• RU
  • icon На проверке: 30
Меню

Разработка методики испытаний на соответствие нормам геометрической точности и жесткости, точности позиционирования для следящего привода токарного станка

  • Добавлен: 25.01.2023
  • Размер: 303 KB
  • Закачек: 0
Узнать, как скачать этот материал

Описание

Разработка методики испытаний на соответствие нормам геометрической точности и жесткости, точности позиционирования для следящего привода токарного станка

Состав проекта

icon
icon
icon Истытание и экспертиза МРС и СК.docx
icon 1 лист испыт.cdw
icon 2-й лист.cdw

Дополнительная информация

Контент чертежей

icon Истытание и экспертиза МРС и СК.docx

Министерство образования и науки Украины
Севастопольский национальный технический университет
«Разработка методики испытаний на соответствие нормам геометрической точности и жесткости точности позиционирования для следящего привода токарного станка»
«Испытания и экспертиза МРС и СК»
Руководитель: доцент
Анализ состояния вопроса
Разработка методики испытаний (экспертизы исследований) станка модели 16К20Ф3
Внешний осмотр станка
Испытание станка на холостом ходу ..
Испытания станка под нагрузкой .
Проверка на геометрическую точность
Определение статической и динамической жесткости токарного
Определение виброустойчивости токарного станка
Конструкторский раздел (разработка испытательного
Список используемой литературы ..
Каждый станок после изготовления а также после ремонта перед пуском в эксплуатацию должен удовлетворять определенному комплексу требований или так называемым техническим условиям.
Согласно действующим общим техническим условиям приемочные испытания станков должны включать:
) испытания станка на холостом ходу проверку работы механизмов н проверку паспортных данных;
) испытания станка в работе под нагрузкой а специальных станков еще и на производительность;
) проверку станка на геометрическую точность чистоту обработки и точность обрабатываемого изделия.
Испытания станка должны производиться в указанной последовательности. Допускается испытание на чистоту обработки и на точность изделия производить одновременно с испытанием станка в работе ( до проверки его геометрической точности).
На заводе-изготовителе все указанные испытания производятся обязательно. На заводе-потребителе для новых станков проверка на точность согласно ГОСТ 8-53 предусматривается только для станков транспортируемых по частям. Однако многие потребители после установки испытывают хотя бы по основным проверкам все вновь получаемые станки чтобы убедиться в отсутствии случайных повреждений на всех этапах транспортирования а также проверить отсутствие деформирования станины станков из-за возможного неправильного расположения установочных клиньев или неравномерной затяжки фундаментных болтов.
После капитальных и средних ремонтов станок должен подвергаться всем проверкам по ГОСТ. Для проведения указанных трех этапов проверки станок согласно ГОСТ 8-53 на заводе-изготовителе должен устанавливаться на жестких опорных точках свободно без затяжки фундаментных болтов. Точность установки а продольном и поперечном направлениях составляет 004 мм на длине 1000 мм за исключением станков для которых в соответствующих стандартах оговорена более высокая точность. Жесткость опорных точек установленного для проверки станка достигается применением стальных клиньев или башмаков опирающихся на испытательный стенд или фундамент.
На заводе-потребителе станок чаще проверяют после установки на рабочем месте выполненной на цементном полу цеха только с выверкой на клиньях или с применением подливки или на фундаменте с затяжкой фундаментных болтов. После капитальных ремонтов в ремонтно-механическом цехе установка станка для проверки аналогична условиям установки на заводе-изготовителе.
Основной целью курсовой работы является разработка методики испытаний токарного станка модели 16К20Ф3 разработка и расчет испытательного оборудования.
Анализ состояния вопроса
Правильная подготовка станка к эксплуатации уход и обслуживание в период эксплуатации прогрессивные методы ремонта являются необходимыми условиями высокопроизводительного и экономического использования станка.
При конструировании необходимо учитывать рациональные методы ремонта и эксплуатации станков а так же как это позволяет правильно рассчитывать отдельные детали станка и компоновать станок в целом.
Кроме того необходимо учитывать методы испытания станков и контроля за работой их ответственных элементов при эксплуатации так как это является проверкой качества спроектированного станка. Поэтому вопросы эксплуатации ремонта и обслуживания станков тесно связаны между собой.
