Оценка накопленной погрешности при проектировании автоматизированного технологического процесса

Погрешность — это разность между фактическим размером и номинальным размером, заданным чертежом или техническими условиями. Основные факторы, вызывающие погрешность при механообработке и сборке:

  • • неточность станка в ненагруженном состоянии (погрешности его сборки, износ основных узлов и т. п.);
  • • неточность инструмента и его износ;
  • • неточность установки инструмента и настройки станка;
  • • неточность базирования заготовки;
  • • тепловые и силовые (при резании) деформации системы: станок— приспособление—инструмент—деталь.

Необходимое условие обеспечения точности при изготовлении детали:

Дх < 8,

где Дх — суммарная погрешность;

8 — поле допуска, заданное чертежом. Структура суммарной погрешности:

Дх = Дс + Дел,

п

где АС = У А; — систематические погрешности; /=1

т

к У — случайные погрешности;

А/ — составляющая погрешности;

к - 1... 1,73 — коэффициент, учитывающий закон распределения случайной величины;

п — число систематических погрешностей; т — число заготовок в партии.

Систематические погрешности подразделяются на постоянные, связанные с неточностью станка, и переменные, связанные с размерным износом инструмента и тепловыми деформациями станка в период от пуска до достижения температурного равновесия. Случайные погрешности возникают в результате действия большого числа не связанных между собой факторов. Из-за отсутствия определенной закономерности определить точно величину Дсл не удается. Для закона нормального распределения случайной величины коэффициент к = 1. В случае, когда закон распределения случайной величины неизвестен, коэффициент к можно принимать к - 1,4.

Процессы обработки и сборки представляют собой пространственные задачи, решаемые с помощью размерных цепей. Размерной цепью называют совокупность взаимосвязанных размеров, расположенных по замкнутому контуру. Задача определения накопленной погрешности решается с помощью размерных цепей (технологических и сборочных). При анализе размерных цепей используют уравнения номиналов и допусков.

Уравнение номиналов имеет вид:

т т -1

Х?/1 =0илиЛ= Хе'4’

/=1 /=1

где А1 /-е звено размерной цепи (РЦ);

ЛА замыкающее звено РЦ;

е,- — коэффициент, учитывающий влияние каждого звена на суммарную погрешность замыкающего звена;

т — число звеньев РЦ.

Примером замыкающего звена технологической РЦ является размер, который не указывается на чертеже детали (рис. 1.21).

/

/1

12

Ла

Рис. 1.21. Пример замыкающего звена технологической размерной цепи:

Лд = /-(/,+/2)

В сборочных размерных цепях замыкающее звено обычно представляет собой зазор в соединении деталей и узлов [7, 11].

Уравнение допусков также записывают в виде суммы:

Л/7 — 1

8Д=28„

/ =1

где 5д — допуск на замыкающее звено;

8, — допуск /-го звена РЦ.

Для закона нормального распределения случайной величины количественная оценка суммарной погрешности производится с помощью параметров кривой Гаусса (рис. 1.22).

Кривая закона нормального распределения случайной величины Средняя арифметическая величина

Рис. 1.22. Кривая закона нормального распределения случайной величины Средняя арифметическая величина:

N

X п> х>

х=м—

N

или

N

X =

/=1

где = П/ /И — вероятность появления размера х,; N — число измерений.

Среднеквадратическое отклонение:

N

а =

X - *)2 /=1

N

Значение о характеризует величину разброса размеров от центра группирования х. В математической статистике для оценки разброса случайной величины используется также величина дисперсии О = с2. Основные пути поддержания точности обработки:

  • • своевременная подналадка станка (рис. 1.23);
  • • повышение стойкости инструмента;
  • • повышение точности заготовок;
  • • автоматизация управления точностью обработки (рис. 1.24).
Схема своевременной подналадки станка

Рис. 1.23. Схема своевременной подналадки станка:

ВГ.НГ — верхняя и нижняя границы допуска 5; /0 — период работы станка; /, — время начала работы; /2 — время подналадки; 5Н — допуск на подналадку

Схема управления точностью обработки

Рис. 1.24. Схема управления точностью обработки:

Ф — фреза; 3 — заготовка; Д — датчик; У1, У2 — усилители; ЗУ — задающее устройство; УС — устройство сравнения; УУ — устройство управления; ЭД — электродвигатель

привода подачи

Подналадка станка производится в момент времени когда центр группирования размеров (средняя арифметическая величинах) сместится к верхней границе допуска на величину 5Н. В период работы станка (время г0) с помощью самописца можно автоматически отслеживать величину смешения 8Н.

Система автоматизация управления точностью обработки в цепи обратной связи имеет датчик, измеряющий составляющую рх силы резания р, например, по величине упругого отжатия инструмента.

Устройство сравнения сравнивает фактическую и заданную величины рх, и система вырабатывает сигнал управления скоростью подачи, от которой во многом зависит точность обработки. Управляющий сигнал с устройства сравнения после усиления попадает на серводвигатель привода подачи.

 
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ     След >