Станки с ЧПУ

и их инструментальная оснастка

Диагностика по результатам обработки (1 из 4).

На рисунке ниже показана диаграмма точности обработки, устанавливающая взаимосвязь параметров состояния обрабатываемой детали и параметров состояния инструмента. Из всех параметров обрабатываемой детали практическое использование в качестве диагностических признаков состояния инструмента имеют размер детали и шероховатость обработанной поверхности.

Размеры D деталей, обработанных за период стойкости инструмента, изменяются под действием различных факторов, вызывающих систематические и случайные погрешности. Систематические погрешности могут быть постоянными и переменными. Постоянной систематической погрешностью обработки является погрешность установки детали Δд и установки инструмента Δи. Погрешность Δи является постоянной за период его стойкости, и величина ее изменяется только при замене инструмента.

Переменные систематические погрешности возникают вследствие износа инструмента и тепловых деформаций, связанных с процессом резания и работой механизмов станка. Тепловые деформации механизмов станка вызывают переменные систематические погрешности в начальном периоде неустановившегося температурного режима. При установившемся температурном режиме деформации деталей станка, направленные по нормали к обработанной поверхности, представляют собой постоянную систематическую погрешность Δ_т. Сумма постоянных систематических погрешностей Δ_п = Δ_д + Δ_и + Δ_т.

Случайные погрешности обработки, являющиеся следствием большого количества различных факторов, сводятся к кинематическим и динамическим погрешностям. Кинематические погрешности возникают при рабочих перемещениях механизмов станка без нагружения их силами резания и остаются примерно постоянными в течение всего периода работы инструмента. Динамические погрешности возникают в процессе резания, зависят от жесткости технологической системы, случайных изменений сил резания и возрастают при износе инструмента, поэтому границы поля рассеяния размеров во времени увеличиваются.

Отклонения размеров деталей от линии группирования соответствуют закону нормального распределения Гаусса, который отражает изменения размера D деталей, обработанных резцом за период стойкости в условиях установившегося температурного режима работы станка. Текущая величина среднего размера обработанных деталей (кривая 2) представляет собой суммарную величину переменных систематических погрешностей обработки Δ_т и зависит от износа h₃ за период времени работы инструмента т. Оптимальной точкой поля допуска, в которую нужно установить вершину резца с целью обеспечения максимального запаса на его износ, а следовательно, с целью получения максимальной размерной стойкости Т_р, является точка М. Стойкость T инструмента в несколько раз превышает его размерную стойкость Т_р. С целью использования всего периода стойкости резца после периода размерной стойкости нужно произвести его подналадку. Удвоенная величина подналадки 2D_п = δ_А – (Δ_п + ω_р). При этом целесообразно учитывать величину поля рассеяния размеров для максимально изношенного резца.

Основываясь на этой зависимости, для достижения заданной точности обработки применяют подналадку инструмента на заданный размер обрабатываемой детали. Здесь осуществляются принципы обратной связи – воздействие выходного параметра (размера обрабатываемой детали) на положение инструмента и реализуются принципы активного контроля. Подналадка возможна в связи с тем, что по технологическому критерию отказа инструмента величина предельного износа, которая при чистовой обработке определяется допуском на размер детали, часто значительно меньше, чем величина оптимального износа, определяющая начало полного затупления инструмента. После подналадки инструмент должен иметь достаточный ресурс стойкости.

Подналадки могут выполняться до достижения инструментом предельной по оптимальному критерию величины h₃. Для этого необходимо знать зависимости h₃ = f(Δ_с), с помощью которых можно определять текущее значение h₃ по величинам Δ_с и оценивать возможность дальнейшей подналадки.

Быстрый переход в разделы

• Особенности технологии обработки на станках с ЧПУ
• Режущий инструмент
• Вспомогательный инструмент
• Системы инструментальной оснастки
• Инструментальные наладки станков с ЧПУ
• Диагностика инструмента как элемента технологической системы
• Комплексное инструментальное обеспечение станков с ЧПУ
• Автоматизированное проэктирование инструментальной оснастки