Одним из необходимых условий для обеспечения требуемой точности и долговечности работы станка является его правильная установка и крепление на фундаменте. Тип фундамента зависит от нагрузки передаваемой основанию станка массы станка и сил инерции действующих во время работы станка. Фундаменты под металлорежущие станки бывают двух типов: первый - фундаменты которые являются только основанием для станка второй - фундаменты которые жестко связаны со станком и придают станку дополнительную устойчивость и жесткость. Токарные станки устанавливают как правило на фундаментах второго типа согласно установочному чертежу который дается в руководстве по эксплуатации станка. В чертеже указываются необходимые размеры для изготовления фундамента а также расположение станка в помещении с учетом свободного пространства для выступающих и движущихся частей станка. При установке станка на бетонное основание размечают гнезда по размерам соответствующим отверстиям крепления станины станка а затем гнезда вырубают. После установки и выверки станка по уровню фундаментные болты заливают цементным раствором. Установку станка в горизонтальной плоскости выверяют с помощью уровня устанавливаемого в средней части суппорта параллельно и перпендикулярно оси центров. В любом положении каретки суппорта на направляющих станка отклонение уровня не должно превышать 004 мм на 1000 мм. Если фундаментные болты предварительно залиты в фундаменте то выверку производят когда они не затянуты. После установки и выверки производят внешний осмотр станка и испытывают его на холостом ходу под нагрузкой на точность и жесткость.
Разработка методики испытаний (экспертизы исследований) станка модели 16К20Ф3
1 Внешний осмотр станка
При внешнем осмотре должны быть проверены:
-комплектность станка в соответствии со сборочными чертежами;
-соответствие внешнего вида станка требованиям к качеству отделки (качество окрашенных и обработанных наружных поверхностей качество отделки рукояток и маховичков управления наличие необходимых табличек и указателей и т. п.);
-обработка и отделка поверхностей деталей доступных осмотру при открытых крышках корпусных деталей и дверцах шкафов (обработка профиля зубьев и торцов зубчатых колес шлицев валиков окраска корпусных деталей и т. п.);
- соответствие монтажа станочной электропроводки и электроаппаратуры требованиям к электрооборудованию (наличие винтов заземления наличие защиты от случайного включения кнопок прокладка электропроводов монтаж аппаратуры в шкафах и нишах и т. п.);
-качество сборки доступное проверке без включения станка (отсутствие качки рукояток и маховичков управления на валах фиксация переключаемых элементов в рабочем положении плотность затяжки крепежных деталей легкость движения узлов перемещаемых от руки отсутствие люфтов в пальцевых муфтах и т. п.);
-отсутствие в полостях корпусных деталей резервуарах нишах и т. п. посторонних предметов стружки и грязи.
2 Испытание станка на холостом ходу
При этом испытании определяют качество станка и правильность взаимодействия его узлов н деталей путем обкатки. Перед началом испытания в полости корпусных деталей должно быть залито масло масленки заполнены смазкой все трущиеся и движущиеся части агрегата смазаны и проведено опробование всех органов управления станка вручную.
Обкатку станка производят с обильной смазкой на малых оборотах при минимальной нагрузке не менее получаса после чего масло заменяют.
Механизмы главного движения испытывают при всех числах оборотов шпинделя. При максимальном числе оборотов шпиндель должен вращаться до достижения установившейся температуры его подшипников но не менее получаса. Механизмы подач необходимо испытывать при всех величинах подач.
