Понятие о точности обработки на металлорежущих станках

Детали обрабатывают на металлорежущих станках для того, чтобы получить необходимые форму и размеры их с требуемой чистотой поверхности и точностью обработки. Требование к форме, размерам, классу чистоты и точности обусловлены назначением детали и условиями ее работы в машине. Конструкторы задают их в чертежах. Из простейшего, например, чертежа (фиг. 1) видно, что деталь имеет цилиндрическую ступенчатую форму с диаметром большего цилиндра 50 мм и меньшего 40 мм. Торцовые поверхности цилиндров — это плоскости, перпендикулярные к осям цилиндров. Чистота цилиндрических поверхностей должна быть не ниже седьмого класса, а торцовых — четвертого.

Известно, что такие понятия, как точка, линия, поверхность, это идеальные, реально не существующие геометрические образы, хотя бы потому, что точка лишена всяких размеров, линия может иметь лишь длину, но ни ширины, ни толщины она не имеет; поверхность имеет лишь два измерения. Те физические линии и поверхности детали, которыми определяются ее форма и размеры, не тождественны геометрическим образам. Однако легко представить деталь, все физические поверхности и линии которой отождествлены с соответствующими геометрическими понятиями. В этом случае мы представим деталь с идеальными формами и размерами, которую называют идеальной деталью. С ней связано содержание термина «точность обработки». По некоторым причинам обработанные на станках детали будут обязательно иметь различные отклонения от идеальной формы и размеров. Цилиндрические поверхности могут получиться слегка коническими или гиперболоидными; поперечное сечение цилиндров может отклоняться от идеальной формы круга, принимая форму эллипса, многогранника и т. п.; размеры диаметра и длины будут колебаться в некоторых пределах, в зависимости от условий обработки; относительно друг друга поверхности могут располагаться неправильно. Например, оси двух цилиндров (фиг. 1) могут не совпадать, а торцовые поверхности быть не перпендикулярными к осям цилиндров. Таким образом, реальная деталь не вполне соответствует идеальной детали. Степенью соответствия определяется точность обработки.

Отступление реальных формы и размеров детали от идеальных называют погрешностью обработки. Величину этих отступлений ограничивают допусками. Допуск — это тот диапазон отклонений, в пределах которого реальная деталь может отклоняться от идеальной. Величинами допусков определяются классы точности. Их значения конструктор указывает в чертеже.

Например, на фиг. 1 показано, что диаметры детали могут отклоняться на величину 0,02 мм, длина цилиндра большего диаметра и общая длина — на 0,3 и 0,5 мм, биение торцов и цилиндрических поверхностей (несоосность и неперпендикулярность) допускается в пределах 0—0,03 и 0—0,01 мм и т. д. Разность между наибольшим и наименьшим размерами, в пределах которых должен находиться размер детали, носит название поля допуска.

В машиностроении оказалось удобным характеризовать точность обработки четырьмя показателями: 1) точностью формы; 2) точностью размеров; 3) точностью взаимного расположения поверхностей детали; 4) шероховатостью поверхности.

Характеристика точности обработки по таким показателям является не совсем строгой, поскольку форма, размеры и относительное расположение поверхностей неотделимы друг от друга. Однако она принята потому, что на практике по этим показателям удобно осуществлять контроль точности обработки.

От точности обработки деталей зависит качество машины: чем выше точность, тем долговечнее и надежнее машина. С усложнением конструкций современных машин и увеличением интенсивности нагрузки непрерывно повышаются требования к точности обработки их деталей. Но чем выше точность, тем сложнее технологический процесс изготовления деталей и тем больше затраты труда на изготовление. Таким образом, точность обработки деталей в машиностроительной промышленности имеет огромное экономическое значение, обусловливающее необходимость повышения производительности труда при одновременном увеличении степени точности обработки. Для решения этой задачи необходимо выявить, какими причинами вызываются отклонения в точности обработки, и затем разработать рациональные методы устранения или уменьшения их влияния. Вопросами изучения причин, определяющих точность обработки, занимаются многие ученые и производственники. Им посвящены труды А. П. Соколовского, Н. А. Бородачева, А. Б. Яхина. В. М. Кована, Б. С. Балакшина и ряда других авторов, положивших начало учению о точности обработки. В некоторых случаях уже сейчас возможно заранее определить величину отклонений, которые могут возникать в процессе резания, если известны условия обработки.

Понятие точности обработки тесно связано с понятием о погрешности обработки. Исследования показали, что на образование погрешности влияют многие причины. В большинстве случаев в процессе резания они возникают одновременно, определяя суммарную погрешность обработки.

В.И. Ишуткин. Настройка металлорежущих станков. Машгиз. 1960.

СМ. также: Настройка и наладка металлорежущих станков