Vliv přídavku na obrábění na přesnost obrábění!

S neustálým zlepšováním požadavků na kvalitu obráběných výrobků lidé investovali mnoho času a energie do zkoumání metod a opatření ke zlepšení kvality výrobků. Ignorovali však dopad přídavků na obrábění na kvalitu produktu v procesu obrábění a věřili, že pouze přídavky během procesu obrábění nebudou mít významný dopad na kvalitu produktu. Při vlastním procesu obrábění mechanických výrobků se zjišťuje, že velikost přídavku na obrábění dílů přímo ovlivňuje kvalitu výrobků.
Pokud je přídavek na obrábění příliš malý, je obtížné odstranit zbytkové chyby tvaru a polohy a povrchové vady během předchozího procesu obrábění; Nadměrný přídavek na obrábění však nejen zvyšuje pracnost mechanického zpracování, ale také zvyšuje spotřebu materiálů, nástrojů a energie. Vážněji, teplo generované odříznutím velkého množství přídavku na obrábění během procesu obrábění může způsobit deformaci dílů, zvýšit obtížnost obrábění dílů a ovlivnit kvalitu produktu. Proto je nutné přísně kontrolovat přídavek na obrábění dílů.
jeden
Koncept přídavku na obrábění
Přídavek na obrábění se vztahuje k tloušťce kovové vrstvy odříznuté od povrchu obrábění během procesu obrábění. Přídavek na obrábění lze rozdělit na přídavek na procesní obrábění a celkový přídavek na obrábění. Přídavek na procesní obrábění se týká tloušťky kovové vrstvy odříznuté na povrchu v jednom procesu, která závisí na rozdílu rozměrů mezi sousedními procesy. Celkový přídavek na obrábění se vztahuje k celkové tloušťce kovové vrstvy odstraněné z určitého povrchu během celého procesu obrábění součásti od polotovaru po hotový výrobek, což je rozdíl mezi velikostí polotovaru stejného povrchu a velikostí část. Celkový přídavek na obrábění se rovná součtu přídavků na obrábění pro každý proces.
Vzhledem k nevyhnutelným chybám při výrobě surovin a různým rozměrům procesu jsou jak celkový přídavek na obrábění, tak přídavek na procesní obrábění variabilními hodnotami, což má za následek minimální a maximální přídavky na obrábění. Přídavek na obrábění a tolerance jsou znázorněny na obrázku 1. Na obrázku je minimální přídavek na obrábění rozdílem mezi minimální velikostí procesu předchozího procesu a maximální velikostí procesu aktuálního procesu; Maximální přídavek na obrábění se vztahuje k rozdílu mezi maximální velikostí procesu předchozího procesu a minimální velikostí procesu aktuálního procesu. Rozsah odchylky přídavku na obrábění procesu (rozdíl mezi maximálním a minimálním přídavkem na obrábění) se rovná součtu rozměrových tolerancí předchozího procesu a aktuálního procesu. Toleranční zóna pro procesní rozměry je obecně specifikována ve směru vstupu součásti do těla. Pro díly hřídele je základní velikostí maximální procesní velikost, zatímco pro otvory je to minimální procesní velikost.