При испытании на холостом ходу необходимо убедиться в следующем:
- нагрев вкладышей или колец подшипников при наибольшем числе оборотов не превышает 70° С для подшипников скольжения и 85° С для подшипников качения; нагрев подшипников механизмов подачи не превышает 50° С; заедание шпинделя и валов в подшипниках не имеет места;
- зубчатые передачи работают плавно без толчков стука и сотрясений вызывающих вибрацию станка с ровным и едва слышным на расстоянии 5 м от станка шумом уровень которого при измерении шумометром не превышает 80 дб; переключение зубчатых колес происходит плавно;
- ходовые и суппортные винты обеспечивают плавную подачу суппортов столов и т. п.; мертвые ходы подающих винтов минимальны; разрезные гайки безотказно включаются и выключаются;
- тормозные устройства действуют надежно; фрикционные муфты при включении и во время работы не буксуют и не перегреваются; включение и выключение муфт происходит легко и плавно; шкивы ременных передач не имеют заметного на глаз торцового и радиального биения; приводные ремни не проскальзывают на шкивах и не соскальзывают со шкивов;
- движущиеся узлы станка перемещаются плавно без скачков; реверсирование узлов происходит без рывков и ударов; величина хода движущихся узлов после автоматического выключения механизмов перемещения обеспечивает безопасную работу станка; при остановке тяжелых узлов (траверс вертикальных суппортов долбяков и т. п.) не наблюдается их самопроизвольное опускание.
Действие механизмов подачи инструмента (или заготовки) при испытании на холостом ходу проверяют при низких средних и наибольших величинах рабочих подач. Во время подачи прутка материала под обработку не должно наблюдаться отталкивание его от плоскости упора более чем на 03 мм; поворот револьверных головок и их индексация должны происходить плавно; не допускается заедание зажимных устройств и ослабление зажимных элементов при многократном включении или перегрузке.
У автоматизированных станков проверяют:
- точность действия автоматических устройств обеспечивающих переключение - станка с одного цикла на другой;
- отсутствие задержек при переходе на новый цикл и плавность работы механизмов в момент перехода.
- безотказность действия автоматизированных узлов.
Правильность и безотказность действия надежность фиксации рукояток управления необходимо проверять во время испытания в каждом положении. Вибрация органов управления самопроизвольные смещения провертывание и заедание не допускаются. Усилия на рукоятках ручного управления должны соответствовать табличным данным.
Электрооборудование должно действовать безотказно при всех режимах работы станка пуске и остановке. Действие защитных и аварийных блокировок конечных выключателей и пускорегулирующей аппаратуры должно быть надежно.
В станках с гидроприводом проверяют исправное действие гидросистемы отсутствие резкого шума и утечек масла. Испытание должно показать следующее:
- гидравлическая подача в диапазоне от минимальной до максимальной происходит плавно без рывков и нарушения равномерности;
- система смазки обеспечивает поступление масла в определенных и легко регулируемых количествах ко всем трущимся поверхностям как при пуске так и во время работы станка; масляные насосы работают надежно без заливки их при пуске а устройства для очистки масла (фильтры сетки и пр.) исправны;
- система охлаждения обеспечивает достаточную и непрерывную подачу охлаждающей жидкости насос действует безотказно без заливки его при пуске утечки через соединения отсутствуют а количество подаваемой жидкости и направление струи легко регулируется.
В процессе холостой обкатки станка должны быть проверены наличие прочность и надежность действия защитных устройств на открытых зубчатых ременных и цепных передачах маховиках и других вращающихся деталях предохранительных щитков для защиты рабочего от травмирования стружкой кожухов на шлифовальных кругах и других устройств по охране труда а также блокировок предохраняющих рабочие органы станка от поломок.
Привод главного движения последовательно проверяют на всех ступенях частоты вращения. Затем проверяют взаимодействие всех механизмов станка; безотказность и своевременность включения и выключения механизмов от различных управляющих устройств; работу органов управления; исправность системы подачи СОЖ и гидро- и пневмооборудования станка. В процессе испытания на холостом ходу станок должен на всех режимах работать устойчиво без стуков и сотрясений вызывающих вибрации. Перемещение рабочих органов станка механическим или гидравлическим приводом должно происходить плавно без скачков и заеданий. При испытании станка на холостом ходу проверяются также его паспортные данные (частота вращения шпинделя подача перемещения кареток суппорта и др.). Фактические данные должны соответствовать значениям указанным в паспорте. До испытания выключенный станок внимательно осматривают. При этом проверяют правильность установки станка легкость перемещения от руки всех подвижных узлов и рукояток величину мертвых ходов маховичков рукояток и винтов натяжение ремней и цепей наличие достаточного количества смазки и удовлетворительность состояния смазочных отверстии и масленок наличие охлаждающей жидкости исправность ограждении наличие всех таблиц и надписей необходимых для обслуживания станка. Затем приступают к испытаниям на холостом ходу. Пустив станок последовательно включают все скорости шпинделя ползуна или стола от наименьшей до наибольшей и на последней оставляют станок работать до наступления установившейся температуры но не менее 15—2 час. Температура не должна превышать з шпиндельном узле 60° для подшипников скольжения и 70° для подшипников качения а также у подшипников скольжения шпинделей шлифовальных станков. В остальных механизмах температура подшипников не должна подниматься выше 50°. Установившаяся температура масла в резервуарах не должна превышать 60°. Одновременно проверяют механизм подач на малых средних и наибольших рабочих подачах а также на ускоренной подаче если она имеется. Здесь же следует убедиться в исправности действия всех остальных органов управления станком (отсутствие заеданий самопроизвольных выключений и т. п.). Обязательно нужно проверять безотказность и своевременность действия различных автоматических устройств конечных выключателей переключателей тормозов защитных устройств по технике безопасности и др. У станков имеющих автоматический или полуавтоматический цикл проверяется четкость и безотказность последнего. Особое внимание следует уделять проверке исправности действия системы смазки системы охлаждения гидравлических и пневматических устройств.
