CC BY
72
среза увеличивается от 0,41Бо6 до 0,428о6 при увеличении угла т и угла ф на расстоянии от 0,4Я до 0,3Я. Толщены среза постоянна и равна 0,42Бо6 на расстоянии от 0,3Я до 0,2Я от оси сверла связано с постоянным углом ф (рис 7, 8). Исследование круговой подточки позволяет сделать заключение, что резкое изменение толщины среза на расстоянии от 0,44Бо6 до 0,41Бо6 связано с выпуклой поверхностью подточки поперечной режущей кромки. Толщины среза скачкоо6разно изменяется от 0,42Бо6 до 0,5Бо6 на длине от 0,2Я до 0,05Я. Толщина среза при выпуклой поверхности подточки увеличивается на всей длине подтачивания поперечной режущей кромки.
В результате исследований установлено, что кривая зависимости толщины среза от расстояния до оси сверла при круговой подточке имеет плавный подъем, поэтому в процессе резания о6разуется сливная стружка, т.е. сливному стружкоо6разова-нию спосо6ствует выпуклая поверхность подтачивания. Проги6ы кривых зависимости толщины среза от расстояния до оси сверла у круговой подточек А, В и С увеличивают склонность к о6разованию при сверлении псевдосливной стружки. Эти результаты о6ъясняют практические данные, полученные при сверлении титанового сплава Вт3-1(рис. 1).У сверл с формой подточки В и С склонность к элементному
стружкоо6разованию выше, чем у сверла с формой А. Резкое изменение толщины среза у неподточенно-го сверла компенсируется лю6ой из сравниваемых подточек (рис. 8).
Библиографический список
1. Адлер, Ю. П. Введение в планирование эксперимента / Ю. П. Адлер — М. : Металлургия, 1969. — 155 с.
2. Виноградов, А. А. Физические основы процесса сверления трудноо6ра6атываемых металлов твердосплавными сверлами /
A. А. Виноградов. — Киев : Наукова думка, 1985. — 264 с.
3. Родин, П. Р. Геометрия режущей части спирального сверла / П. Р. Родин. — Киев : Техника, 1971. — 136 с.
4. Аршинов, В. А. Резание металлов и режущий инструмент /
B. А. Аршинов, Г. А. Алексеев. — М. : Машиностроение, 1976. - 410 с.
МАКАШИН Дмитрий Сергеевич, аспирант кафедры «Металлорежущие станки и инструменты» Машиностроительного института Омского государственного технического университета.
Адрес для переписки е-шаИ: <31шашака8Ып@дша11.сош
Статья поступила в редакцию 30.05.2011 г.
© Д. С. Макашин
УДК 621.9-05+621.7-187 Д. Г. КОЛЬЦОВ
В. Б. СУХИНИН
Омский государственный технический университет
ПРОВЕРКД ГЕОМЕТРИЧЕСКОЙ ТОЧНОСТИ МЕТДЛЛОРЕЖУЩЕГО ОБОРУДОВДНИЯ___________________________
В статье описаны методы проверки станков с ЧПУ на точность. Показаны обязательные этапы при проведении испытаний. Представлен пример оценки точности станка Магак Variaxis 500 с помощью системы Ва11Ьаг 00-10. Даны практические рекомендации по применению системы Ва11Ьаг 0С-10 фирмы RENISHAW. Ключевые слова: точность станков, испытания на точность, некруглость, REN-ISHAW, ВаНЬаг 0С-10.
Современное производство предъявляет все 6олее жесткие тре6ования к точности изготовления деталей. В связи с этим точностным характеристикам о6орудования уделяется осо6ое внимание, т.к. точность изготовления деталей в первую очередь зависит от точности станка. Вопрос оценки точности возникает тогда, когда изготовленная деталь имеет отклонения, а их причины неизвестны. Используемые методы проверки точности станков с ЧПУ по ГОСТ 2226776 [1] являются очень трудоемкими, осуществляются в статическом состоянии и тре6уют 6ольшого количества измерительных средств и затрат времени.
