Под влиянием переменных систематических погрешностей размеры заготовок с течением времени изменяются, что при работе на настроенных станках приведет к необходимости делать время от времени поднастройки (подналадки) – возвращать вершину резца в пределы производственного допуска. Для увеличения времени работы до поднастройки, а следовательно, и сокращения числа поднастроек, необходимо в процессе настройки станка придать инструменту определенное настроечное положение. При этом размеры первых заготовок партии должны быть равны настроечному размеру.

Настроечным (наладочным) размером называют размер, обеспечивающий правильность взаимного положения режущего инструмента и обрабатываемой заготовки в процессе настройки станка. Величина настроечного размера должна быть такой, при которой исключается опасность получения «брака» и обеспечивается рациональность использования всего поля производственного допуска.

Возможны два способа задания настроечного размера. Один из них предусматривает задание расстояний между элементами станка и инструмент а (например, между осью центров токарного станка и кромкой режущего инструмента). Второй способ предусматривает задание величины действительного размера первой обработанной по настройке заготовки на начальном участке [39]. Второй способ более нагляден, прост и используется в курсовом проекте.

Существуют два метода размерных настроек: статический по калибрам или эталонам на неподвижном станке и динамический.

В условиях мелкосерийного и серийного производства динамический метод включает в себя следующие способы настройки универсальных станков: по пробным рабочим ходам и промерам, по пробным заготовкам.

Настройка по пробным рабочим ходам и промерам применяется в единичном и мелкосерийном производствах для обработки крупных заготовок с нестабильными припусками. Сущность наладки подробно изложена в литературе [15, 23, 39] .

Настройка по пробным рабочим ходам и промерам автоматически учитывает  весь  комплекс  реальных  условий  обработки  каждой заготовки: величину снимаемого припуска и механические свойства металла для настроечного участка заготовки, состояние режущей кромки инструмента и реальную микрогеометрию обрабатываемой поверхности. Поэтому колебание размерной и механической характеристик разных заготовок и постепенное притупление инструмента сказываются лишь на неточностях формы заготовок, но не вызывают рассеяния размеров, обусловленного вышеперечисленными факторами. Такая наладка является простой, однако в некоторых случаях односторонней обработки фрезерованием или строганием заготовок малой жесткости могут возникать дополнительные погрешности, вызванные упругой «осадкой» заготовки под действием сил закрепления. Полное поле рассеяния размеров при настройке по пробным рабочим ходам и промерам определяется

.                                        (39)

Настроечные размеры при обработке вала  и отверстия  определяются из выражений:

,                                (40)

,                                (41)

где  – погрешности от превышения температурных деформаций инструмента над начальным износом. Эта погрешность учитывается при расчетах (особенно когда время перехода превышает 3-5 мин и работа ведется без охлаждения), поскольку в первые минуты обработки температурные деформации инструмента (удлинение) частично компенсируется его интенсивным начальным износом;  – поле погрешности из-за температурных деформаций инструмента в начальный период;  – поле накопленной погрешности размеров заготовки из-за начального износа.

Достоинством настройки по пробным рабочим ходам и промерам является простота, возможность применения при любом способе базирования заготовок и сравнительно малая величина поля рассеяния размеров. Недостаток – большие затраты вспомогательного времени.

Настройка по дробным заготовкам представляет собой динамическую размерную настройку для обработки группы заготовок по принципу автоматического получения размеров на настроенных станках.

Настройка состоит в том, что по первой пробной заготовке устанавливают резец и обрабатывают участок поверхности, измеряют полученный размер и корректируют глубину резания так, чтобы получить действительный размер, равный расчетному значению настроечного размера. Затем, не изменяя положения поперечного суппорта (для токарного станка), продольным перемещением каретки выводят резец из зоны резания, устанавливают упоры (если они предусмотрены схемой обработки) и обрабатывают все пробные заготовки.

Статическая проверка правильности настройки заключается в измерении заготовок и подсчете среднего арифметического размера  пробных заготовок . Настройка считается правильной, если среднее арифметическое размеров пробных заготовок находится в пределах допуска настройки  [23]. В курсовом проекте проверка правильности не проводится.

Настройка станка по пробным заготовкам производится с помощью рабочего калибра или с помощью универсального измерительного инструмента.

Расчет настроечных размеров производится в следующем порядке.

1. Определяется полное поле рассеяния при настройке по пробным заготовкам

.                               (42)

Расчет составляющих  производится согласно рекомендациям, изложенным в п. 4.2 пособия.  Поле  рассеяния,  связанное  с  настройкой  станка,  определяется для настройки по пробным заготовкам с помощью рабочего калибра по формуле (27).

Для случая настройки станка по пробным заготовкам с помощью универсального мерительного инструмента  определяется по формуле(28).

2. Расчет настроечных размеров производится по формулам:

для вала ,                                                            (43)

для отверстия .                                                  (44)

Настройка по пробным заготовкам производится при условии ничтожно малого размерного износа инструмента при обработке пробных заготовок, так как только в этом случае колебание действительных размеров пробных заготовок будет правильно отражать влияние различных случайных факторов на рассеяние размеров.

Применяется настройка в серийном производстве заготовок малых и средних размеров.

Статическая настройка по калибрам или эталонам производится на неработающем станке. Инструмент устанавливается по калибрам или эталону, представляющему собой упрощенный макет обрабатываемой заготовки, причем правильность положения инструмента проверяется проталкиванием щупа или мерной бумаги. Для сокращения погрешности установки инструмента по эталону и, следовательно, уменьшения полного поля рассеяния применяются эталоны с индикаторами. В этом случае индикатор настраивается на нуль по лекальной линейке, приложенной к образующей эталона, а затем подводят резец к плоскому наконечнику индикатора так, чтобы стрелка встала в прежнее нулевое положение. После такой настройки инструмента устанавливают упоры, если они предусмотрены схемой выполнения технологической операции. Необходимые размеры заготовки, эталона калибра и щупа определяются расчетом. После обработки заготовок производится поднастройка, заключающаяся в повторном подведении резца к эталону.

Порядок расчета статической настройки такой же, как и при настройке по пробным заготовкам. Расчет полного поля рассеяния размеров при статической настройке производится по формуле (42).

Поле рассеяния, связанное с настройкой станка, определяется по формуле:

,                               (45)

где  – поле погрешности, обусловленное неточностью изготовления эталона (калибра) и погрешностью его установки;  – поле погрешности установки резца по эталону (табл. 25).

Таблица 25

Поля погрешностей установки инструмента по эталону

Статические настроечные размеры устанавливают до начала обработки. Поэтому в их расчетные выражения следует ввести поправки на ожидаемые микронеровности обработанной поверхности  (можно определить по таблицам [42]) и деформацию технологической системы  под влиянием сил резания.

Статические настроечные размеры определяются:

для вала ,                                      (46)

для отверстия ,                            (47)

где  – среднее отжатие системы в направлении выдерживаемого размера

,

где  – среднее значение радиальной составляющей силы резания при обработке партии заготовок;  – жесткость технологической системы.