Работа станка должна быть плавной без толчков без сильного шума стуков или сотрясений вызывающих вибрацию станка. Шум вхолостую работающего станка должен быть еле слышным на расстояния 4—5 м. Усилия на рукоятках и маховичках механизмов передвижения не должны превышать допустимых норм.
При испытании станха на холостом ходу необходимо проверить соответствие ряда элементов паспортным данным. К ним относятся:
а) основные размеры станка
б) характеристики электродвигателей гидронасосов гидромоторов и пневмооборудования;
в) числа оборотов двойных ходов и подач;
г) давление в гидравлических механизмах;
д) типоразмер и материал приводного ремня;
е) наличие принадлежностей к станку и т.п.
Испытание на холостом ходу завершается проверкой технической характеристики станка которая в процессе ремонта могла подвергнуться изменениям. Подлежат сверке с паспортными данными числа оборотов шпинделя подач числа ходов ползуна скорости перемещения столов кареток суппортов и др. Проверка скоростей главного движения должна начинаться с низшей ступени и проводиться по 2 раза на каждой ступени. Допускается отклонение фактических данных от паспортных не более чем на 5%.
3 Испытания станка под нагрузкой
Испытание станка под нагрузкой позволяет выявить качество его работы и проводится в условиях близких к производственным. Испытание производят путем обработки образцов на таких режимах при которых нагрузка не превышает номинальной мощности привода в течение основного времени испытания. В процессе испытания допускается кратковременная перегрузка станка по мощности но не более чем на 25%. Время испытания станка под полной нагрузкой должно быть не менее 05 ч. При этом все механизмы и рабочие органы станка должны работать исправно; система подачи СОЖ должна работать безотказно; температура подшипников скольжения и качения не должна превышать 70-80 градусов С механизмов подач 50 градусов С масла в резервуаре 60 С.
Это испытание станка позволяет выявить качество его работы поэтому должно производиться в условиях близких к обычному использованию. При этом обрабатывают какие-либо образцы на средних ступенях скоростей хорошо заточенным инструментом без охлаждения с такими режимами чтобы нагрузка не превышала номинальной мощности привода в течение основного времени испытана! и лишь кратковременно имелась перегрузка на 25°о сверх номинальной мощности.
Станок должен проработать под полной нагрузкой не менее получаса. Если целевое назначение универсального станка неизвестно (для червовых или чистовых работ) то испытание в работе производят и на черновом и на чистовом режимах.
Производительность станка определяется количеством обработанных в единицу времени деталей соответствующих по качеству — точности. Если при испытании на производительность нагрузка станка по мощности будет заметно ниже номинальной то необходимо для него дополнительно провести испытание в работе под полной нагрузкой. При испытании станка в работе под нагрузкой или на производительность все механизмы станка должны работать исправно: электроаппаратура система смазки охлаждения и пр. должны функционировать без перебоев. Не должно быть неравномерности движений перегрева подшипников и фрикционных муфт сильного шума вибраций. Числа оборотов шпинделя или двойных ходов в минуту при нормальной нагрузке станка указанной в паспорте не должны отклоняться от значений для соответствующих ступеней на холостом ходу белес чем на 5%. Здесь же проверяют надежность и безотказность действия устройств предназначенных для зашиты от перегрузок тормозов и муфт. При максимальных нагрузках и перегрузке до 25% фрикцион не должен самовыключаться или буксовать
4 Проверка на геометрическую точность
После обкатки станка на холостом ходу и испытания под нагрузкой должно быть проверено соответствие его нормам точности установленным действующими Государственными стандартами.
