Что такое погрешность в машиностроении

Электронная библиотека

Все первичные (элементарные) погрешности обработки можно разделить на систематические постоянные, систематические переменные и случайные.

Систематическими постоянными погрешностями называют такие, которые при обработке партии заготовок постоянны по значению и знаку. Систематическая постоянная погрешность появляется, например, вследствие погрешности в размере режущего инструмента (зенкера, развертки и др.) или в результате неточности профиля фасонного резца, протяжки и др.

Систематическими переменными погрешностями называют такие, которые в процессе обработки закономерно изменяются по времени, т.е. в зависимости от числа изготовленных изделий. К этой группе относится погрешность, вызываемая износом режущего инструмента, и погрешность, обусловленная тепловыми деформациями элементов технологической системы в период работы станка.

Случайными погрешностями называют такие, которые для заготовок данной партии имеют различные значения, причем появление таких погрешностей и точное их значение заранее предсказать невозможно. К случайным относятся погрешности:

· установки режущего инструмента при наладке станка;

· обусловленные упругими отжатиями элементов технологической системы.

Например, изменения значений упругих отжатий элементов зависит от неравномерной твердости заготовок, от колебаний припуска на обработку, которые носят случайный характер.

Срочно?
Закажи у профессионала, через форму заявки
8 (800) 100-77-13 с 7.00 до 22.00

Источник

Погрешность базирования

Погрешность базирования – отклонение фактической позиции установленной заготовки относительно заданного положения. Она возникает во время процесса базирования – процедуры регулировки местоположения заготовки в выбранной системе координат, влияющей на размер исходной детали. Также погрешность появляется в процессе обработки, сборки и настройки изделия на производственных токарных станках. На точность обработки влияют такие факторы, как форма детали и её размеры, прописанные инженерами в чертежах или эскизах. Каждый мастер должен знать, как определить погрешность базирования, чтобы не допустить ошибок при базировании деталей, её обработке и выполнении монтажных работ над заготовками.

Определение допустимой погрешности базирования осуществляется главным образом по формуле εБ.ДОП = δ — ∆. При её расчёте следует учитывать, что действительное отклонение должно всегда быть меньше предельно допустимых значений. Полученный результат измерений всегда будет приблизительным.

Понятие о погрешностях базирования

На точность обработки влияют следующие факторы:

Существует 2 основные разновидности погрешностей:

Примерами расчётов погрешности базирования являются действия по определению величины отклонения на плоской поверхности, в отверстии (на палец) и на цилиндрической поверхности через призматические приборы. При фрезеровании изделия на плоской поверхности измерительная база равняется установочной базе. Различия практически отсутствуют, поэтому погрешность будет равняться нулю.

Базирование детали по отверстию используется для изготовления плит и комплектующих для различных корпусов. В этом случае изменения величины наклона изделия возникают при некачественном изготовлении материалов и при появлении лишних зазоров, что приводит к полному перекосу обрабатываемой конструкции. Если изделие обладает 2 отверстиями, то нужно выполнить установку на 2 пальца, 1 из которых должен обязательно быть ромбической формы. При отсутствии зазоров погрешность будет равняться нулю, потому что соблюдается принцип совмещения конструкторской и технологической баз, которые определяет эту величину во время ремонтных работ. В этом случае точные размеры заготовленной детали рассчитываются по формуле ε= б/2. Если же причиной отклонения детали стало наличие зазора, то для нахождения размерных характеристик нужно прибавить диаметр самого зазора ε= б/2 + ∆.

Чаще всего изделия, у которых присутствуют отверстия, закрепляются в трёхкулачковом патроне. Он позволяет отверстиям принимать правильную форму окружности.

После закрепления поверхность конструкции возвращается в первоначальное положение, а отверстие частично деформируется. Возникает погрешность базирования, заключающаяся в непрямолинейности зубьев ступенчатого вала станка. Самой распространённой причиной возникновения данного отклонения является непрочное закрепление вала станка. При установке оправки на передний центр патрона погрешности будут эквивалентны. При базировании деталей в цанговых патронах износы конструкции режущего инструмента перестают оказывать общее влияние на отклонение заготовки, потому что погрешность равна 0.

Для более высокой точности работы при сверлении заготовки изделие закрепляют на столе станка. Торец сверлильного инструмента должен располагаться перпендикулярно к оси закреплённой детали. В центральной части заготовки проделывают специальное углубление, чтобы задать сверлильному станку правильное направление и предотвратить его поломку. После подготовки инструментов можно начинать процесс сверления изделия. Сверло подносится к торцу детали и плавно проделывает неглубокое отверстие. Чтобы не допустить смещение сверла, нужно центровать деталь. Во время процесса сверления необходимо периодически вынимать сверло, чтобы очистить отверстие от грязи и металлических опилок. Для снижения трения между сверлом и отверстием применяют смазочно-охлаждающие жидкости, компаундированные масла и эмульсионные растворы. Они увеличивают скорость сверления и позволяют проделывать отверстие за меньший промежуток времени.

