета

Точность размеров поверхностей изделий, их формы, взаимного расположения, обеспечиваемая различными технологическими методами, служит основой для проектирования технологических процессов механической обработки. В этой связи анализ погрешностей (как меры точности), их расчет и классификация  являются важнейшими вопросами технологии машиностроения. Точность изделия является важнейшей характеристикой его качества, так как повышение точности способствует повышению долговечности изделия, повышает надежность и конкурентоспособность.

При изготовлении заготовок, при механической обработке, контроле, сборке возникают различного рода погрешности, как отклонения параметров от требуемых.

В зависимости от причин их вызывающих погрешности можно разделить на следующие виды: систематические (постоянные и изменяемые закономерно) и случайные.

Систематические постоянные погрешности не изменяются при обработке заготовок в одной партии. Они возникают под воздействием постоянно действующих факторов (погрешности оборудования, оснастки, управляющих программ станков с ЧПУ).

Систематические закономерно изменяющиеся (функциональные) погрешности могут быть непрерывные и периодически повторяющиеся.

Случайные погрешности возникают в результате действия большого числа факторов не связанных между собой, их величину заранее определить невозможно.

Расчет погрешностей может осуществиться одним из  методов:

Расчетно-аналитический метод применяется при изготовлении уникальных и точных изделий в условиях единичного и серийного производства. При этом расчеты сопровождаются применением эмпирических и аналитических формул.

Вероятностно-статистический – применяется при изготовлении большой партии и позволяет без раскрытия сущности процессов или явлений произвести оценки погрешностей (первичных и суммарных).

Расчетно-статистический, при котором часть первичных погрешностей определяется расчетно-аналитическим методом, а часть статистическим методом.

При различных методах механической обработки получаемые рассеяния размеров подчиняются некоторым математическим законам: нормального распределения (закон Гаусса),  равной вероятности, равнобедренного треугольника (закон Симпсона), эксцентриситета (закон Релея) и др.

Закону Гаусса подчиняются погрешности  деталей, полученные при обработке на настроенных станках, при квалитетах точности IT8 и грубее. Применение этого закона связано с тем, что суммарная погрешность формируется при одновременном воздействии многих  первичных погрешностей, зависящих от станка, инструмента, приспособления, состояния заготовки (метода ее получения) и т.п. Уравнение кривой нормального распределения имеет вид:

,                                      (16)

                                                                         

где - среднее квадратичное отклонение:

.                                   (17)

- среднее арифметическое значение действительных размеров заготовки данной партии:

,                                     (18)

где  – действительный размер;

 mi – число заготовок данного интервала размеров (частота);

 n – число заготовок в партии;

е – основание натурального логарифма.

В качестве приближенной меры точности может служить поле рассеяния размеров ω, которое можно принять по полигону измерений (Lmax-Lmin). Кривая нормального распределения имеет симметричный характер с максимальным значением ординаты в точке соответствующей среднему арифметическому значению действительного размера (рис. 9 а).

В точках, удаленных на 3, кривая асимптотически приближается к оси абсцисс. На практике принято, что площадь, заключенная между кривой и осью абсцисс и ограниченная полем рассеяния ω= 6, приблизительно равна 1 (погрешностью 0,27%). Чем меньше , тем меньше поле рассеяния и кривая вытянута вверх (рис. 9 б).

                            а)                                                   б)                                                  

Рис. 9. Кривые нормального распределения

Расчет вероятности получения годной детали и брака при механической обработке, в случае, когда рассеяние действительных размеров подчиняется закону нормального распределения, производится следующим образом (рис.10):

Рис.10. К расчету вероятности получения годных деталей и брака

Если поле рассеяния определяется допуском Т (размерами Х1 и Х2 от центра группирования), то вероятность получения годных деталей будет определятся отношением суммы площадей F1 + F2 к площади, заключенной кривой:

,                                (19)

.                               (20)

Эти интегралы удобно представить в виде нормированной функции Лапласа:

,                             (21)

.                           (22)

Вероятность получения годной детали определяется суммой площадей W=F1+F2, а брака – Q=1 – W.

Влияние технологических факторов на погрешность

механической обработки

Суммарная погрешность механической обработки является следствием влияния технологических факторов, каждый из которых вызывает  отдельные погрешности. Суммарная погрешность оказывает влияние на технологические допуски, то есть допуски  на размеры по выполняемым переходам. Суммарную погрешность можно представить как алгебраическую сумму следующих факторов:

ΔΣустн.с.итукиспост,                     (23)

где  εу – погрешность установки заготовки на станке;

Δст – погрешность станка (связанные с неточностью станка);

Δн.с. – погрешность настройки станка;

Δи – погрешность  инструмента;

Δт – погрешности тепловые;

Δу – погрешности упругие;

Δк – погрешности контроля (связанные с измерением);

Δисп – погрешности, вызванные исполнителем;

Δост – неучтенные выше погрешности.