В объем испытания на точность станка входят: измерение геометрической точности самого станка и точности изделий обрабатываемых на станке.
Перед испытанием на точность станок должен быть установлен на фундаменте стенде или на другом жестком надежном основании на башмаках или клиньях (без затяжки фундаментных болтов) и выверен по уровню в продольном и поперечном направлениях.
Если точность выверки станка по уровню в соответствующем стандарте не указана то определяемое по уровню отклонение не должно превышать 0041000.
При проверке станков на точность применяют средства измерения соответствующие по точности требованиям следующих Государственных стандартов:
уровни - ГОСТу 9392-81 с ценой деления по первой группе; индикаторы - ГОСТам 577-80 и 5584-81; микрометры - ГОСТу 6507-81 классы точности 0 и 1; нутромеры микрометрические - ГОСТу 10-78; глубиномеры - ГОСТам 7661-80 и 7470-80; линейки - ГОСТу 8026-84 класс точности 1; угольники - ГОСТу 3749-81 класс точности 0 и 1; щупы - ГОСТу 882-79 класс точности 1; микроскопы - ГОСТу 8074-76. Температура измерительных средств и проверяемго оборудования должна быть одинакова. Особо ответственные проверки необходимо проводить дважды используя для второй проверки другой инструмент и другой метод. Проверку следует производить в перчатках
Применяемые средства измерения должны быть в установленном порядке аттестованы и иметь соответствующий паспорт.
При установлении результатов измерений необходимо вносить поправки исключающие погрешности применяемых средств измерения в соответствии с данными паспортов или маркировок. В процессе испытания на точность не допускается разборка или регулировка станка.
Новые станки в процессе эксплуатации а также после ремонта проверяют на геометрическую точность в ненагруженном состоянии на точность обработанных деталей и на получаемую при этом шероховатость обработанной поверхности. Требования к точности изложены в руководстве по эксплуатации станка. При проверке на точность станка проверяют прямолинейность продольного перемещения суппорта в горизонтальной плоскости; одновысотность оси вращения шпинделя передней бабки и оси отверстия пиноли задней бабки по отношению к направляющим станины в вертикальной плоскости; радиальное биение центрирующей поверхности шпинделя передней бабки под установку патрона; осевое биение шпинделя передней бабки и др.
Прямолинейность продольного перемещения суппорта в горизонтальной плоскости проверяют с помощью цилиндрической оправки закрепленной в центрах передней и задней бабки и индикатора установленного на суппорте рисунок ниже - а). Смещением задней бабки в поперечном направлении добиваются чтобы показания индикатора на концах оправки были одинаковы или отличались не более чем на 002 мм на 1 м хода суппорта.
Одновысотность оси вращения шпинделя передней бабки и оси отверстия пиноли задней бабки по отношению к направляющим станины в вертикальной плоскости проверяют при удалении задней бабки от передней на 14 наибольшего расстояния между центрами рисунок выше - б). Проверку выполняют с помощью цилиндрических оправок вставленных в отверстия шпинделя и пиноли задней бабки и индикатора установленного на суппорте. Наибольшее показание индикатора на образующей оправки шпинделя определяют возвратно-поступательным поперечным перемещением суппорта в горизонтальной плоскости относительно линии центров. Не изменяя положения индикатора таким же способом определяют его показания на образующей оправки задней бабки. Разница в показаниях индикатоpa не должна превышать 006 мм у станков для обработки деталей с наибольшим диаметром 400 мм. Допускается только превышение оси отверстия пиноли над осью шпинделя передней бабки.
Радиальное биение центрирующей поверхности шпинделя передней бабки под патрон проверяют с помощью индикатора рисунок выше - в). При этом измерительный стержень индикатора устанавливают перпендикулярно образующей центрирующей шейки шпинделя. Радиальное биение шейки вращающегося шпинделя для патрона с наибольшим диаметром обрабатываемой детали 400 мм не должно превышать 001 мм.
