Prin precizie de prelucrare (mecanică) (în , în ) se înțelege gradul de corespondență a piesei prelucrate cu modelul ei ideal (teoretic) din desenul de execuție, sub aspect dimensional, geometric și al poziției reciproce a diferitelor elemente geometrice ale piesei reale executate.
Așa cum se menționează în definiție, noțiunea de precizie de prelucrare include trei aspecte/trei parametri ai preciziei: precizia dimensională; precizia formei geometrice, care se identifică prin precizia formei geometrice a suprafeței reale sau a profilului obținut prin secționarea (imaginară) a suprafeței piesei; precizia poziției reciproce a diferitelor elemente geometrice ale piesei executate (suprafețe, axe, plane de simetrie etc.). La structurarea operațiilor tehnologice de finisare (finale), proiectantul de tehnologie trebuie să urmărească în primul rând obținerea preciziei necesare a dimensiunilor și a preciziei de poziție reciprocă a suprafețelor pieselor
În terminologia engleză, prin accuracy (trad.: exactitate) se înțelege gradul de apropiere a valorii estimate sau calculate, față de valoarea reală (adevărată), obținută la piesa prelucrată. O definiție similară este dată de Enciclopedia Britanică: Accuracy este gradul de concordanță între rezultatul experimental și valoarea adevărată. Termenul precision din limba engleză descrie mărimea erorilor întâmplătoare, fiind o măsură a variabilității statistice. Enciclopedia Britanică consemnează: Precision este gradul de concordanță într-o serie de măsurători ale aceleiași cantități; este o măsură a reproductibilității rezultatelor, mai degrabă decât a corectitudinii lor. Semnificațiile diferite ale termenilor exactitate și precizie sunt prezentate și în articolul Accuracy and precision. Precizia de prelucrare este exprimată uzual în termenii erorilor de prelucrare. Se obișnuiește să se considere abaterile de formă geometrică, abaterile de poziție și ondulațiile suprafețelor ca făcând parte din macrogeometria piesei, iar rugozitatea suprafețelor ca reprezentând microgeometria pieselor.
Unele surseAl. Epureanu ș. a. Tehnologia construcției de mașini, București, Editura Didactică și Pedagogică, 1983, pp. 22-23 au introdus și noțiunea de precizie economică de prelucrare care reprezintă precizia obținută cu un cost minim al prelucrării, în condiții normale de producție. Prin condiții normale de producție se înțeleg: mașini-unelte în stare bună de funcționare, folosirea de scule și dispozitive de calitate corespunzătoare, consumul de timp pentru prelucrare să nu depășească consumul de timp de la alte procedee convenabile pentru prelucrarea aceleiași suprafețe, calificarea operatorului să fie corespunzătoare cu complexitatea prelucrării (să nu fie super-înaltă). Deoarece sintagma "condiții normale de producție" este dificil de definit, aceste condiții fiind variabile de la o unitate de producție la alta, precizia economică de prelucrare are un caracter relativ.Octavian Pruteanu ș.a. Tehnologia fabricării mașinilor. Editura Didactică și Pedagogică, București, 1981, p. 42Conceptul de precizie economică de prelucrare nu are o definiție științifică riguroasă. Dacă o anumită suprafață poate fi prelucrată , cu precizia prescrisă, printr-un procedeu unic de prelucrare, noțiunea de precizie economică nu este aplicabilă. Condițiile de aplicare a unui procedeu de prelucrare pot modifica nivelul preciziei economice corespunzătoare acestuia. Astfel, în cazul pieselor mari, executate în serii mici, preciziile economice de prelucrare cresc. De exemplu, este rațional ca suprafețele de revoluție ale unui arbore greu, cu toleranța diametrului în treapta 6 de precizie să fie finisate totuși prin strunjire.
Tabele cu valori orientative pentru precizia economică a dimensiunilor, realizată prin diferite procedee de prelucrare mecanică sunt date în lucrareaConstantin Picoș ș. a. Proiectarea tehnologiilor de prelucrare mecanică prin așchiere. Manual de proiectare. Volumul 1. Editura UNIVERSITAS, Chișinău, 1992, Cap. Precizia prelucrării mecanice, p. 11, ISBN 5-362-00970-2, fiind alcătuite pe baza sistematizării datelor din producție. Astfel de tabele de precizii economice se pot folosi la alegerea procedeelor de prelucrare la elaborarea proceselor tehnologice.
