Изучение влияния сил закрепления и неточностей установки заготовок на погрешность обработки

принудительном закреплении деталь оказывается зажатой между одним или несколькими крепежными элементами приспособле­ния таким образом , что ее перемещение в определенном направлении без разрушения этих элементов невозможно. Если приспособление правильно скон­струировано , то прилагая сравнительно небольшое усилие , можно достичь весьма надежного ее закрепления. Если же зажимное устройство основано только на действии трения, то для получения надежного закрепления прихо­дится прилагать очень большое усилие, т.к. коэффициент трения имеет значе­ние меньше единицы.

Для повышения коэффициента трения применяют насечки на кулачках и подобных зажимных элементах. Однако это возможно, если поверхности при­жима еще не обработаны начисто. Большие усилия вызывают деформации да­же на первый взгляд жестких деталей , тогда как менее жесткие детали де­формируются от самых незначительных усилий.

Установка обрабатываемых заготовок по базовым поверхностям предпо­лагает полноту совпадения ее опорной поверхности с соответствующей уста­новочной поверхностью приспособления.

При  закреплении  деталь, вследствие  наличия  целого  ряда  причин   при разных условиях, не занимает в направлении оси одно и тоже направление и тем самым возникают дополнительные погрешности при получении размеров детали, отсчитываемых в осевом направлении от опорного торца. На смещение детали оказывает влияние величина и стабильность усилия зажима, В связи с тем , что колебания усилия зажима носят случайный характер , то и погреш­ность закрепления также будет случайной.

При этом, если деталь ( образец ) будет занимать при закреплении одно и тоже угловое положение, то величина фиксируемой погрешности предопреде­ляется только силами закрепления. Если же деталь при каждом новом закреп­лении будет проворачиваться и , следовательно , занимать случайное угловое положение , то неточности изготовления образца ( детали ) будут сказываться на величине получаемой погрешности в осевом направлении , которая в дан­ном случае будет предопределяться погрешностью уже установки заготовки , а не только силами закрепления.

При установке детали в машинных тисках если закрепляемая деталь не достаточно жесткая, то вследствие упругих деформаций под действием усилия зажима может произойти искажение ее геометрической формы ; после обра­ботки и раскрепления заготовка вновь примет свою первоначальную форму, и это приведет к погрешности по размеру. В связи с тем, что колебания усилия зажима носят случайный характер, то и погрешность закрепления также будет случайной.

При закреплении жестких заготовок погрешность закрепления также будет иметь место , но в этом случае она будет следствием Параллельности за­жимных поверхностей, возникающей при наличии зазоров в конструкции тисков , которые и вызвали перекос заготовки. Кроме того , упругие контактные деформации в стыке заготовка - неподвижная губка тисков вызовут смещение

базовой поверхности заготовки.

Погрешность положения заготовки, вызываемая неточностью приспособле­ния, определяется ошибками изготовления и сборки его установочных элемен­тов , их прогрессирующим износом, а также ошибками установки и фиксации приспособления на станке.

Величины погрешности установочных элементов , установки на станке и их прогрессирующий износ характеризует расстояние между предельными про­екциями измерительной базы обрабатываемых заготовок на направление вы­полняемого размера.

Практическая часть.

Работа 3.1 определение погрешности от сил закрепления заготовки в машинных тисках:

а) заготовка свободно кладётся на подкладку тисков и зажимается от руки с продольным усилием зажатия.

Определим τ – критерий для max и min значения выборки

X_min= 0,03                                                   x_max=0,16

Определим  =0,1072 – среднее арифметическое;

Определим среднее квадратическое  S­­­²:

Для  X_min :   

                    S²=(0,03-0,1072)²/24=0,000248

                    S_min=0,016

Для x_max : S²=(0,16-0,1072)²/24=0,000116

                    S_max=0,011

Определяем τ – критерий :

         

Т.к. τ_min>τ_1-p=2,74, то его удаляем из выборки как грубо ошибочное

         

Это значение так же исключает из выборки как ошибочное

Т.о. для определения погрешности закрепления показания индикатора сведём данные в таблицу 1

Таблица 1

Показания индикатора, мм	Частота показания индикатора
0,04	1	4,35
0,05	3	13,05
0,07	2	2,7
0,08	1	4,35
0,09	1	4,35
0,1	1	4,35
0,11	1	4,35
0,12	2	8,7
0,13	2	8,7
0,14	7	30,45
0,15	2	8,7
	23	100

б) заготовка свободно кладётся на накладку тисков, после чего производится легкое предварительное зажатие тисков. Затем лёгким постукиванием по заготовке плотно прижимают её к подкладке и производят проверку плотности прилегания заготовки путём попытки вынуть подкладку из-под неё. Если подкладка плотно прижата заготовкой и не может быть удалена, то производится окончательное зажатие тисков.