Осевое биение шпинделя передней бабки измеряют с помощью оправки вставленной в отверстие шпинделя и индикатора установленного на станке при вращающемся шпинделе рисунок ниже - г). Измерительный стержень индикатора с плоским наконечником упирается в шарик который установлен в центровое отверстие оправки. Осевое биение шпинделя для установки деталей с наибольшим диаметром 400 мм не должно превышать 001 мм.
Радиальное биение конического отверстия шпинделя передней бабки проверяют с помощью оправки длиной L=300 мм вставленной в отверстие шпинделя и индикатором установленным в резцедержатель станка при вращающемся шпинделе рисунок выше - д). Для станков с наибольшим диаметром обрабатываемой детали 400 мм радиальное биение оправки у торца шпинделя (положение 1) не должно превышать 001 мм а на расстоянии L=300 мм от торца шпинделя (положение 2) - 002 мм.
Параллельность оси вращения шпинделя передней бабки продольному перемещению суппорта проверяют с помощью оправки длиной L=300 мм установленной в отверстие шпинделя и индикатором установленным на суппорте станка рисунок выше - е). Измерение производят по образующей оправки в вертикальной (положение 3) и горизонтальной (положение 4) плоскостях. При этом снимают показания индикатора по двум диаметрально расположенным образующим оправки (при повороте шпинделя на 180 градусов) перемещая суппорт с индикатором от торца шпинделя на расстояние L=300 мм. Затем определяют среднеарифметическое значение отклонений измеренных по двум образующим (отдельно для горизонтальной и для вертикальной плоскостей). Для станков с наибольшим диаметром обрабатываемой детали 400 мм допускаемая непараллельность оси шпинделя направлению продольного перемещения суппорта в вертикальной плоскости не должна превышать 003 мм (причем непараллельность должна быть направлена только вверх) а в горизонтальной плоскости - 0012 мм (непараллельность должна быть направлена только в сторону суппорта).
Точность работы токарных станков проверяют при обработке образцов. На станках с наибольшим диаметром обрабатываемой детали 400 мм точность геометрической формы цилиндрической поверхности проверяют при обработке образцов длиной 200 мм. Предварительно обработанный образец с тремя поясками расположенными по концам и в середине образца устанавливают в патрон или в центры станка и обрабатывают по наружной поверхности поясков. Проверяют постоянство диаметра в любом поперечном сечении при этом разность между измеренными максимальным и минимальным значениями не должна превышать 002 мм. Измерение производят пассиметром микрометром или другими инструментами.
Плоскостность торцовой поверхности проверяют при обработке образцов диаметром d=200 мм установленных в кулачки патрона. Торцовая поверхность образца может иметь кольцевые канавки (у периферии в середине и в центре) и должна быть предварительно обработана. После проточки торцовой поверхности образец не снимают со станка. Результаты обработки могут быть проверены индикатором установленным на суппорте так чтобы наконечник индикатора был перпендикулярен измеряемой поверхности. Измерение производят путем перемещения в поперечном направлении верхней части суппорта на длину равную или больше D. Отклонение определяемое как половина наибольшей алгебраической разности показаний индикатора не должно превышать 0016 мм. Плоскостность торцовой поверхности можно также проверить касаясь наконечником индикатора контрольной линейки приложенной к обработанному торцу образца. Линейку прикладывают в разных осевых сечениях проверяемой поверхности и определяют отклонение так же как описано выше.
Точность нарезаемой резьбы проверяют на образце (диаметр которого примерно равен диаметру ходового винта станка) закрепленном в центры станка при нарезании трапецеидальной резьбы длиной не более 500 мм с шагом примерно равным шагу ходового винта станка. При этом ходовой винт непосредственно соединяют со шпинделем через сменные зубчатые колеса с отключением механизма коробки подач. После чистовой обработки проверяют равномерность резьбы с помощью соответствующих приборов и методов проверки. По результатам измерений определяют накопленную погрешность шага резьбы - разность между фактическим и заданным расстоянием между любыми одноименными (не соседними) профилями витка резьбы в осевом сечении по линии параллельной оси винта. Величина накопленной погрешности шага резьбы не должна превышать 004 мм на длине 300 мм.
