Проверка точности станка

Проверка точности станка включает 17 проверок.

Проверка прямолинейности продольного перемещения суппорта в горизонтальной плоскости (рис.2.1). В центрах передней 4 и задней 5 бабок устанавливают оправку 2 с цилиндрической измерительной поверхностью. На суппорте 1 укрепляют индикатор 3 так, чтобы его измерительный наконечник касался боковой образующей оправки и был направлен к ее оси перпендикулярно образующей. Суппорт перемещается в продольном направлении на всю длину хода, при этом фиксируются показания индикатора 3.

Как показали наши исследования, смещение вершины резца в вертикальной плоскости в пределах до 0, 5мм не оказывает существенного влияния на точность обрабатываемой поверхности (см. раздел 15), поэтому эта проверка не нужна.

Проверка одновысотности оси вращения шпинделя передней бабки и отверстия пиноли задней бабки по отношению к направляющим станины в вертикальной плоскости, на основе предыдущего вывода также не нужна.

Рис. 2.1. Проверка прямолинейности продольного перемещения суппорта в горизонтальной плоскости

Проверка параллельности перемещения задней бабки перемещению суппорта проверяется:

а) в вертикальной плоскости;

б) в горизонтальной плоскости.

По тем же соображениям проверка для горизонтальной плоскости необходима и не нужна для вертикальной плоскости.

Проверка радиального биения центрирующей поверхности шпинделя передней бабки под патрон приведена на рис.2.2.

В неподвижной части станка укрепляют индикатор 1 так, чтобы его измерительный наконечник касался проверяемой поверхности 2 и был направлен к ее оси перпендикулярно образующей. Шпиндель приводят во вращение от руки. Отклонение определяют как наибольшую алгебраическую разность показаний индикатора. Необходимо производить проверку для положения индикатора в плоскости формообразования и не нужно производить измерения для положения индикатора в плоскости перпендикулярной плоскости формообразования.

Проверка осевого биения шпинделя передней бабки приведена на рис.2.3.

Рис. 2.2. Проверка радиального биения центрирующей поверхности шпинделя передней бабки под патрон

В отверстие шпинделя 1 передней бабки вставляют контрольную оправку 2 с центровым отверстием под шарик 4. На неподвижной части станка укрепляют индикатор 3 так, чтобы его плоский измерительный наконечник касался шарика, вставленного в центровое отверстие оправки. Шпиндель приводят во вращение от руки. Отклонение определяют как наибольшую алгебраическую разность результатов измерений.

34 Проверка параллельности перемещения исполнительных звеньев

37 Проверка станка на соответствие нормам статической жёсткости.

Проверка относительного перемещения под нагрузкой резцедержателя и оправки, установленной (рис.2.8):

а) в шпинделе передней бабки,

б) в пиноли задней бабки.

В отверстие шпинделя 1 и пиноли 2 вставляют оправку 3. Устройство для нагружающей силы закрепляют в левом пазу резцедержателя 4 или в положении справа. Все подвижные части суппорта, пиноль, корпус задней бабки вместе с ее плитой перед каждым испытанием перемещают и устанавливают в заданные положения, а шпиндель поворачивают.

Рис. 2.8. Схема проверки станка на жесткость

При этом салазки суппорта подводят в положение проверки, перемещая их к линии центров станка. Закрепление задней бабки и пиноли в бабке, а также резцедержателя производят без применения удлинителей к ключам и рукояткам, если это не предусмотрено руководством по эксплуатации станка.

Между шпинделем (пинолью) и резцедержателем под углом 60⁰ к направлению поперечной подачи создают плавно возрастающую до заданного предела силу Р. Одновременно при помощи индикатора измеряют (в плоскости действия силы) относительное перемещение резцедержателя и оправки в радиальном направлении, параллельном направлению подачи. За величину относительных перемещений принимают среднюю арифметическую результатов двух испытаний.

На этом проверки, регламентированные ГОСТом 18097-88, заканчиваются. Как видно из комментариев, часть проверок является бесполезной, это говорит о том, что ГОСТ 10097-88 устарел и не соответствует современному развитию науки.

38.Проверка стабильности положения оси шпинделя при его вращении.

Все шпиндели быстроходных станков проходят ба­лансировку в собранном виде. Качество обрабатываемых на станке деталей во многом зависит от стабильности положения шпинделя в станке и плавности его вращения. Погрешности изготовления и монтажа шпинделя, а также неодинаковая плотность металла, из которого он сделан, приводят к неуравновешенности шпин­деля, что при эксплуатации станка может вызвать вибрации. Они снижают стойкость режущего инструмента, качество обработанной поверхности, вызывают усиленное изнашивание опор шпинделя и в ряде случаев вынуждают либо сильно снижать режимы резания, что ведет к понижению производительности, либо вообще прекращать работу.