Există o distincție între toleranțe funcționale și toleranțe tehnologice.Ion Lăzărescu, Cosmina-Elena Ștețiu. Toleranțe. Ajustaje. calculul cu toleranțe. Calibre. Editura Tehnică, București, 1984. p. 22 Toleranțele funcționale (numite și toleranțe specificate - după terminologia engleză) sunt prescrise de proiectant pe desenul de execuție în raport cu specificațiile funcționale ale pieselorAl. Rădulescu (coordonator), A. Vlase, C. Neagu, Bazele tehnologiei mașinilor-unelte, Editura didactică și pedagogică, București, 1982, p. 64 și cu economicitatea execuției acestora, avându-se în vedere și asigurarea bunei funcționări a piesei pentru un anumit timp de exploatare, dar totodată ținând seama de datele experimentale și teoretice asupra exploatării mașinilor de tip similarKorsakov, V. S. Tochnost mehaniceskoi obrabotki (trad.:Precizia prelucrării mecanice). Moscova, Mașgiz, 1961. [Există traducerea din limba rusă, intitulată Precizia prelucrării mecanice, București, IDT, 1963].Osnovî tehnologhii mașinostroenia (Bazele tehnologiei construcției de mașini). Sub redacția prof. dr. în științe tehnice V. S. Korsakov. Ed. a 3-a, completată și modificată. Moscova, Ed. "Mașinostroenie", 1977, p. 409Se au în vedere și consumurile pentru exploatarea pieselor, dacă acestea depind de precizia de prelucrare a acestora. Acestea definesc precizia prescrisă (sau funcțională), pe când proiectantul-tehnolog prevede în documentația tehnologică (de exemplu, plane de operații) toleranțe tehnologice adică toleranțe de execuție, impuse valorilor intermediare ale parametrilor preciziei (dimensiuni, formă geometrică etc.), care trebuie să fie obținute după efectuarea operațiilor (fazelor) succesive de prelucrare ale procesului tehnologic. Valorile toleranțelor tehnologice prevăzute în documentația tehnologică se micșorează treptat, de la prima operație tehnologică de prelucrare a semifabricatului până la operația finală a procesului de prelucrare mecanică. Mărimea câmpurilor de toleranță prescrise pentru dimensiuni se alege în funcție de precizia necesară funcționării pieselor finite.Manualul inginerului mecanic. Tehnologia construcțiilor de mașini. Coordonator prof. dr. doc. A. Nanu. Editura Tehnică, București, 1972. Cap.2. Precizia de prelucrare a pieselor în construcția de mașini. p. 31
Erori de prelucrare
Prin eroare de prelucrare se înțelege abaterea valorii obținute prin prelucrare a unui parametru dimensional, geometric sau de poziție reciprocă, față de valoarea nominală a acestuia prescrisă în desenul de execuție. Precizia de prelucrare este evaluată, uzual, după mărimea erorilor de prelucrare: cu cât erorile de prelucrare sunt mai mici, cu atât , cu atât precizia efectivă a piesei reale executate este mai mare.
Eroarea absolută ΔX asociată unui parametru al preciziei (dimensiune, formă geometrică, poziție) reprezintă diferența algebrică dintre valoarea efectivă (identificată prin măsurare) XE și valoarea nominală XN a parametrului:
ΔX = XE - XN
În cazul unei poziții asimetrice a câmpului de toleranță față de valoarea nominală a dimensiunii, în locul valorii nominale a parametrului se consideră valoarea medie a acestuia.