Очень часто нео6ходимо 6ыло изготавливать контрольную деталь, оценивать ее точность в измерительной ла6оратории и получать представления о точностных характеристиках станка. Это приводило к высоким затратам и потере времени на произво-
дстве. Периодические профилактические проверки часто срывались из экономических соо6ражений, так как станки многие часы и даже дни не использовались в производстве. Проверка точности проводилась только тогда, когда дальнейшая ра6ота на о6орудо-вании становилась невозможной из-за 6ольшого количества 6рака, производимого на этих станках.
Решением этой про6лемы является контроль динамической точности по стандартам 180230 и АБМЕ В5.54 и прописан в ГОСТ 30544-97 [2]. В этом случае принят метод контроля точности станков по параметру круглости.
Для этой цели фирмой ЯЕМБИАШ разра6отана система Ва11Ъаг 0С-10 и программное о6еспечение диагностики технического состояния узлов станка.
При тестировании станка производится контроль перемещения узлов станка по окружности. Это по-
ОМСКИЙ НАУЧНЫЙ ВЕСТНИК №3 (103) 2011 МАШИНОСТРОЕНИЕ И МАШИНОВЕДЕНИЕ
МАШИНОСТРОЕНИЕ И МАШИНОВЕДЕНИЕ ОМСКИЙ НАУЧНЫЙ ВЕСТНИК №3 (103) 2011
зволяет получить информацию о динамической точности станка. Время на проведение тестирования составляет 10— 15 мин, в зависимости от заданной скорости перемещения.
На рис. 1 представлена конструкция устройства 0С-10. Основной частью 0С-10 является линейный датчик с длиной перемещения 1 мм с ценой деления
0,1 мкм. Датчик устанавливается на магнитных держателях и кинематически связан с перемещающими узлами станка (шпинделем и столом на обрабатывающих центрах, и зажимным патроном, и револьверной головкой в токарных станках).
Пробные испытания устройств 0С-10 были проведены при участии авторов и представителей фирмы КЕМБНАШ на обрабатывающем центре Магак Уа-пах1Б 500.
Результаты испытаний представлены в виде графика отклонений от круглости (рис. 2), а также в виде диагностической таблицы (рис. 3), в которой предоставлены диагностические таблицы с указанием вклада в некруглость конкретных узлов станка и указанием рейтинга значимости данной погрешности. Получение графика некруглости и диагностической таблицы производилось с помощью обработки результатов измерения в режиме реального времени на персональном компьютере с использованием версии программного обеспечения ВаПЬаг 5НРБ. Анализ результатов диагностики может производиться с помощью таблиц быстрого поиска, которые включают подробное описание причин отклонения от некруглости, информацию о том, как эти причины связаны с работой станка, а также рекомендации по устранению дефектов.
В диагностической таблице (рис. 3), проведенных испытаний максимальным вкладом в отклонение от круглости обладают:
— отклонение от перпендикулярности (4,2 мкм) — 24 % вносимых погрешностей;
— выбросы обратного хода по оси X (3,4 мкм) — 19 % вносимых погрешностей;
— выбросы обратного хода по оси У (2,9 мкм) — 17 % вносимых погрешностей;
— люфт X (2 мкм) — 12 % вносимых погрешностей;
— люфт У (1,6 мкм) — 9 % вносимых погрешностей.
Указанные отклонения возникли после 4,5 года эксплуатации диагностируемого станка. Согласно диагностической таблице (рис. 3), отклонение от перпендикулярности возможно из-за завала осей станка, вследствие чего происходит их смещение в некоторых точках. Кроме того, направляющие станка могут иметь большой износ, что приводит к возникно-
Рис. 2. Результаты испытаний в виде графика отклонений
вению некоторого люфта при движении осей. В результате торцевые поверхности, обработанные на станке могут иметь отклонение от прямоугольной формы. Предлагается выяснить, является ли отклонение от перпендикулярности характерным для определенного участка или проявляется по всему станку. Если ошибка локальная, то повторяя тест в различных точках станка можно найти область, где отклонение от перпендикулярности отсутствует и проводить обработку торцевых поверхностей в этой области. Если отклонение от перпендикулярности проявляется по всему станку, то по возможности нужно произвести регулировку или рихтовку осей станка. Если направляющие сильно изношены, их следует заменить.