Неуравновешенность может быть статической, когда не совпа­дает центр тяжести детали с осью вращения (она вызывает только центробежную силу), и динамической, когда действие неуравнове­шенных масс вызывает появление пары сил и центробежных моментов инерции, не равных нулю.

Для устранения неуравновешенности детали проходят балан­сировку. В соответствии с двумя видами неуравновешенности су­ществуют и два вида балансировок — статическая и динамическая.

Статическую балансировку применяют обычно для деталей, у которых отношение L/D мало (маховики, диски, зубчатые ко­леса), так как влияние динамической неуравновешенности у них невелико. Балансировку производят на оправке с надетой на нее деталью, свободно перемещающейся на двух параллельных ножах или роликах под действием статического момента. Таким образом определяется радиальное направление приложения уравновеши­вающего груза.

У шпинделя станков L/D > 1. Так как на шпиндель мон­тируют ряд деталей (зубчатые колеса, кольца-гайки, подшипники, втулки, фланцы), то для него характерны оба вида неуравновешен­ности, поэтому его подвергают динамической балансировке в сборе, которая устраняет оба вида неуравновешенности. Динамическую балансировку производят на специальных балансировочных станках. Неуравновешенность устраняют высверливанием металла в заданных местах баланси­руемой детали или узла в сборе с помощью двух специальных сверлильных головок, встроенных в балансировочный станок.

Точность изготовления шпинделя проверяют в определенной последовательности: сначала определяют правильность формы поверхностей, затем их геометрические размеры и потом уже их положения. Такая последовательность необходима для того, чтобы можно было путем исключения погрешностей измерять с наибольшей точностью тот параметр, который необходимо проверить.

Измерительными базами при проверке шпинделя обычно яв­ляются поверхности его опорных шеек, которые будучи его основными базами определяют положение всех остальных поверхностей при работе шпинделя в станке. Поэтому при проверке шпиндель устанавливают опорными шейками с упором в один торец на призмы контрольной плиты или специальных контрольных уст­ройств. Одна из призм — обычно регулируемая по высоте.Правильность геометрической формы проверяют в нескольких сечениях, перпендикулярных к оси шпинделя: овальность и конусообразность — с помощью скоб с отсчетным устройством, а круглость — с помощью кругломера.Отклонение образующей цилиндрической поверхности от пря­молинейности проверяют индикатором, наконечник которого пере­мещается по образующей поверхности параллельно оси шпин­деля. По разности наибольшего и наименьшего показаний судят об отклонении от параллельности.Диаметральные размеры в зависимости от степени точности и их значения проверяют скобами с отсчетным устройством СР, а также микрометром (цена деления 0, 01 мм).

39 Проверка точности позиционирования.

Точность позиционирования станка с ЧПУ проверяется следующим образом. Узел позиционирования перемещают в исходную точку А, (рис.2.12). Затем по программе задают перемещение в точку 1. В этой точке измерительное устройство устанавливают на нулевое деление. После этого узел перемещают в точку 2, где производят измерение отклонения фактического перемещения от запрограммированного и так далее до точки m, после чего узел выводится в конечную точку В.

Рис. 2.12. Схема перемещения узлов станков с ЧПУ для определения точности позиционирования

Затем узлу задают отрицательное перемещение в те же самые точки, где производили измерение отклонений. По указанной схеме цикл движений в каждом направлении повторяют 5 раз. Повторные проходы отличаются от первого тем, что в точке 1 не производится настройка измерительного устройства, а фиксируются отклонения от значения принятого за нулевое при первом проходе. Длина интервала l_u выбирается в зависимости от наибольшего размера обработки L по проверяемой оси. Длина контролируемого участка l_k должна быть кратна длине l_u и удовлетворять неравенству

0 < L - l_k ≤ l_u,

расстояния А1 и Вm равны между собой и определяются как

А1 = Вm = (L – l_k)/2.

Число контрольных точек составляет

m = l_k / l_u + 1.

В результате обработки результатов измерений определяются: накопленная погрешность позиционирования, равная алгебраической разности наибольшего и наименьшего среднеарифметических значений отклонений, и среднее квадратическое отклонение погрешности позиционирования в контрольной точке при многократных подходах к ней. Первый показатель характеризует систематическую погрешность позиционирования на длине l_k, второй – случайную погрешность.

Кроме того, могут проводиться специфические проверки токарных станков в статическом состоянии. К ним относятся:

- проверка постоянства положения оси пиноли при зажиме задней бабки на разных участках по длине станины;

- проверка постоянства положения резцедержателя при его повороте и зажиме;

- проверка точности и усилий закрепления заготовки.

На основании вышеизложенного можно сделать следующие выводы. Часть проверок станка в статическом состоянии являются необходимыми, а часть просто бесполезными. Это говорит о том, что ГОСТ 18097-88 устарел и не соответствует современному уровню развития станкостроения. Следует также заметить, что проверки станка в статическом состоянии только оценивают качество сборки станка, но никак не оценивают его технологические показатели.

41 Определение нагрева и температурных деформаций оборудования