Se numește eroare relativă raportul dintre eroarea absolută și valoarea nominală a parametrului considerat:
Δrel = ΔX/XN
Precizia Pr este caracterizată cantitativ prin valoarea inversă a modulului erorii relative, adică:
Pr = |ΔX/XN|-1
La prelucrarea loturilor de piese, precizia este caracterizată de mărimea câmpului de împrăștiere a parametrului considerat și de coordonata mijlocului câmpului de împrăștiere față de valoarea nominală (prescrisă). Cu cât este mai mic câmpul de împrăștiere și mai mică coordonata mijlocului câmpului față de valoarea nominală , cu atât precizia este mai ridicată.Sborka izdelii mașinostroenia. (Asamblarea produselor construcției de mașini). Tom 1. Sub redacția V. S. Korsakov și V. K. Zameatin. Moscova, Ed. "Mașinostroenie" , 1983, p. 12
Eroarea totală de prelucrare prin care se apreciază precizia de prelucrare mecanică este rezultatul influențelor exercitate de o serie de factori tehnologici independenți, ce acționează în cursul desfășurării procesului de prelucrare. Acești factori tehnologici de influență ( sau cauze care generează erori) contribuie la apariția unor erori elementare (sau primare). La prelucrarea mecanică apar următoarele erori primare principale: eroarea de instalare (sau de prindere-poziționare) a piesei de prelucrat în dispozitivul de lucru; eroarea datorată variațiilor deformațiilor elastice ale elementelor sistemului tehnologic sub influența sarcinilor variabile (forțe de așchiere, forțe de inerție etc.), care acționează în sistemul mașină-unealtă-sculă-dispozitiv-piesă (MUSDP) cu rigiditate variabilă; eroarea de reglare la dimensiune a sistemului tehnologic;
eroarea datorată uzurii dimensionale a sculei așchietoare;3 erori de prelucrare datorită impreciziei (erorii) de execuție a sculelor așchietoare; eroarea sistemului tehnologic produsă de erorile geometrice ale mașinilor-unelte; erori de prelucrare datorită încălzirii elementelor sistemului tehnologic produse la așchiere, prin frecarea elementelor mobile ale sistemului tehnologic, prin variația temperaturii în secția (atelierul) de prelucrări mecanice. Această diferențiere a erorilor primare este convențională și este justificată, în principal, prin ușurința calculului acestora.
Asupra erorii totale de prelucrare pot influența și tensiunile interne remanente din materialul piesei, provenite de la prelucrările precedente sau tensiuni proprii operației tehnologice (operației de producție) actuale.
Cauzele care generează erori de prelucrare sunt analizate pe larg în lucrarea elaborată de Gh. Tîrpe (1972)Gh. Tîrpe, Precizia prelucrării prin așchiere. Editura tehnică, București, 1972, cap. 3, pp. 36-118și în Manualul inginerului mecanic (op. cit., pp. 66-86).
Calcularea erorii totale de prelucrare este dificilă, deoarece nu există o cantitate suficientă de date asupra erorilor elementare de prelucrare, iar pe de altă parte lipsesc metode speciale de calcul al preciziei procesului tehnologic.
În funcție de modul de variație în timpul desfășurării procesului de așchiere, erorile primare/elementare se împart în trei categorii: erori sistematice constante; erori sistematice variabile; erori aleatoare (întâmplătoare). Erorile sistematice constante au valori constante ca mărime și ca semn algebric (sens de acționare) și se exprimă printr-o lege de forma:
Δ = K
în care K este o constantă reală.
Datorită valorilor lor constante, influența acestor erori asupra preciziei de prelucrare se manifestă identic asupra tuturor pieselor din lotul supus prelucrării. Erorile sistematice conduc la variația rezultatelor față de valoarea corectă (nominală), în mod predictibil și pot fi deseori identificate și diminuate prin măsuri tehnologice corespunzătoare.
Erorile sistematice variabile sunt erori ale căror valori se modifică în timp după o anumită lege la trecerea de la o piesă de prelucrat la cea următoareA. A. Matalin, Tehnologhia mașinostroenia (Tehnologia construcției de mașini), Leningrad, „Mașinostroenie”, 1985, p. 31; aceste erori pot fi exprimate sub forma:
Δ = φ(z)
în care φ(z) este o funcție de variabila reală z.
Erorile sistematice variabile pot influența asupra preciziei în mod continuu sau periodic. Un exemplu de erori sistematice cu influență continuă este eroarea produsă de uzura dimensională a sculei așchietoare. Alternativ, o eroare care influențează periodic este eroarea produsă de încălzirea (deformațiile termice) ale mașinii-unelte în perioada de început al funcționării, până la atingerea echilibrului termic.