(I) Погрешность вращения шпинделя
Погрешность вращения шпинделя — это отклонение между фактической мгновенной осью вращения шпинделя и его средней осью вращения. Основными причинами радиальной погрешности вращения шпинделя являются: ошибки соосности цапфовых участков шпинделя, различные дефекты самих подшипников, несоосность между подшипниками, а также прогиб шпинделя. Соответствующее повышение точности изготовления шпинделя и корпуса, выбор высокоточных подшипников, улучшение точности сборки деталей шпинделя, балансировка высокоскоростных компонентов шпинделя и предварительное натяжение подшипников качения — всё это позволяет повысить точность вращения шпинделя станка.
(II) Погрешность направляющей
Направляющие — это базовые элементы станка, определяющие взаимное положение различных узлов машины и служащие эталоном для движения механизма. Требования к точности направляющих токарного станка в основном включают следующие три аспекта: прямолинейность в горизонтальной плоскости; прямолинейность в вертикальной плоскости; а также параллельность (скручивание) передних и задних направляющих. Помимо производственных дефектов самих направляющих, неравномерный износ и качество их установки также являются важными факторами, влияющими на погрешности направляющих.
(III) Погрешность передаточной цепи
Погрешность передачи в трансмиссионной цепочке — это относительная погрешность движения между звеньями передачи, расположенными в начале и конце внутренне связанной трансмиссионной цепочки. Погрешности передачи обусловлены производственными и сборочными дефектами каждого звена цепи, а также износом в процессе эксплуатации.
(IV) Геометрическая погрешность инструмента
Любой инструмент в процессе резания неизбежно подвергается износу, что, в свою очередь, приводит к изменению размеров и формы обрабатываемой детали. Правильный выбор материалов для инструмента и использование новых, износостойких материалов, разумный подбор геометрических параметров инструмента и режимов резания, а также корректное применение смазочно‑охлаждающих жидкостей позволяют минимизировать износ инструмента. При необходимости можно также использовать компенсационные устройства для автоматической коррекции износа инструмента.
(V) Погрешность позиционирования
- Ошибка несовпадения баз: База, используемая для определения размеров и положения определённой поверхности на чертеже детали, называется проектной базой. База, применяемая в технологической карте для определения размеров и положения обработанной поверхности при конкретной операции, называется рабочей базой. При обработке детали на станке необходимо выбрать несколько геометрических элементов детали в качестве баз для позиционирования. Если выбранная база для позиционирования не совпадает с проектной базой, возникает ошибка несовпадения баз.
- Ошибка неточного изготовления пар элементов позиционирования: Установочные элементы на приспособлении невозможно изготовить абсолютно точно по номинальным размерам; их фактические размеры (или положения) допускают отклонения в пределах установленных допусков. Поверхность позиционирования детали и установочный элемент приспособления вместе образуют пару элементов позиционирования. Максимальное отклонение положения детали, вызванное неточным изготовлением этой пары элементов и зазорной посадкой между ними, называется ошибкой неточного изготовления пары элементов позиционирования.
(VI) Погрешность, вызванная деформацией технологической системы под действием сил
- Жёсткость заготовки: Если жёсткость заготовки относительно невелика по сравнению с жёсткостью станка, режущего инструмента и приспособления в рамках технологической системы, то деформация заготовки вследствие недостаточной жёсткости под воздействием сил резания существенно влияет на точность обработки.
- Жёсткость инструмента: Наружный токарный инструмент обладает высокой жёсткостью в направлении, перпендикулярном обработанной поверхности (ось y), и его деформацию можно пренебречь. Однако при растачивании внутреннего отверстия малого диаметра расточная штанга имеет крайне низкую жёсткость, и её деформация под действием усилий значительно влияет на точность обработки отверстия.
- Жёсткость компонентов станка: Компоненты станка состоят из множества деталей. На сегодняшний день не существует простого и подходящего метода расчёта жёсткости компонентов станка; она определяется преимущественно экспериментальным путём. Зависимость между деформацией и нагрузкой является нелинейной. Кривые нагружения и разгрузки не совпадают; кривая разгрузки отстаёт от кривой нагружения. Площадь, заключённая между этими двумя кривыми, соответствует энергии, рассеянной в цикле нагружение–разгрузка, которая расходуется на работу сил трения и на работу, связанную с контактной деформацией. После первого цикла разгрузки деформация не возвращается в исходную точку первого нагружения, что свидетельствует о наличии остаточной деформации. После многократных циклов нагружения–разгрузки начальная точка кривой нагружения совпадает с конечной точкой кривой разгрузки, а остаточная деформация постепенно уменьшается до нуля.
(VII) Погрешность, вызванная термической деформацией технологической системы
Влияние термической деформации технологической системы на точность обработки весьма значимо, особенно при высокоточной обработке и обработке крупногабаритных деталей. Погрешности обработки, обусловленные термической деформацией, иногда могут достигать до 50% от общей погрешности заготовки. Станок, режущий инструмент и заготовка подвергаются воздействию различных источников тепла; их температура постепенно повышается, одновременно они отдают тепло окружающим телам и пространству через различные механизмы теплопередачи.
(VIII) Погрешность настройки
При каждой операции механической обработки всегда требуется определённая корректировка технологической системы. Поскольку такая корректировка не может быть абсолютно точной, возникают ошибки регулировки. В технологической системе взаимная позиционная точность между заготовкой и режущим инструментом на станке обеспечивается за счёт настройки самого станка, режущего инструмента, приспособления или заготовки. Когда исходная точность станка, режущего инструмента, приспособления, заготовки и т. п. соответствует требованиям технологического процесса, а динамические факторы не учитываются, влияние ошибки регулировки становится решающим для точности обработки.
(IX) Погрешность измерения
При измерении детали во время или после обработки метод измерения, точность измерительного прибора, а также состояние самой детали, субъективные и объективные факторы напрямую влияют на точность измерений.
