CC BY
32
УДК 621.91
В.Б. Сухинин, В.А. Сергеев
Омский государственный технический университет, г. Омск
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ГЕОМЕТРИЧЕСКОЙ ТОЧНОСТИ ОБРАБАТЫВАЮЩИХ ЦЕНТРОВ ВЕРТИКАЛЬНОГО ТИПА
Введение
Качество выпускаемой машиностроительной продукции в большой степени зависит от качества составляющих того или иного агрегата деталей, получаемых обработкой на технологическом оборудовании, в частности, на металлорежущих станках. В связи с этим к обрабатывающему оборудованию предъявляются определенные требования по точности.
Испытания станков на точность проводятся как на заводе-изготовителе, так и после их установки на месте эксплуатации. Кроме того испытания станков на точность необходимо проводить после осуществления регламентных работ, связанных с ремонтом, техническим обслуживанием и переустановкой станка на другое рабочее место.
В наибольшей степени требования по точности и условиям эксплуатации относятся к оборудованию, оснащенному системами с ЧПУ. В настоящее время существуют стандарты проверки на точность как европейские ISO 10791-1-7, так и японские, в частности, стандарт MAZAK - STD. Последний стандарт предусматривает более жесткие требования по сравне-
295
нию с европейскими, что несомненно, положительно влияет на качество обрабатываемых на станке деталей.
Испытания проводятся после проверки правильности функционирования всех наиболее ответственных узлов станка, стабилизации температура и влажности окружающей среды, при условии установки его в соответствии его со схемой, предусмотренной паспортом станка.
2. Методика испытания станков на точность
При испытании станков рассматриваются как динамические, так и статические характеристики станка. Наиболее важной динамической характеристикой при эксплуатации станка является возникновение вибраций, связанных с наличием дисбаланса вращающихся частей станка, неравномерности снимаемого припуска, зазоров в сопряжении подвижных узлов станка, а также от режимов обработки.
Что касается статических характеристик, то они сводятся к оценке правильности перемещения подвижных узлов по заданной траектории.
Для оценки статических характеристик станка проводятся испытания на геометрическую точность, которые включают в себя:
• Проверку прямолинейности перемещений рабочих органов станка по осям X, Y, Z;
• Проверку перпендикулярности перемещений рабочих органов станка;
• Проверку расположения оси базовых поверхностей шпинделя и поворотного стола, предназначенных для установки приспособлений относительно координатных осей;
• Проверку осевого и радиального биения шпинделя;
• Контроль перемещения узлов станка по окружности с целью определения некругло-сти обрабатываемой детали и, соответственно, динамической точности станка;
• Изготовление и контроль эталонной детали специальной формы и размеров.
2.1 Рассмотрим основные схемы испытания обрабатывающего центра вертикального
типа.
Так для оценки прямолинейности и перпендикулярности перемещений стола относительно шпинделя используется схема измерений, представленная на рис 1.
Рис. 1. Схема контроля прямолинейности и перпендикулярности перемещений
В этой схеме предусмотрено использование специальной плиты (поз. 1), которая представлена на рис. 2.
296
Рис. 2. Контрольная плита
Размеры сторон плиты составляют 350X350 мм, толщина 50 мм. Допустимая непарал- лельность и неперпендикулярность сторон плиты не более 0,0005 мм. Плита изготавливается по спецзаказу фирмами-изготовителями измерительного инструмента. Транспортировка плиты допускается только в вертикальном положении в специальном футляре. Измерения производятся индикатором часового типа с ценой деления 0,001 мм , установленного с по- мощью стойки на шпинделе станка таким образом, чтобы его наконечник перемещался по одной из сторон плиты по осям X. Y. Z.
Величина допусков на результаты измерений, нормируемых документом [1] приведены в таблице 1.
