Формирование размера динамической настройки. Погрешность позиционирования. Управление погрешностями станка с ЧПУ

Лекция 11

План:

          1. Формирование размера динамической настройки.

          2. Погрешность позиционирования. Управление погрешностями

станка с ЧПУ.

          3. Пути управления точностью на МЦС с ЧПУ.

          1. Формирование размера динамической настройки

          Причиной появления размера динамической настройки А_Д являются упругие перемещения технологической системы под действием силы резания. В первом приближении для определения размера динамической настройки необходимо знать жесткость технологической системы j и действующее усилие резания Р_у, направленное по нормали к обрабатываемой поверхности:

.

          С точки зрения точности отрицательным фактором является колебание размера А_д, то есть наличие погрешности _Ад. На колебание размера динамической настройки _Ад наиболее сильное влияния оказывают такие случайные факторы, как колебания припуска и твердости материала заготовок, а так же затупление режущего инструмента.

          Изменение размера динамической настройки А_д в зависимости от колебания припуска заготовки _заг и твердости материала заготовки С_р можно определить по формулам:

;      ,

где:  t - глубина резания, мм;

S - подача, мм;

С_р - коэффициент, учитывающий твердость материала заготовки;

q - коэффициент, учитывающий другие условия обработки;

- коэффициент, учитывающий отношение нормальной составляющей Р_у к общей силе резания.

          Как следует из приведенных формул точность заготовок в значительной степени определяет колебание размера динамической настройки. Точность заготовок, в свою очередь, непосредственно зависит от метода их получения. В условиях единичного и мелкосерийного производства, на долю которого приходится примерно 70-75% всей продукции машиностроения, методы получения заготовок отличаются сравнительно невысокой точностью (литье в песчаные формы, свободная ковка в подкладных штампах, горячая штамповка в открытых штампах и др.). Допускаемые отклонения на размеры отливок из чугуна, стали, цветных металлов и сплавов в разовые формы, регламентированные ГОСТ, составляют 2-6мм для деталей средних размеров и 10-20мм - для крупногабаритных деталей. Допуски на изготовление поковок, получаемых ковкой в подкладных штампах согласно ГОСТ составляют 2-12мм и более в зависимости от размера заготовок.

          Сильное влияние на точность обработки оказывает колебание твердости обрабатываемого материала. Так, согласно проведенным исследованиям рассевание твердости материала иногда достигает 30-40% от среднего значения твердости в пределах одной партии и до 17-25% на одной детали.

          При использовании обычных станков с ЧПУ для уменьшения погрешности _Ад используют традиционные пути:

          1. Обработка в несколько проходов.

          2. Обработка на заниженных режимах.

          3. Ручной ввод коррекции в УП оператором.

          4. Увеличение жесткости технологической системы.

          Первые три пути связаны с потерей производительности обработки, а последний - с удорожанием станка.

          Автоматический процесс обработки в ГПС исключает непосредственное участие рабочего в его выполнении и корректировке. Следовательно, на станке с ЧПУ, работающем в ГПС компенсация колебания размера динамической настойки должна осуществляться автоматически.

          2. Погрешность позиционирования. Управление погрешностями станка с ЧПУ

          Погрешность позиционирования не следует отождествлять с разрешающей способностью системы ЧПУ станка. Последняя определяет то минимальное расстояние (l), которое может быть задано и соответственно отработано рабочими органами станка. Погрешность позиционирования _поз характеризует практически достигаемую точность выхода рабочего органа в заданную управляющей программой точку позиционирования. Как правило, погрешность позиционирования _поз в несколько раз (2-4) превышает разрешающую способность станка l.

          Прежде всего выделим место указанной погрешности в общей структуре основных погрешностей станка с ЧПУ (рис. 11.1).

          Из схемы следует, что общая погрешность позиционирования станка с ЧПУ включает в себя следующие составляющие погрешности:

          1. Систематические погрешности позиционирования, обусловленные неточностью изготовления ходовых винтов, приводящих в движение рабочие органы станка, и погрешностями датчиков позиционирования, осуществляющих задание положения и контроль перемещения рабочих органов.