Следующие отклонения, выбросы по оси X и У приводят к тому, что при фрезеровании окружности будет небольшой плоский участок (рис. 4) с последующим шагом восстановления траектории движения инструмента. В этом случае с помощью системы ЧПУ, если она предусматривает такие возможности, уменьшить выбросы при обратном ходе на станке. Кроме того, путем подбора скорости подачи на станке и проведением дополнительного тестирования возможен подбор оптимальной скорости подачи для окончательного фрезерования при круговой интерполяции.
Диагностическая таблица ВаМЬаг ПЕМБНДШ*1
ХУ ЗбОград 100мм 20101202-105346
Оператор: а1134891 Станок: Магак_ВТ
Дата: 2010-дек-02 10:53:46 С5С10: Н43854, Предыдущая калибровка: 2010-03-31
Названия ошибок Значения Вклад Рейтинг
в отклонение от круглости значиме ошибки
Люфт X ► -2,0 < -1,0мкм 2,0мкм (12%) (4)
Люфт У --1,6 ▼ -1,6мкм 1,6м км (9%) (5)
Выбросы обратного хода X ► -2,8 і -3,4мкм 3,4мкм (19%) (2)
Выбросы обратного хода У * -2,2 ▼ -2,9мкм 2,9мкм (17%) (3)
Боковой люфт X ► -0,5 * 0,1 мкм 0,3мкм (2%) (13)
Боковой люфт У * 0,5 ▼ 0,0мкм 0,4мкм (2%) (12)
Циклическая ошибка X Ф0,4 Ф0,5мкм 0,5мкм (3%) (7)
Циклическая ошибка У ^0,3 Ф0,5мкм 0,5мкм (3%) (9)
Рассогласование приводов 0,03мс 0,5мкм (3%) (8)
Отклонение от перпендикулярности 42,4мкм/м 4,2мкм (24%) (1)
Отклонение от прямолинейности X -1,1мкм 0,6мкм (3%) (6)
Отклонение от прямолинейности У -0,7мкм 0,4мкм (2%) (10)
Рассогласование шкал Шаг циклической ошибки X Шаг циклической ошибки У Рассчитанная скорость подачи Смещение центра X Смещение центра У Отклонение от круглости -0,7мкм 24,0000мм 31,7500мм 998,6мм/мин 9,4мкм -17,5мкм 8,6мкм 0,4мкм (2%) (П)
Рис. 3. Окно результатов испытаний в виде таблицы
Рис. 4. Схема расчета длины плоского участка
Люфты по осям могут быть вызваны изношенными шарико-винтовыми парами, а также изношенными направляющими. В данном случае необходимо проверить или заменить необходимый элемент привода или ввести в ЧПУ компенсацию люфта.
На основании вышесказанного можно сделать следующие выводы:
1. Системой ВаПЪаг 0С-10 можно проводить работы по периодическому обслуживанию современных станков, используемых в основном производстве и оценивать технологические возможности оборудования за достаточно короткое время с минимальными заттратами.
2. Используя систему ВаПЪаг 0С-10 возможно установить закономерности изменения характеристик станка и формировать тем самым историю развития дефектов станка.
Библиографический список
1. ГОСТ 22267-76. Станки металлорежущие. Схемы и способы измерений геометрических параметров [Текст]. — Введ. 1988 — 01—01. — М. : Изд-во стандартов, 1988. — 146 с.
2. ГОСТ 30544-97. Станки металлорежущие. Методы проверки точности и постоянства отработки круговой траектории [Текст]. — Введ. 2002 — 01—01. — М. : Изд-во стандартов, 2001. - 9 с.
КОЛЬЦОВ Александр Германович, кандидат технических наук, доцент кафедры «Металлорежущие станки и инструменты».
Адрес для переписки: [email protected] СУХИНИН Валерий Борисович, кандидат технических наук, доцент кафедры «Метрология и приборостроение».
Адрес для переписки: [email protected]
Статья поступила в редакцию 06.05.2011 г.
©А. Г. Кольцов, В. Б. Сухинин
ОМСКИЙ НАУЧНЫЙ ВЕСТНИК №3 (103) 2011 МАШИНОСТРОЕНИЕ И МАШИНОВЕДЕНИЕ