Таблица 1
Вид проверки Допуск согласно ISO 230-1, мм Допуск согласно MAZAK, STD, мм
1 .Параллельность перемещения стола осям X, Y 0,01 на длине 500 мм 0,005 на длине 500 мм
2.Перпендикулярность перемещения шпиндельной бабки к плоскости стола 0,01 на длине 500 мм 0,007 на длине 500 мм
З.Перпендикулярность перемещения пиноли шпинделя относительно стола в плоскостях XZ и YZ 0,015 на длине 300 мм 0,007 на длине 300 мм
4.Радиальное биение шпинделя 0,01 0,005
5.Радиальное биение центрального отверстия стола 0,025 0,012
Максимальное отклонение от круглости траектории перемещения стола при круговой интерполяции 0,05 0,006
2.2 Проверка перпендикулярности перемещения пиноли шпинделя относительно стола в плоскостях XZ и YZ при перемещении пиноли по осиZ
297
Схема представлена на рис.3
Рис. 3. Схема проверки перемещения шпинделя при перемещении вдоль оси Z Проверка производится с помощью специальной оправки рис.4
Рис.4 Оправка для проверки пункта 2.2
Оправка изготавливается с размерами:
1=250.. .300 мм, ё=20.. .25 мм, с допуском на конусность и нецилиндричность 0,0005 мм.
Для проведения проверки стойка с индикатором устанавливается на столе станка таким образом, чтобы наконечник индикатора касался образующей оправки, после чего осуществляется осевое перемещение пиноли шпинделя.
Величина допуска, нормируемая документом [1] приведена в таблице 1.
2.3 Проверка радиального биения шпинделя
Проверка радиального биения шпинделя проводится по схеме представленной на рис. 3.
Наконечник индикатора, установленного на корпус шпиндельноль бабки или на плоскость стола, должен касаться поверхности оправки при вращении шпинделя.
Допуск на радиальное биение шпинделя, нормируемый документом [1], приведен в таблице 1.
2.4. Проверка радиального биения центрального отверстия поворотного стола
Это отверстие является базовым для установки приспособления. Проверка производится индикатором, закрепленным на шпиндельной бабке станка при вращении стола по схеме на рис. 5.
Рис. 5. Схема проверки центрального отверстия стола
/
гп
Т-,
!!
298
ции
Величина допуска приведена в таблице 1.
2.5. Проверка некруглости траектории перемещения стола при круговой интерполя-Проверка некруглости траектории перемещения стола при круговой интерполяции, ко-
торая осуществляется по схеме, представленной на рис. 6.
Рис. 6. Схема проверки некруглости траектории перемещения стола
Для данной проверки целесообразно использовать систему БЛЬЬБЛК. с датчиками QC - 20 и программное обеспечение, разработанное фирмой КЕКЕБНА', что позволяет получить распечатку круглограммы, отражающей динамическую характеристику станка.
Величина допустимых отклонений приведена в таблице 1.
3. Контурная обработка образца детали при испытаниях на точность Заключительным этапом испытаний является контурная обработка детали из алюминиевого сплава (АМГ, Д16, Д16Т) согласно чертежу на рис. 7.
Величина допусков приведена в таблице 2.
Таблица 2
Вид поверхности Вид погрешности КО 230-1, мм MAZAK, STD, мм
Центральное отверстие Цилиндричность 0,015 0,004
Перпендикулярность оси отверстия плоскости основания А 0,015 0,007
Квадрат Прямизна сторон 0,015 0,007
Прямоугольность смежных сторон относительно поверхности В 0,02 0,01
Параллельность противоположной основанию В стороны 0,02 0,01
Ромб Прямизна стороны 0,015 0,007
Круг Концентричность внешнего круга и внутреннего отверстия С 0,025 0,01
Отверстия D Расположение отверстий относительно отверстия С 0,05 0,025
299
Рис. 7. Чертеж детали для испытания станка на точность
Библиографический список
1. Кольцов, А. Т. Проверка геометрической точности станка / А. Т. Кольцов, В. Б. Су-хинин // Омский научный вестник. Серия Приборы, машины и технологии . - 2011. - № 3(103). - С. 95-97.
2. Machining center. Certification of the accuracy. Jamazaki Mazak Corporation.
