Ключевыми факторами, определяющими эффективность работы инструментального блока, являются точность его сборки и жесткость образующихся соединений. Эти параметры напрямую влияют на общую стабильность и качество обработки.
Варианты компоновки и сборки инструмента
В большинстве случаев в сборке участвует более пяти звеньев, допуски на изготовление которых идентичны. Это позволяет принять расчетный коэффициент равным 1,0. Исходя из общего количества компонентов, можно выделить несколько основных схем их соединения:
1) Использование цельных оправок, которые крепятся непосредственно в шпинделе станка.
2) Инструмент из двух элементов: базового (закреплен в шпинделе) и сменного (оправка, втулка). На место сменного элемента может также устанавливаться непосредственно режущий инструмент.
3) Трехэлементная система, включающая базовый, промежуточный и сменный (или режущий) компоненты.
4) Составной инструмент максимальной сложности, состоящий из базового элемента, двух промежуточных и сменного.
Для всестороннего анализа целесообразно рассмотреть наихудший сценарий с наибольшим количеством соединяемых элементов.
Источники погрешностей в сложной системе
Анализ схемы сборки позволяет систематизировать основные составляющие суммарной погрешности позиционирования:
- Радиальное биение конического отверстия самого шпинделя.
- Биение шпинделя, вызванное перекосом его оси.
- Биение базового агрегата из-за перекоса в высокоточном коническом соединении 7:24.
- Биение сменной втулки или оправки, возникающее из-за наличия зазора в цилиндрической посадке.
- Биение посадочного отверстия в корпусе базового агрегата.
- Биение сменного инструмента или втулки от перекоса в цилиндрическом или коническом соединении.
- Биение конического отверстия внутри сменной втулки.
- Биение разрезной втулки или режущего инструмента от перекоса в коническом сопряжении.
- Биение цилиндрического отверстия в сменной разрезной втулке.
Влияние силовых факторов на точность
Важно понимать, что статические погрешности сборки, описанные выше, часто оказываются незначительными по сравнению с погрешностями, возникающими непосредственно в процессе резания. Под воздействием значительных сил резания все элементы системы «инструмент–приспособление–станок» подвергаются изгибным и контактным деформациям в зонах стыков. Если допустить, что контактная податливость на краю стыка пренебрежимо мала (благодаря высокой точности обработки присоединительных поверхностей вспомогательного инструмента), то основным источником ошибок становятся именно изгибные деформации.