Большое распространение получила методика закрепления детали на призме – установочном элементе с 2 плоскостями в виде паза. Во время процесса базирования в призме отклонения появляются главным образом из-за формы самой заготовки. Чем точнее геометрическая форма, тем ниже значение отклонения заготовки. Цилиндрическая деталь располагается на призме перпендикулярно. Она должна всегда размещаться в призматической плоскости. Отклонение осуществляется из-за величины диаметра изделия и величины углов призмы. Оно рассчитывается посредством соотнесения размеров детали и призматических углов. Призмы применяются в самоцентрирующих аппаратах. При перемещении изделия призмы одновременно сдвигаются к центру оси, на которой находятся установочные базы.

Отдельным видом считаются систематические погрешности. Главными их отличиями являются постоянство и закономерность изменения отклонения.

Они происходят не только из-за физических особенностей базирования, но и личных качеств мастера (его наблюдательности и аккуратности при подготовке станка и измерении параметров заготовки). Систематическая погрешность делится на несколько подвидов:

Самыми частыми бывают постоянные систематические погрешности, которые образуются при неправильном базировании обрабатываемых предметов в самом начале отсчёта, применении неподходящих единиц измерения и применении неспециализированных вычислительных приборов. Они практически не оказывают влияние на результаты измерений, поэтому их очень трудно обнаружить математическим путём. Поэтому постоянные систематические погрешности рассчитываются посредством построения графика функции. На них указывается последовательность отклонений. Полученные результаты сравниваются с предельной величиной отклонения. Для проверки точности необходимо использовать манометр, определяющий величину поправок ограниченной точности. Поправки всегда должны быть эквивалентны погрешностям по величине, но противоположны по знаку.

Методики расчета погрешности базирования

Расчёт погрешности базирования выполняется по общему алгоритму:

Классификация базисов, включает в себя, помимо измерительной и технологической баз, огромное количество подвидов:

При отсутствии общего базиса и предельных значений мастер должен для правильного определения погрешности базирования найти исходную базу – часть измеряемой заготовки, которая сходится с обрабатываемой поверхностью по размеру. Если она не изменяется и не перемещается, то погрешность будет равна нулю.

Примером расчёта погрешности базирования может выступать задача по определению величины отклонения детали во время её фрезерования. Изначально необходимо составить эскиз изделия и на нём обозначить плоскость, являющуюся измерительной базой. Далее нужно определить количество степеней, ограничивающих перемещение. Отверстия детали совмещаются с цилиндрическими пальцами. Получившееся расстояние между отверстиями будет выступать технологической базой. Для нахождения отклонения нужно произвести совмещение этих баз и найти их разность. Важно, чтобы погрешность не оказалась меньше доступных величин отклонения.

Источник

Виды погрешностей при мехобработке

Погрешности, возникающие при мехобработке, делятся на две категории:

1.- систематические. Они в свою очередь делятся на постоянные и закономерно изменяющиеся.

2.- случайные;

Рассмотрим их подробнее.

Систематические постоянные погрешности

Остаются неизменными для каждой детали и для партии деталей в целом. Они вызываются постоянно действующими факторами. Характерными их примерами являются погрешности вызванные неточностью изготовления режущего инструмента (сверла, зенкера, развертки и др.), геометрической неточностью станка и др. Определить величину такой погрешности можно как непосредственным измерением тех элементов, которые являются причиной, так и путем измерения партии обработанных деталей.

Систематические закономерно изменяющиеся погрешности.

Могут оказывать влияние на точность непрерывно в процессе всей обработки либо периодически. Например, погрешности, вызываемые размерным износом инструмента влияет непрерывно, а погрешности от температурных деформаций влияют периодически.

Случайные погрешности

Для разных заготовок данной партии имеют различные значения и их появление не подчиняется видимой закономерности. Они вызываются обычно случайными факторами, действующими независимо друг от друга. Определить заранее момент появления и точную величину ее для конкретной обрабатываемой партии деталей невозможно. Например, погрешности, которые вызываются деформациями системы СПИД в результате в результате нестабильности сил резания, погрешности установки, настройки (для нескольких настроек). В настоящее время теоретически не всегда может быть объяснена причинно-следственная связь между погрешностью (случайной) и факторами ее вызывающими. Например, невыяснены факторы, вызывающие отклонение размеров отверстий при обработке их одной разверткой. Из-за случайных погрешностей размеры деталей в партии получаются различными, т.е. имеет место рассеивание размеров. Определение точности обработки (определение погрешностей) может производиться как путем аналитических расчетов, так и опытно-статистическим методом (путем определения действительных погрешностей деталей).

