Согласно этому методу, станок пред­варительно налаживают так, чтобы тре­буемая точность достигалась автомати­чески, независимо от квалификации рабочего. Задача обеспечения требуемой точности переходит на наладчика, выпол­няющего предварительную наладку стан­ка, инструментальщика, изготовляющего специальные приспособления, и техноло­га, определяющего технологические базы, методы установки и закрепления заго­товки и режимы резания. Суть метода — расчетное определение перемещения ра­бочего органа и решение размерных цепей для определения точности пере­мещения.

Размерной цепью называют совокуп­ность взаимосвязанных размеров, обра­зующих замкнутый контур. Замкнутость размерной цепи приводит к тому, что входящие в нее размеры, ке могут назна­чаться независимо друг от друга, значе­ние и точность по крайней мере одного из них определяется остальными. Раз­меры, входящие в размерную цепь, называют звеньями размерной цепи. Замыкающим звенвм называют послед­нее звено размерной цепи, а составляю­щими звеньями — остальные. С измене­нием размеров и точности составляющих звеньев меняются размеры и точность замыкающего звена. Цепь называют Линейной, если все ее звенья парал­лельны друг другу (ГОСТ 16319—80, ГОСТ 16320—80).

Характеристики размерной цепи. Си­стема СПИД включает (рис. 12.20) станок с установленным на нем приспо­соблением, деталью 1 и инструментом 3. Инструмент устанавливается в инстру­ментальный блок 4, а державка закреп­ляется в резцедержателе 5 (или револь­верной головке). Резцедержатель ориен­тирован относительно нулевой точки М станка. Резец содержит многогранную неперетачиваемую пластину 2 с верши­ной Р. Эти элементы инструментальной системы участвуют в размерной наладке, каждый из них имеет свою систему коор­динат, положение и погрешности.

Координаты элементов размерной наладки станка образуют размерную цепь: XMW = XMF + XFK + XKT + XTN + --XNP + XPW, при этом выдерживаемый размер XRW — XPW. Здесь XMW — коор­дината нуля станка в системе станка; XMF — вспомогательный ход резцедер­жателя; 'XFK — координата вспомога­тельного инструмента в системе резце­держателя; хКТ — координата державки резца в системе вспомогательного ин­струмента; XTN — координата центра

Пластины в системе державки; XNP — Координата вершины резца в системе пластины; XRW — радиальный размер детали при статической наладке.

Цепь на рис. 12.20 является линей­ной. Последний размер — замыкающее звено, остальные — составляющие. Раз­мер XMW—увеличивающее звено, ос­тальные звенья — уменьшающие.

Увеличивающим называют звено, увеличение которого увеличивает замы­кающее звено. Уменьшающим называют звено, увеличение которого уменьшает замыкающее звено. Замыкающее звено

N = lAs,-lAym

Где £Лув — сумка увеличивающих звень­ев; £71ум — сумма уменьшающих звеньев.

Решение размерной цепи. Решение размерной цепи сводится к двум задачам:

определению предельных размеров замыкающего звена, если известны пре­дельные размеры составляющих звеньев (прямая задача);

определению предельных значений составляющих звеньев при заданных предельных размерах замыкающего зве­на (обратная задача).

Существуют два основных метода решения размерных цепей: полной и не­полной взаимозаменяемости.

Метод полной взаимозаме­няемости сводит решение к расчету на максимум и минимум основного уравнения

Согласно которому допуск замыкающего звена равен сумме допусков всех разме­ров, входящих в цепь. Верхнее предель­ное отклонение замыкающего звена равно разности суммы верхних предель­ных отклонений увеличивающих звеньев и суммы нижних предельных отклонений уменьшающих звеньев:

Вод'=хволув-х1олум.

Нижнее предельное отклонение замы­кающего звена равно разности суммы нижних предельных отклонений увеличи­вающих звеньев и суммы нижних пре­дельных отклонений уменьшающих звеньев:

НОЛ^ХНОЛу.-ХВОЛум.

В этом случае применяют размерную наладку инструмента на станке. В раз­мерную цепь включают все звенья инстру­ментальной системы:

XPW = xMW — xMF — xFK—xKT —

— xTN — xNP.

Суммарная погрешность AxPW стати­ческой наладки

AxPW=,2(AX2Mw + AX2Mf + AX2fk +

+ Ax2KT + Ax2TN + AxlP)^

Где A Xi — погрешности: AxPve — статиче­ской наладки; AxMW — установки нулевой точки (детали) в системе станка; AXmf— позиционирования резцедержа­теля; AXFk — установки вспомогатель­ного инструмента и поворота резцедер­жателя; Ахкт — установки резца во вспо­могательном инструменте; AxTN — уста­новки центра пластины в системе коорди­нат державки; AxNP — установки верши­ны резца относительно центра пластины.

Метод полной взаимозаменяемости обеспечивает минимальную трудоемкость наладки, но при этом требуется высокая точность всех элементов инструменталь­ной системы, а поэтому метод является очень дорогим.

Обычно для решения размерных це­пей на станках с ЧПУ используют м е - тод неполной взаимозаменяе­мости. Звенья хКТ, XTN, XNP (см. рис. 12.20) заменяют одним звеном хКР. Размерная цепь становится короче XPW = хМ W — хМ F — XFK — хКР и тре­буемую точность получить легче, чем в предыдущем случае. Наладку цепи ХКР = хКТ--XTN+ XN Р осуществляют как вне станка, так и на станке.

При размерной наладке инструмента вне станка (рис. 12.21, а) используют специальные приспособления, что обес­печивает высокую точность обработки, причем станок в это время не простаи­вает. Этот метод наладки в настоящее время достаточно распространен. Однако следует указать на некоторые его недо­статки: требуются специальные устрой­ства для наладки инструмента, допол­нительная производственная площадь для их размещения; размерная цепь сокращается, но остается достаточно сложной; метод не компенсирует ошибок позиционирования, поворота револьвер­ной головки, установки державки инстру­мента в головке и др.; не могут быть в полной мере реализованы преимущества многогранных неперетачиваемых пластин (эффект, связанный с их быстрым пово­ротом, становится не столь существен­ным, так как пластины поворачивают вне станка при снятом инструментальном блоке).

Размерная наладка инструмента на станке (рис. 12.21, б) может выполняться по-разному.

Во-первых, станок может быть обору­дован прибором для измерения положе­ния вершины резца. В этом случае резец, установленный в резцедержателе с опре­деленной погрешностью, по программе перемещают к датчику, который выяв­ляет погрешность положения вершины и автоматически вводит коррекцию в пере­мещение резца при позиционировании. Цель данного способа состоит в опреде­лении истинного расстояния хМР, т. е. положения вершины резца Р относитель­но нуля станка М. При контакте резца с датчиком D оно выражается размером XMD. Тогда условно XMWi = XMD-~XDW (цепь коррекции начального положения), и цепь точности статической наладки записывается в виде XPW = XMWi — хМР.

Во-вторых, для размерной наладки на станке может быть использован автома­тизированный метод пробных ходов: по программе резец перемещается к заго­товке и снимает пробную стружку, далее автоматически определяется действи­тельный размер и сравнивается с задан­ным, после чего происходит автоматиче­ская коррекция траектории инструмента.