|
7.2. Испытания и исследования, проводимые
для оценки точности станков
Точность обработки на станке характеризуется величина-
ми отклонений размеров, формы и относительного положения
элементов получаемой поверхности от соответствующих пара-
метров заданной геометрической поверхности.
В последние годы требования к точности и качеству по-
верхности деталей, обработанных на станках, резко возросли.
Например, для прецизионных круглошлифовальных станков
допускается некруглость детали не более 0,3 мкм. Необходи-
мость получения деталей, удовлетворяющих таким высоким
требованиям, делает весьма актуальными исследования, свя-
занные с оценкой точности станков. Для того чтобы проверить
точность работы станка, надо знать характер и степень влияния
отдельных факторов, вызывающих погрешности при обработке
заготовок на станках. До настоящего времени практически не
существует таких норм точности работы станка, которые опре-
деляли бы ее однозначно. Это объясняется большим количест-
вом факторов, влияющих на точность работы станка. Основ-
ными из них являются следующие:
243
1. Геометрическая, в том числе кинематическая, точность
системы СПИД (станок – приспособление – инструмент – де-
таль), включая влияние зазоров и погрешностей технологиче-
ской базы заготовки.
2. Температурные деформации системы.
3. Технологическая жесткость, характеризующая дефор-
мации системы под нагрузкой.
4. Устойчивость системы при установке, перемещениях
узлов станка и при обработке.
5. Вынужденные колебания.
6. Размерный износ инструмента.
Все эти факторы, за исключением геометрической точно-
сти станка являются переменными и отчасти управляемыми; их
влияние на точность детали можно почти устранить, снижая
или меняя режим обработки, так что в конечном итоге дости-
жимая точность будет определяться геометрической точностью
станка. Последняя характеризует качество изготовления и
сборки станка и, хотя не может количественно характеризовать
точность детали, обработанной на этом станке, является одной
из важных характеристик возможностей станка.
Геометрическая точность должна контролироваться для
каждого серийного станка. Впервые нормы геометрической
точности станков были разработаны Г. Шлезингером, предло-
жившим в 1927 г. систему проверок для определения точности
изготовления станков. Эта система была положена в основу
принятых в ряде стран правил испытаний станков на точность
методов проверки и в значительной степени также и норм точ-
ности (допускаемых отклонений). Точность станков нормиру-
ется ГОСТами «Нормы точности», построенными на предпо-
ложении, что геометрические погрешности данного станка яв-
ляются систематическими постоянными погрешностями, кото-
рые полностью переносятся на обработанную деталь. Это по-
зволяет не проводить анализ результирующей погрешности на
детали с целью выявить влияние только геометрических по-
грешностей станка, что очень трудно, а заменить проверку де-
тали соответствующей геометрической проверкой станка. Пу-
тем анализа возможных способов формообразования удалось
выяснить связь между погрешностями относительного пере-
244
мещения инструмента и заготовки на станке, с одной стороны,
и погрешностями формы и относительного расположения по-
верхностей на детали – с другой. На основе этого для каждого
типа станка было разработано определенное количество инст-
рументальных проверок геометрической точности, проводимых
обычно в статическом состоянии, при перемещениях и поворо-
тах отдельных частей станка, осуществляемых вручную или на
малых скоростях.
При проведении испытаний и исследовании геометриче-
ской точности станков большое значение имеют условия, при
которых проводятся измерения. Установка станка должна быть
аналогичной установке при эксплуатации. Некоторые (немно-
гие) станки, главным образом небольшие, с весьма жесткой
станиной, устанавливают на три точки опоры. Большинство же
станков устанавливают в рабочее положение и выверяют уров-
нями на жестком фундаменте – стенде на опорах, число кото-
рых больше трех. Фундаментные болты перед этим не затяги-
вают. При помощи клиньев или регулируемых башмаков ста-
нине станка придается положение, при котором деформации ее
направляющих, измеряемые уровнями, будут наименьшими.
Все перемещающиеся части станка ставят в их средние поло-
жения. По возможности исключают влияние температуры на
результаты измерений. На точность станок обычно проверяют
после испытаний на холостом ходу и под нагрузкой. Общий
объем испытаний определяется соответствующими нормами
точности, предусмотренными ГОСТом. В качестве типовых
проверок обычно указываются проверки точности: геометриче-
ской формы посадочных поверхностей (непрямолинейность,
неплоскостность, величина овальности, конусности и т. п.);
взаимного расположения поверхностей (непараллельность, не-
перпендикулярность, несоосность); формы траектории движе-
ния исполнительных звеньев станка; координатных перемеще-
ний и точности кинематических цепей.
В качестве основных измерительных инструментов при
проверках геометрической точности станка применяют пове-
рочные линейки (контрольные – длиной от 500 до 3000 мм и
лекальные – длиной обычно до 300 мм); поверочные угольни-
ки; концевые меры; щупы (наиболее распространенный набор -
245
из пластин толщиной 0,03…0,5 мм); консольные или центро-
вые контрольные оправки (каленые до HRC 52); индикаторы с
ценой деления 0,01, 0,002 и 0,001 мм); различные уровни с це-
ной деления от 0,02 до 0,05 мм на 1000 мм и, наконец, оптиче-
ские приборы. Методы инструментальных проверок геометри-
ческой точности станков, указанные в стандартах, являются ар-
битражными и могут быть в отдельных случаях заменены дру-
гими, обеспечивающими неменьшую точность измерений. Ос-
тановимся более подробно только на проверках прямолинейно-
сти и точности кинематических цепей станков, как наиболее
сложных.
В соответствии с основными методическими положения-
ми измерение прямолинейности направляющих станков может
быть проведено либо измерением линейных величин, опреде-
ляющих положение отдельных участков направляющей отно-
сительно исходной прямой, либо измерением расположения
этих участков относительно друг друга последовательно вдоль
всей направляющей. В первом случае прямолинейность опре-
деляют оптическим методом визирования (рис 7.1,
Do'stlaringiz bilan baham: |
