Файл: Регулирование качества продукции средствами активного контроля..pdf

пускают образцовые детали и определяют параметры рассеивания

характеристики входных возмущений сложных систем регулирова­ ния и контроля редко бывают известны до тех пор, пока эти систе­ мы не построены и не испытаны. По-видимому, еще в течение долгого времени не будут найдены пути преодоления этого затруд­ нения. Как показывает практика, более или менее удовлетвори­ тельно оценить погрешности возможно (и то с некоторыми условностями) только для отдельных элементов измерительных систем или для простейших методов измерения.

При прогнозном определении погрешностей обработки (в том числе и погрешностей активного контроля размеров) основная трудность заключается в отсутствии для такого расчета надежных исходных данных. До сих пор отсутствуют достаточно объективные данные по размерному износу режущего инструмента, а также силовым и тепловым деформациям технологических систем. Бо­ лее того, эти данные нередко носят противоречивый характер. В настоящее время параметры различных эмпирических зависимо­ стей настолько широки, что при расчетном определении погреш­ ностей нередко возникают расхождения, доходящие до 100—200%- Почти полностью отсутствуют данные о значении параметров а и а для многих важных процессов обработки и измерения. Для аналитического расчета погрешностей необходимы данные о ба­ лансе тепла, выделяемого в процессе резания, о зависимостях между глубиной резания и нагреванием заготовок.

На данном этапе прогнозное определение погрешностей обра­ ботки и активного контроля размеров дает лишь ориентировочное, приближенное представление о точности технологических систем. Расчет погрешностей не столько оценивает действительную по­ грешность технологических и измерительных систем, сколько по­ зволяет установить структуру погрешности этих систем и дать некоторые рекомендации по повышению их точности.

Для определения опытным путем параметров рассеивания слу­ чайных размерных функций, помимо большого числа эксперимен­ тов, требуется также проведение значительного объема вычисли­ тельных операций. Отсюда вытекает необходимость разработки аппаратуры, позволяющей автоматизировать процесс регистрации результатов измерений.

59

Г л а в а I I I . ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ . МЕТРОЛОГИЧЕСКИЕ И СТАТИСТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ТОЧНОСТИ

ДИСКРЕТНЫХ ПРОЦЕССОВ РЕГУЛИРОВАНИЯ РАЗМЕРОВ

§12. А Н А Л И З ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ П О Г Р Е Ш Н О С Т Е Й

Впредыдущей главе было установлено, что основным крите­ рием оценки погрешности обработки является величина поля сум­ марного рассеивания размеров партии деталей, обработанных на металлорежущем станке. Главными факторами, обусловливающи­ ми рассеивание размеров деталей, являются размерный износ ре­ жущего инструмента, тепловые и силовые деформации технол©гической системы. Тепловые и силовые деформации (а иногда и из­ нос режущего инструмента) вызывают также отклонения от пра­ вильной геометрической формы.

Геометрическая (статическая) точность станка в основном оп­ ределяет погрешность формы обрабатываемых деталей и на рас­ сеивание размеров деталей существенного влияния не оказывает. Основной смысл использования методов активного контроля раз­ меров заключается именно в устранении влияния на точность об­ работки износа режущего инструмента, тепловых и силовых дефор­

температуры окружающей среды. Тепловое равновесие, характери­ зующееся равенством тепловыделения и теплоотдачи, наступает гораздо быстрее при значительных разностях температур, т. е. при

60

станка, как станина и бабки, требуется несколько часов, в то время

Рис. 14. Кривые изменения температурных полей станка

большего промежутка времени, чем температурные изменения пер­ вого вида. При этом температура нагревания гораздо меньше, чем в первом случае. Такое относительно небольшое нагревание свой­ ственно обычно тем узлам станка, которые сами не являются ис­ точниками тепловыделения и отстоят от последних на значитель­ ном расстоянии. К таким узлам относятся, например, станины станков. Эти узлы нагреваются главным образом под влиянием охлаждающей жидкости, температура которой постепенно повы­ шается. Температурные изменения второго вида часто не стабили­ зируются на протяжении всей смены.

К третьему виду (рис. 14, б) относятся изменения температур тех точек станка, которые сами не являются источниками тепловы­ деления, а тепло к ним поступает от источников тепловыделения. Графики температурных изменений третьего вида имеют харак­ терный S-образный вид. Это объясняется тем, что для распростра­ нения тепла до тех точек, которые сами не выделяют тепло, тре­ буется некоторый промежуток времени. При этом время должно отсчитываться от начала работы узла станка.

К третьему виду (рис. 14, б) можно отнести изменения темпера­ тур периферийных точек бабки изделия и столов круглошлифовальных станков. В отличие от температурных изменений первого

61

тепло, отдаваемое в единицу времени окружающей среде. Тепло­ отдача, возникающая в каждой нагреваемой точке, пропорциональ­

* Д л я упрощения принимаем, что параметры « и С постоянны.

62

для точки, не являющейся источником тепловыделения, принимает вид

63