1.11. Точность и погрешность при механической обработке, виды погрешностей.

Точность является важным показателем качества изделий. Повышение точности увеличивает долговечность и надежность эксплуатации изделия, повышает взаимозаменяемость. За последние 100 лет точность механической обработки возросла более чем в 2000 раз.

В настоящее время минимальный стандартный допуск на размеры до 3 мм по 01 квалитету составляет 0,3 мкм (0,01% от размера), на размеры 1250-1600мм – 8мкм (0,0005%). В то же время повышение точности должно быть экономически оправданным. На рис.37 представлена качественная зависимость (без цифр) стоимости обработки от допуска на размер. Из рисунка следует, что с уменьшением до-пуска, стоимость обработки возрастает по экспоненте.

Рис. 37 Качественная зависимость стоимости обработки от допуска на размер

Очевидно, что требования к точности и шероховатости поверхности оказывают существенное влияние на технологический процесс, т.к. выбор методов обработки, расчет режимов резания, припусков на обработку и т.д. во многом зависят от этих требований.

Точность и погрешность

Точность изделия – это степень соответствия истинного значения геометрического параметра его заданной величине.

Количественным показателем точности (нормой точности) является допуск. Назначение величины допуска называется нормированием точности. Нормированию подлежат допуски размеров, отклонениям формы и расположения поверхностей. После механической обработки на станках детали имеют определенные геометрические параметры. Контроль этих параметров определяет их действительное значение.

Погрешностью называется численное отклонение действительного (измерительного) значения параметра от заданного. Заданным значением параметра могут быть предельные и номинальный размеры, а также параметры, определяющие номинальную форму и расположение поверхностей (крутость, прямолинейность, соосность и т.д.).

Погрешность может быть абсолютной и относительной. Представленное выше определение относится к абсолютной погрешности. Отношение абсолютной погрешности к заданному значению параметра, называется относительной погрешностью. Эта погрешность обычно выражается в процентах. Таким образом, также погрешность является количественным показателем точности. Очевидно, что при изготовлении деталей с большими погрешностями невозможно обеспечить высокую точность. Например, погрешность может быть определена как разность между номинальным и действительным размером. Сравнивая это значение с предельными отклонениями размера, можно дать оценку точности изготовления.

Погрешность может быть детерминированной (закономерной) или случайной (статической) величиной. Согласно принятой технологии, детерминированные погрешности называются систематическими.

Систематические погрешности делят на два вида: постоянные и переменные.

Постоянными погрешностями называются такие, которые при обработке партии заготовок не изменяются от заготовки к заготовке. К ним можно отнести погрешности, возникающие за счет использования неточных станков, неточного мерного (калиброванного) инструмента (сверла, развертки, метчики), неточность настройки станков на заданный размер.

Переменные – погрешности меняются от заготовки к заготовке при обработке партии. К ним следует отнести погрешности из-за износа режущего инструмента и тепловые деформации системы деталь-инструмент-приспособление-станок (ДИПС или устаревшее, читай наоборот – СПИД).

Случайные погрешности не подчиняются видимой закономерности. Для каждой заготовки из партии они имеют свое значение. Можно предполагать и даже знать причину появления случайной погрешности. Однако, корни этой причины, как правило, находятся в малоисследованной области, что не позволяет придать этой погрешности детерминированный характер. Например, причиной погрешности могут быть колебания механических свойств, связанные с металлургическими факторами и т.д.

При механической обработке в силу разнообразных причин возникают все виды погрешностей. Поэтому погрешность механической обработки состоит из трех составляющих: постоянной, переменной и случайной.

Погрешность измерения.

При анализе измерений разграничиваются 2 понятия: истинное значение величины и результатом измерения.

Точность измерений характеризуются погрешностью измерения

А_u = L_изм – L_ист

На практике, вместо истинного значения используют так называемое действительное значение, т.е. значение найденное измерением с точностью примерно на порядок выше точности оцениваемого результата.

Δ_u= L_изм – L_действ

Погрешность измерения не равна погрешности средства измерения.

Классификация погрешностей по причинам возникновения.

Инструментальная погрешность (погрешность применяемого средства измерения) зависит от погрешностей средства измерения.

Причины возникновения несовершенство конструкции, неточность изготовления, погрешность градуирования.

В техническом паспорте указывается предел допускаемой погрешности, при которой может быть использован прибор.

Различают основную и дополнительную погрешность средства измерения.

Основная погрешность – погрешность средства измерения, используемого в нормальных условиях.

Дополнительная погрешность – складывается из дополнительных погрешностей измерительного преобразователя и меры, вызванного отклонением от нормальных условий. Например, температура меры отличается от нормальной – это приведет к погрешности настройки прибора на нуль и соответствующей погрешности измерения.

Методическая погрешность – отражает несовершенство или упрощение методики измерения (отличие реальной схемы от теоретической).

При измерении размеров не жестких деталей прибором с большим измерительным усилием (проводятся бесконтактные измерения).

Субъективные (личные) погрешности возникают из-за индивидуальных особенностей оператора.

Погрешность установа А_у – связана с установкой объекта на приборе.

Погрешность отсчитывания ΔОТС

Погрешность параллакса – кажущееся смещение указателя.

Погрешность интерполяции – недостаточно точное оценивание на глаз доли деления шкалы. Для устарения применяют зеркальные шкалы. Стрелка должна быть совмещена с ее отражением в зеркале.

Основная погрешность – определенная при нормальных условиях (температуре, давлении, влажности).

Дополнительная погрешность – возникает из-за отличия условий измерения от нормальных.

Классификация погрешностей по свойствам

Классификация погрешностей по свойствам

ΔИ =ΔСИСТ +ΔСЛУЧ +ΔГР

Случайная погрешность – погрешность, изменяющая величину и знак от измерения к измерению случайных обстоятельств.

Систематическая погрешность – погрешность постоянная по определенному закону при повторных применениях.

Грубая погрешность – возникает вследствие ошибки оператора или сбоя оборудования.

Если повторять измерения они будут отличными. Вероятность ошибки «-» и «+» одинакова.