Определяем τ – критерий для max и min значения выборки

X_min=0                                                                   x_max=0,07

Определим  = 0,0396 ; определим среднеквадратическое :

S²_min=(0-0,0396)²/24=0,00006534

S_min=0,0081

S²_max=(0,07-0,0396)²/24=0,0304 следовательно S_max=0,174

Определяем τ-параметр:

τ_min=|0-0,0396|/0,0081=4,9 > τ_1-p=2,74 => удаляем x_min из выборки как грубо ошибочный

τ_max­=|0,07-0,0396|/0,174=0,175 < τ_1-p =>оставляем в выборке

Таблица 2

Показания индикатора, мм	Частота показания индикатора	Частота принятая к построению, %
0,01	1	4,17
0,02	3	12,51
0,03	3	12,51
0,04	8	33,36
0,05	4	16,68
0,06	4	16,68
0,07	1	4,17
	24	100

Cтроим графики смещений для обоих видов крепления

                                       Случай а)

                                       Случай б)

Работа 3.2 определение погрешности в осевом и радиальном направлениях от сил закрепления заготовок в трёхкулачковом патроне.

а) по данным индикатора установленного в торец заготовки.

Определяем τ – критерий для max и min значения выборки

X_min=0,01                                                              x_max=0,08

Определим  =0,0342 – среднее арифметическое;

Определим среднее квадратическое  S­­­²:

Для  X_min :   

                    S²=(0,01-0,0342)²/24=0,0000244

                    S_min=0,0049

Для x_max : S²=(0,08-0,0342)²/24=0,0000874

                    S_max=0,0093

Определяем τ – критерий :

           

Т.к. τ_min>τ_1-p=2,73, то его удаляем из выборки как грубо ошибочное

         

к. τ_max>τ_1-p=2,73, то его удаляем из выборки как грубо ошибочное

Таблица 3

Показания индикатора, мм	Частота показания индикатора	Частота принятая для построения, %
0,015	1	5,56
0,02	6	33,36
0,025	1	5,56
0,03	2	11,12
0,04	2	11,12
0,05	3	16,68
0,06	1	5,56
0,065	1	5,56
0,07	1	5,56
	18	100

б) по данным индикатора, установленного на цилиндрическую направляющую заготовки

Определяем τ – критерий для max и min значения выборки

X_min=0,25                                                              x_max=0,39

Определим  =0,3416 – среднее арифметическое;

Определим среднее квадратическое  S­­­²:

Для  X_min :   

                    S²=(0,25-0,3416)²/24=0,00035

                    S_min=0,019

Для x_max : S²=(0,39-0,3416)²/24=0,000098

                    S_max=0,0099

Определяем τ – критерий :

           

Т.к. τ_min>τ_1-p=2,73, то его удаляем из выборки как грубо ошибочное

         

к. τ_max>τ_1-p=2,73, то его удаляем из выборки как грубо ошибочное

Таблица 4

Показания индикатора, мм	Частота показания индикатора	Частота принятая для построения, %
0,3	2	8,7
0,31	2	8,7
0,32	3	13,05
0,33	3	13,05
0,34	1	4,35
0,35	2	8,7
0,36	5	21,75
0,37	1	4,35
0,38	4	17,4
	23	100

Строим графики

                                       Случай а)

                                       Случай б)

Работа 3.3 Определение погрешности в осевом и радиальном направлении при установки заготовок в четырёхкулачковом патроне (заготовка перед каждым новым закреплением проворачивается на неопределённую угловую величину)

а) по данным индикатора установленного в торец заготовки

Определяем τ – критерий для max и min значения выборки

X_min=0,11                                                              x_max=0,21

Определим  =0,1652 – среднее арифметическое;

Определим среднее квадратическое  S­­­²:

Для  X_min :   

                    S²=(0,11-0,1652)²/24=0,00013

                    S_min=0,011

Для x_max : S²=(0,21-0,1652)²/24=0,000084

                    S_max=0,0092

Определяем τ – критерий :

           

Т.к. τ_min>τ_1-p=2,73, то его удаляем из выборки как грубо ошибочное

         

к. τ_max>τ_1-p=2,73, то его удаляем из выборки как грубо ошибочное

Таблица 5

Показания индикатора, мм	Частота показания индикатора	Частота принятая к построению, %
0,13	3	13,05
0,14	4	17,4
0,16	3	13,05
0,17	4	17,4
0,18	5	21,75
0,2	4	17,4
	23	100

б) по данным индикатора, установленного на цилиндрическую направляющую заготовки

Определяем τ – критерий для max и min значения выборки

X_min=0,325                                                                     x_max=0,41

Определим  =0,3856 – среднее арифметическое;

Определим среднее квадратическое  S­­­²:

Для  X_min :   

                    S²=(0,325-0,3856)²/24=0,000153

                    S_min=0,0124

Для x_max : S²=(0,41-0,3856)²/24=0,000025

                    S_max=0,005

Определяем τ – критерий :

           

Т.к. τ_min>τ_1-p=2,73, то его удаляем из выборки как грубо ошибочное

         

к. τ_max>τ_1-p=2,73, то его удаляем из выборки как грубо ошибочное

Показания индикатора, мм	Частота показания индикатора	Частота принятая к построению, %
0,34	1	4,17
0,35	1	4,17
0,365	1	4,17
0,38	2	8,34
0,39	10	41,7
0,395	3	12,51
0,4	4	16,68
0,405	1	4,17
	24	100

Cтроим графики осевых перемещений

                              Случай а)

                              Случай б)

Из сравнения двух графиков видно, что разброс значений отклонений в первом случае больше чем во втором.

Около 30 % всех отклонений в первом случае  приходится на отклонение