В некоторых случаях при внедрении новых техпроцессов и оборудования при невыясненной причинно-следственной связи опытно-статистическое исследование точности оказывается единственно возможным. Проявление случайных и некоторых закономерно изменяющихся погрешностей в практике технологии машиностроения с достаточной точностью подчиняется характерным законам распределения величин теории вероятностей и математической статистики.

Источник

I. Погрешности механической обработки. Точность обработки. Методы их расчёта

II.1 Виды погрешностей обработки

Все погрешности механической обработки подразделяются на 2 основных класса:

а) систематические погрешности;

б) случайные погрешности.

Под систематическими погрешностями понимаются погрешности, величина которых, момент появления и направление действия могут быть рассчитаны с применением различных зависимостей физики, химии, математики.

Все систематические погрешности подразделяются на 2 основные группы:

а) постоянные систематические погрешности;

б) переменные систематические погрешности.

Постоянные систематические погрешности сохраняются практически без изменений в течение всего хода технологического процесса или операции.

Переменные систематические погрешности — погрешности, которые закономерно изменяются в течение технологического процесса или операции.

Под случайными погрешностями понимают погрешности, которые не могут быть определены как по величине, по направлению, а также невозможно определить момент их появления.

II.1.1 Систематические погрешности обработки

При механической обработке причинами появления систематических погрешностей являются следующие:

1) Геометрическая неточность станка (его исполнительных механизмов и устройств, технологической оснастки и инструмента). Указанные геометрические погрешности напрямую переносятся на изготавливаемое изделие;

2) Погрешности от деформации в технологической системе «станок — приспособление — инструмент — деталь» (СПИД);

3) Погрешности от температурных деформаций;

4) Погрешности, связанные с износом инструмента;

5) Методические погрешности — погрешности, которые связаны с приближённым проектированием инструмента, оснастки или использумемых механизмов и устройств станка, когда из-за технической или технологической необходимости приходится делать упрощение инструмента или исполнительного устройства для того, чтобы изготовить изделие или его эксплуатировать.

II.2 Случайные погрешности обработки

В процессе обработки партии деталей на настольных станках при отсутствии влияния систематических постоянных или переменных погрешностей размеры обрабатываемых поверхностей не остаются постоянными.

Фактические размеры отдельных деталей обрабатываемой партии отличаются друг от друга и от настроенного размера на величину случайной погрешности и колеблются в некоторых пределах.

В результате возникновения случайных погрешностей обработки происходит рассеивание размеров деталей, обрабатываемых в одних и тех же условиях.

Рассеивание размеров вызывается совокупностью многих причин случайного характера, не поддающихся точному предварительному определению и проявляющих своё действие независимо друг от друга. К таким причинам относятся:

1) колебания твёрдости обрабатываемого материала:

2) колебания величины снимаемого припуска;

3) колебания положения заготовки в приспособлении, связанные с погрешностями её устойчивости (базирование и закрепление);

4) колебания температурного режима обработки;

5) затупление инструмента;

6) колебания упругих отжатий элементов технологической системы СПИД под влиянием нестабильных сил резания.

Одни и те же погрешности могут быть в определённых условиях как систематическими, так и случайными!

Для выявления и анализа закономерностей распределения размеров деталей при их рассеивании в процессе обработки успешно применяются методы математической статистики, базирующиеся на теории вероятности.

Рассмотрим основные законы рассевания (распределения) размеров. В результате действия случайных погрешностей при обработке партии деталей на настроенном станке действительный размер каждой детали является случайной величиной непрерывного типа, так как может принимать различные значения в границах определённого интервала размеров.

Совокупность значений действительных размеров деталей, обрабатываемых при неизменных условиях и расположенных в возрастающем порядке с указанием частоты повторения этих размеров (или частости), называют распределением размеров детали.

Под частостью понимается отношение числа деталей одного размера в интервале к общему числу деталей в партии. Распределение размеров детали можно представить в виде таблиц или графиков. На практике, при изучении случайных величин непрерывного типа измеренное значение действительного размера детали разбивают на интервалы таким образом, чтобы цена интервала (разность между наибольшим и наименьшим размером в пределах одного интервала) была несколько больше цены деления шкалы измерительного устройства. Этим компенсируется погрешность измерения. Частость в этом случае представляет собой отношение числа деталей, действительные размеры которых попали в заданный интервал, к общему числу измеряемых деталей партии.

Так, например, после измерения партии деталей в количестве 100 штук с действительными размерами 20,00. 20,35 мм рапределение размеров этих деталей может иметь вид, представленный в таблице.

Распределение действительных размеров детали может быть представлено в виде графиков:

Источник