При обработке заготовок используя токарные автоматы с ЧПУ неизбежно возникают те или иные погрешности, вследствие которых готовые детали отличаются друг от друга. Под точностью в машиностроении понимают степень соответствия готовых деталей заранее установленному образцу. Точность изготовленной детали характеризуется погрешностями ее размеров, формы, взаимного расположения поверхностей, а также их шероховатостью.
Основными причинами, вызывающими отклонения в точности обработки, являются: неточность токарного автомата, нежесткость узлов и приспособлений автомата от сил резания; неточность профиля инструмента и его установки; температурные деформации узлов станка, обрабатываемой заготовки и инструмента; неточность измерения, приспособлений; базирования закрепления заготовки; износ инструмента.
Отклонения в точности размеров поверхности детали определяются как разность между действительными и расчетными размерами. Погрешность полученного размера не должна превышать величины допуска на размер, указанного в чертеже.
Погрешность формы определяется отклонением поверхности готовой детали от правильной геометрической поверхности. Цилиндрическая поверхность может иметь в поперечном сечении форму эллипса или многогранника со скругленными вершинами, в осевом направления конусообразность, бочкообразность, седлообразность (рис. 1, а). Конусообразность может получиться при обработке заготовки, консольно закрепленной на большом расстоянии от места закрепления.
Рис. 1. Схемы основных отклонений в точности обрабатываемых деталей
Эксцентричное (несоосное) расположение цилиндрических поверхностей ступенчатых валов, втулок, неперпендикулярность торцовых поверхностей относят к погрешностям взаимного расположения геометрических поверхностей (рис. 1, б).
Для уменьшения отклонений в точности от деформации заготовки ее надежно крепят, делят обработку на черновую и чистовую, обильно охлаждают. Для уменьшения сил резания следят за износом инструмента. Кроме того, если материал заготовки неоднороден, ее подвергают искусственному или естественному старению.
Погрешности измерения должны быть в несколько раз меньше допуска на размер. При контроле наружных поверхностей измерительный инструмент настраивают на размер, близкий к наибольшему предельному размеру детали, при контроле внутренних поверхностей - на размер, близкий к наименьшему размеру.
Точность и качество поверхностей деталей являются одним из основных показателей качества работы которые обеспечивают токарные автоматы. Точность детали в определенной мере зависит от точности работы станка, его жесткости и виброустойчивости.
Точность работы станка характеризует его способность обеспечивать правильность формы и размеров обрабатываемых деталей в заданных пределах в течение длительного времени.
При любом технологическом процессе размеры и форма обработанной детали будут иметь отклонения от номинальных размеров, которые содержат чертежи для токарной обработки. Даже детали одной партии будут в какой-то мере отличаться друг от друга.
Под точностью детали имеются в виду допустимые отклонения от номинальных размеров и формы, при которых деталь может считаться годной и удовлетворяющей заданным условиям. Отсюда возникает понятие о допуске, о классе точности и о взаимозаменяемости деталей. Чем меньше допускаемые отклонения, т. е. чем меньше допуск, тем выше должна быть точность обработки и тем сложнее и дороже изготовить деталь. Чем выше класс точности, тем меньшей цифрой он обозначается, тем с меньшими допусками необходимо изготовить деталь.
В зависимости от назначения детали выбираются разные допуски токарной обработки: для более ответственных поверхностей назначаются более узкие допуски, для нерабочих поверхностей применяются более широкие (грубые) допуски.
При изготовлении деталей, кроме точности размеров, необходимо соблюдать технические условия на точность их геометрической формы (параллельность или перпендикулярность поверхностей друг к другу, соосность цилиндрических поверхностей и пр.) и качество поверхностей (допустимая величина мельчайших возвышений и впадин на них).
Наибольшие погрешности и наибольшее рассеивание размеров вызываются неточностью наладки, а также недостаточная жесткость токарного станка и особенно износ режущего инструмента.
Токарные станки с ЧПУ автоматы и полуавтоматы в основном изготовляют детали по 3-му и 4-му классу точности. При применении специальных устройств и инструментов могут изготавливать детали и по 2-му классу точности.
Ориентировочными данными по точности обработки на токарных автоматах и полуавтоматах могут служить следующие: овальность 0,01-0,03 мм, конусность 0,01-0,03/300 мм; разность диаметров в одной партии деталей 0,02-0,20 мм (меньшие отклонения относятся к деталям небольших размеров, большие - к деталям крупных размеров).