dva
Analýza vlivu přídavku na obrábění na přesnost obrábění
2.1 Vliv nadměrného přídavku na obrábění na přesnost obrábění
Během procesu obrábění budou součásti nevyhnutelně generovat řezné teplo, z nichž část je odváděna železnými třískami a řeznou kapalinou, část je přenášena na nástroj a část je přenášena na obrobek, což způsobuje zvýšení teploty součástí. Teplota úzce souvisí s velikostí přídavku na obrábění. S velkým přídavkem na obrábění se doba hrubého obrábění nevyhnutelně prodlouží a množství řezu se také přiměřeně zvýší, což má za následek kontinuální nárůst řezného tepla a kontinuální nárůst teploty součásti. Největší škodou způsobenou zvýšením teploty součásti je deformace součástí, zejména u materiálů citlivých na změny teploty (jako je nerezová ocel), která má větší dopad. Navíc tato tepelná deformace prochází celým procesem zpracování, což zvyšuje obtížnost zpracování a ovlivňuje kvalitu produktu.
Například při zpracování štíhlých částí hřídele, jako jsou šroubové tyče, je v důsledku použití metody obrábění s jednou sponou a jednou horní částí omezena míra volnosti v podélném směru. Pokud je teplota obrobku příliš vysoká, dojde k tepelné roztažnosti. Je-li vysunutí v délkovém směru znemožněno, bude obrobek nevyhnutelně podléhat ohybové deformaci v důsledku napětí, což přináší velké potíže při pozdějším zpracování. Schéma ohybové deformace obrobku po zahřátí je znázorněno na obrázku 2. Pokud zpracování pokračuje v tomto bodě, bude vyčnívající část zpracována až do hotového výrobku. Po ochlazení na pokojovou teplotu bude díl podroben zpětné deformaci pod napětím, což způsobí poziční chyby a ovlivní kvalitu. Diagram ohybové deformace obrobku po pokojové teplotě je na obrázku 3. Po roztažení směru průměru dojde k odříznutí zvětšené části a po ochlazení obrobku dojde k válcovitosti a rozměrovým chybám. Při přesném broušení šroubů může tepelná deformace obrobku také způsobit chyby stoupání.

2.2 Vliv malého přídavku na obrábění na přesnost obrábění
Přídavek na obrábění dílů nesmí být příliš velký ani příliš malý. Pokud je přídavek na obrábění příliš malý, nemůže eliminovat zbytkové geometrické tolerance a povrchové vady v předchozím procesu, a tím ovlivnit kvalitu produktu. Aby byla zajištěna kvalita obrábění dílů, měl by minimální přídavek na obrábění zbývající pro každý proces splňovat základní požadavky minimálního přídavku na obrábění pro předchozí proces. Schematický diagram faktorů, které tvoří minimální přídavek na obrábění pro vnitřní otvor určitého dílu, je znázorněn na obrázku 4. Obrázek 4a) ukazuje díl, který má být obráběn s vnitřním otvorem. Pokud se osa O1-O1 díry během předchozího procesu odchyluje od referenční osy OO a existuje polohová chyba n a chyba válcovitosti p (jako je kužel, elipsa atd.) a chyba drsnosti povrchu h (jak je znázorněno na obrázku 4b) ve vnitřním otvoru, pak za účelem eliminace polohové tolerance před vyvrtáváním by minimální přídavek na obrábění na jedné straně sekvence vyvrtávání měl zahrnovat hodnoty výše uvedených chyb a defektů. S ohledem na nevyhnutelnou chybu instalace obrobku během procesu vyvrtávání, tj. chybu e mezi osou původního otvoru OO a osou otáčení O' - O' po instalaci obrobku (jak je znázorněno na obrázku 4c), jakož i rozměrovou toleranci T během procesu vyvrtávání lze minimální přídavek na obrábění z tohoto procesu vyjádřit takto:
Z Větší nebo rovno T/2+h+p+n+e (přídavek na jedné straně)