Погрешность установки детали на станке определяется рядом факторов:

εб – погрешностью базирования;

εпр – погрешностью и износом приспособления;

εз – погрешностью закрепления;

εу  можно определить как векторную сумму:

                                  εу= √εб 2+ εпр.2з.2 .                           (24)      

При проектировании технологических процессов величина погрешности может быть определена в зависимости от схемы базирования, точности отдельных элементов приспособления, от деформации, вызванной силами резания и силами зажима и т.д. При нерациональном выборе схем базирования и приспособлений эти погрешности могут доходить до 20% … 30% суммарной погрешности.

Погрешности, связанные с неточностью станка. Неточность станка в его нерабочем (ненагруженном) состоянии называют геометрической неточностью. Геометрические погрешности – это те погрешности, которые связаны с неточностью  взаимного расположения и закрепления узлов станка или его рабочих органов, что проявляется в основном при сборке. Проверка геометрической неточности осуществляется при ненагруженном станке или при перемещении его исполнительных  органов вручную. Допускаемые геометрические неточности регламентируются соответственно нормами и стандартами.

По геометрической неточности станки классифицируются:

станки нормальной точности – Н;

станки повышенной точности – П;

станки высокой точности – В;

станки особо высокой точности – А;

особо точные станки (мастер-станки) – С.

Погрешности более высокоточных станков значительно уменьшаются, а их стоимость (трудоемкость изготовления) резко возрастает (табл. 3). Для сравнения соотношения к станкам нормальной точности.

Таблица 3

Сравнительная таблица погрешности и стоимости станков

Станки

Погрешность, %

Трудоемкость, %

Н

П

В

А

С

100

60

40

25

16

100

140

200

280

480

Погрешность геометрической точности станков полностью или частично переносится на обрабатываемые заготовки в виде систематических погрешностей формы и взаимного расположения обрабатываемых поверхностей. Эти погрешности поддаются анализу и расчету.

Погрешности настройки станка. Эти погрешности вызваны износом инструмента и необходимостью периодической его смены или установки (переустановки) на необходимый размер. Задача настройки (поднастройки) сводится к правильности установки режущего инструмента, обеспечивающей выполнение размера обрабатываемой поверхности в пределах допуска. Достичь определенную точность можно по одному из 2-х методов:

метод пробных ходов и промеров;

метод автоматической настройки на размер (по эталонам, с помощью специальных средств).

Погрешности, связанные с неточностью режущего инструмента и его износом. Неточность режущего инструмента частично или полностью копируется на обрабатываемой поверхности. Особенно это касается фасонных резцов, фрез, резьбо-, зубонарезного инструмента. Эти погрешности являются систематическими постоянными погрешностями. Для уменьшения таких погрешностей применяются повышенные требования к точности изготовления инструмента и к его заточке.

В большой степени на точность обработки заготовок оказывают влияние погрешности, связанные с износом инструмента. Износ инструмента при работе на настроенных станках приводит к погрешности (изменению) настроенных размеров обрабатываемых поверхностей детали.

                                      

               I                             II                             III

Рис. 11. Зависимость износа инструмента

от времени его работы

Если представит закономерность износа функцией (рис. 11), то интенсивность износа Uо будет определяться следующим выражением:

,                                    (25)

где  - величины износа инструмента соответственно на моменты времени  его работы.

По величине Uо можно прогнозировать продолжительность (период стойкости) работы инструмента, обеспечивающую  размеры в поле допуска, то есть с заданной точностью.

Погрешность, вызванная тепловыми деформациями. В процессе механической обработки источниками образования тепла в технологической системе СПИД являются тепловые явления, сопровождающие процесс резания, трение подвижных органов и узлов станка и внешние источники.

На погрешности обработки влияют тепловые деформации станка, заготовки и инструмента.

Наибольший нагрев получают узлы и детали станка, расположенные вблизи электродвигателей, электроприводов, быстроходных органов. В результате этого нарушается форма станины, положение основных узлов (шпиндельной и задней бабки, суппорта). Одним из основных источников теплообразования является шпиндельная бабка. Колебания температуры 10 – 50С вызывает нарушение параллельности оси шпинделя направляющих станины, что приводит к возрастанию радиального и торцевого биения шпинделя, к погрешностям форм обрабатываемых поверхностей и размеров.

При обработке более 50% тепла поглощает заготовка. Нагреваясь, она вызывает искажение размеров и формы. Особенно характерно для тех деталей, у которых длина в 10 и более раз превышает поперечные размеры.

Режущий инструмент вносит погрешности обработки за счет температурного удлинения на 30 - 50 мкм. Применение СОЖ  в 3…3,5 раза позволяет уменьшить удлинение, следовательно, повысить точность. В меньшей степени тепловые деформации проявляются при работе многолезвийными инструментами (протяжками, фрезами, развертками).