Obrázek 4 Schéma složení faktorů minimálního přídavku na obrábění
Hodnoty a projevy výše uvedených chyb se pro různé části a procesy liší. Při určování příspěvku na zpracování procesu by se s ním mělo zacházet odlišně. Například štíhlé hřídele jsou náchylné k ohybu a deformaci a chyba přímky přípojnice překročila toleranční rozsah rozměrů průměru. Přídavek na obrábění procesu by měl být přiměřeně zvětšen; U procesů, které používají plovoucí frézy a další nástroje k lokalizaci samotné obráběné plochy, může být vliv chyby instalace e ignorován a přídavek na obrábění procesu může být odpovídajícím způsobem snížen; U některých procesů přesného obrábění používaných hlavně ke snížení drsnosti povrchu se velikost přídavku na obrábění v procesu vztahuje pouze k drsnosti povrchu h.
tři
Rozumná volba přídavku na obrábění
3.1 Zásady pro přídavky na obrábění součástí
Výběr přídavku na obrábění dílů úzce souvisí s materiálem, velikostí, úrovní přesnosti a způsobem obrábění použitými v dílech a závisí na konkrétní situaci. Při určování přídavku na obrábění dílů je třeba dodržovat následující zásady:
(1) Minimální přídavek na obrábění by měl být použit ke zkrácení doby obrábění a snížení nákladů na obrábění dílů.
(2) Měl by být ponechán dostatečný přídavek na obrábění, zejména pro konečný proces. Přídavek na obrábění by měl zajistit přesnost a drsnost povrchu specifikovanou na výkrese.
(3) Při určování přídavku na obrábění je třeba vzít v úvahu deformaci způsobenou tepelným zpracováním dílů, jinak může dojít ke zmetku.
(4) Při určování přídavku na obrábění je třeba vzít v úvahu způsob obrábění a zařízení, jakož i možné deformace, které mohou nastat během procesu obrábění.
(5) Při určování přídavku na obrábění je třeba vzít v úvahu velikost obráběných součástí. Čím větší díl, tím větší přídavek na obrábění. S rostoucí velikostí dílů se zvyšuje i možnost deformace způsobené řeznými silami, vnitřními pnutími atd.
3.2 Způsob stanovení přídavku na obrábění
3.2.1 Empirická metoda odhadu
Empirická metoda odhadu se běžně používá ve výrobní praxi pro stanovení přídavku na obrábění na základě konstrukčních zkušeností pracovníků procesu nebo srovnání s podobnými díly. Například přídavek na obrábění pro kormidlovou pažbu, čepy kormidla, mezihřídel a záďový hřídel u lodí ve výstavbě je stanoven na základě let zkušeností pracovníků procesu s návrhem. Vzhledem k důležitosti obrobku a vlivu faktorů, jako je velký objem a vysoké namáhání polotovaru výkovku, je po hrubém soustružení vnějšího kruhu ponechán přídavek na polopřesné obrábění 6 mm, po poloměru přídavek na přesné obrábění 3 mm. přesné soustružení a po přesném soustružení je ponechán přídavek na broušení 1 mm. Aby se zabránilo vzniku odpadu v důsledku nedostatečného příspěvku na zpracování, metoda empirického odhadu obecně odhaduje větší příspěvek na zpracování. Tato metoda se běžně používá pro kusovou malosériovou výrobu.
3.2.2 Metoda korekce vyhledávání v tabulce
Metoda korekce vyhledávací tabulky je metoda stanovení přídavků na obrábění na základě dat nashromážděných z výrobní praxe a experimentálního výzkumu, která je sestavena do tabulky a revidována v kombinaci se skutečnými podmínkami obrábění. Tato metoda je široce používána. Přídavky na obrábění pro přesné soustružení a broušení vnějších kruhů po hrubém soustružení ložiskových dílů jsou uvedeny v tabulce 1 a tabulce 2.
3.2.3 Analýza a metoda výpočtu
Metoda analytického výpočtu je metoda stanovení přídavku na obrábění pomocí analýzy a komplexního výpočtu různých faktorů, které ovlivňují přídavek na obrábění, na základě experimentálních dat a výpočtových vzorců. Příspěvek na zpracování stanovený touto metodou je jak přesný, tak i ekonomicky přiměřený, vyžaduje však shromažďování komplexních informací, což není tak jednoduché a intuitivní jako výše uvedené dvě metody. Proto je tato metoda v současnosti méně uplatňována.
čtyři
epilog
Ve skutečné výrobě, vzhledem k tomu, že způsob výroby mnoha dílů polotovarů je dočasně určen, se např. nerezová objímka odlitá odstředivým litím změní na svitek z ocelového plechu a svaří se; Koncový kryt chladiče, základna motoru a pískovací části převodovky jsou nahrazeny svařovanými díly. Ve výrobním procesu těchto dílů je mnoho nejistých faktorů a jejich tvarové chyby je obtížné předvídat. Proto tři metody uvedené v tomto článku pro stanovení přídavku na obrábění těchto dílů nejsou použitelné a lze je flexibilně zvládnout pouze ve skutečném výrobním procesu.
Tabulka 1: Přídavek na obrábění pro vnější kruh hřídelových dílů po hrubovacím a přesném soustružení, mm

Tabulka 2 Přídavek na obrábění pro broušení vnějších kruhů dílů os mm