Погрешности, связанные с упругими деформациями технологической системы. Технологическую систему СПИД рассматривают как замкнутый силовой, упругий контур. Возникающая в процессе резания сила вызывает упругие отжатия элементов систем. Нестабильность силы резания из-за неравномерности припуска заготовки,  неоднородности механических свойств материала, особенностей конструкции способствует неравномерности упругих перемещений,  следовательно, отклонению от правильности форм обрабатываемых поверхностей и размеров этих поверхностей.

Способность системы сопротивляться действию внешних сил называется жесткостью (ј). Численно жесткость элемента технологической  системы определяется отношением силы резания (Ру) к величине  перемещения (у) данного элемента в направлении действия силы:

, Н/мм.                                              (26)

Податливость – величина обратная жесткости.

Существует несколько методов определения жесткости металлорежущих станков или их отдельных узлов: статический, производственный, расчетный.

Статический метод реализуется на неработающем станке. С помощью специальной вал-оправки нагружают узлы станка, измеряя динамометром силу и перемещение узлов индикаторами. Испытания сопровождаются построением графиков «нагрузка – перемещение».

Более точным методом, полнее отражающим процесс работы станка, является производственный (динамический) метод. Этот метод основан на том, что при обработке заготовки с неравномерным припуском (глубиной резания) ее форма копируется на обработанной поверхности. Степень копирования тем больше, чем меньше жесткость технологической системы, то есть чем больше величина отжатия, которая зависит от глубины и скорости резания, подачи и свойств обрабатываемого материала.

Расчетный метод предполагает расчет жесткости каждого элемента станка и определение суммарного баланса жесткости.

На упругую деформацию технологической системы влияет не только жесткость станка, но и жесткость приспособления, инструмента и заготовки. В наименьшей степени влияет жесткость инструмента (за исключением расточных резцов). Деформации заготовки (у) зависят от способа её закрепления (заготовка рассматривается как балка, установленная на опорах и нагруженная радиальной силой Ру).

При закреплении заготовки типа вал консольно деформация равна:

.                                       (27)

При закреплении в центрах:

.                                      (28)

При закрепление заготовки в патроне с поддерживанием ее центром:

,                                    (29)

где  – вылет (длина) заготовки;

– жесткость ( – модуль упругости первого рода,  – момент инерции сечения заготовки).


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

6753. Основы цитогенетики. Строение и типы метафазных хромосом человека 26.99 KB
  Основы цитогенетики. Строение и типы метафазных хромосом человека. Многие ученые в разных странах мира изучали хромосомы клеточного ядра. Однако только в 1955 году Тио и Леван установили, что в большинстве клеток у человека присутствует 46 хромосом....
6754. Понятие о кариотипе человека 27.61 KB
  Понятие о кариотипе человека. Число, размеры и форма хромосом являются специфическими признаками для каждого вида живых организмов. Так, в клетках рака-отшельника содержится по 254 хромосомы, а у комара - только 6. Соматические клетки человека ...
6755. Гетерохроматин и эухроматин. Митоз и мейоз 30.76 KB
  Гетерохроматин и эухроматин В 1928 году при исследовании хроматина биологом Хейтцем было обнаружено, что некоторые участки хромосом сохраняют свою спирализациюи интенсивное окрашивание и в интерфазных клетках. Он предложил назвать эти участки ...
6756. Гаметогенез у человека 27.78 KB
  Гаметогенез у человека Процесс образования половых клеток называется гаметогенез. Он происходит в половых органах - гонадах. Гаметогенез имеет определенные особенности, зависящие от пола организма, в котором происходит мейоз. Формирование мужск...
6757. Биохимические основы наследственности человека 30.86 KB
  Биохимические основы наследственностичеловека Химические основы наследственности. Несмотря на то, что ДНК была известна с 1869 г. и наличие её в хромосомах было хорошо доказано, эту молекулу считали слишком простой для передачи наследственной ...
6758. Закономерности наследование признаков человека 33.83 KB
  Закономерности наследование признаков человека Основные закономерности наследования признаков в поколениях были открыты чешским исследователем Г. Менделем, опубликовавшим в 1866 году Опыты над растительными гибридами. Статья не привлекла внимания ...
6759. Взаимодействие генов. Изменчивость 38.64 KB
  Взаимодействие генов. Изменчивость Взаимодействие генов. Признаки появляются в результате взаимодействия генотипа с окружающей средой. Различают взаимодействие аллельных и неаллельных генов. Взаимодействие аллельных генов. Полное доминирование...
6760. Генеалогический метод исследования наследственности человека 38.62 KB
  Генеалогический метод исследования наследственности человека В настоящее время медицинская генетика располагает огромным количеством методов исследования, позволяющих решать подавляющее большинство практических и теоретических вопросов. Ряд из этих ...
6761. Наследственность и патология. Хромосомные болезни человека 30.53 KB
  Наследственность и патология. Хромосомные болезни человека Наследственные факторы могут принимать самое непосредственное участие в формировании патологических процессов. Наследственность может быть этиологическим фактором или играть роль в патогенез...