5 Определение статической и динамической жесткости токарного станка
Металлорежущие станки которые согласно действующим Государственным стандартам при изготовлении испытывают на жесткость после капитального и среднего ремонта подлежат проверке на соответствие нормам жесткости установленным стандартами. Жесткость станка выражается величиной нагрузки приложенной к частям станка несущим инструмент и заготовку и вызывающей определенные изменения в их взаиморасположении.
Испытание на жесткость производят в соответствии с требованиями ГОСТа 7035-79 «Станки металлорежущие». Общие условия к стандартам жесткости - по нормам установленным в следующих стандартах: ГОСТ 7895-80 - токарные станки;
ГОСТ 17-81 - револьверные станки; ГОСТ 370-77 - вертикально-сверлильные станки; ГОСТ 98-81 - радиально-сверлильные станки; ГОСТ 13-79 - фрезерные консольные станки; ГОСТ 16-81 - поперечно-строгальные станки.
Все части станка которые перемещаются при наладке при установке заготовки и инструмента и закрепляются перед обработкой резанием требуется закреплять перед проверкой станка по нормам жесткости а части которые при выполнении на станке основных операций находятся как в закрепленном так и в незакрепленном состоянии должны находиться при проверке по нормам жесткости в незакрепленном состоянии.
В качестве устройств для нагружения используют механизмы станка или специальные домкраты а для измерения нагрузок - рабочие динамометры. Для измерения перемещений применяют соответствующее стандартные средства измерения (индикаторы и миниметры - ГОСТ 577-78 и 5584-81; динамометры - ГОСТ 9409-80 класс точности 1).
Применяемые для проверки жесткости станков измерительные средства должны быть в установленном порядке аттестованы и иметь соответствующий паспорт.
По результатам всех испытаний и проверок предусмотренных техническими условиями комиссия в составе представителей цеха-заказчика цеха производившего ремонт и отдела технического контроля вносит в акт приемки станка из ремонта заключение о пригодности его к эксплуатации.
На специализированных предприятиях акт приемки станка из ремонта подписывают представители ремонтно-сборочного цеха отдела технического контроля и лица непосредственно производившие испытание станка после ремонта.
При проектировании шпиндельного узла станка возникает проблема расчета на жесткость. Однако теоретические модели применяемые при этих расчетах дают погрешность 30-85% которая компенсируется коэффициентом статической жесткости определяемого из выражения
где - теоретическая жесткость
- экспериментальная жесткость.
Теоретическая жесткость определяем по формуле
где - модуль Юнга мПа;
- вылет конца шпинделя
- расстояние между опорами;
Определение коэффициента статической жесткости .
Как показывают эксперименты значение жесткости станка в статическом состоянии выше чем динамическом.
6 Определение виброустойчивости токарного станка
Зону устойчивости" определить графически в координатах V-S где V - скорость резания S- подача. Для построения "зоны устойчивости" необходимо найти предельные значения V и S при которых амплитуда колебаний узлов станка допускает предельно допустимых значений. Предельно допустимыми значениями V и S будут такие при которых шероховатость поверхности заготовки достигает заданных чертежом пределов.
Скорость вращения шпинделя станка модели
Амплитуда колебаний на ленте самописца
График зоны чувствительности
Конструкторский раздел (разработка испытательного оборудования)
При проверке станков на соответствие различным параметрам необходимо иметь ряд приборов.
В нашем случае мы для проверки точности обработанных образцов будем использовать микрометр МК-60 (рис. 3).
—микрометрический винт;
Основной узел всех микрометров — это микрометрическая головка (рис. 4 а) которая преобразует вращательное движение микрометрического винта в его поступательное перемещение. Микрометрический винт 1 жестко скреплен с барабаном 4 с помощью зажимного колпачка 7. На колпачке 7 находится трещотка состоящая из пружинки 8 собачки 9 головки трещотки 10 и винта 11.
Способы крепления микровинта в нониусном барабане различные. При вращении барабана крепление должно обеспечить совпадение оси микрометрического винта с его осью вращения.
Микрометрический винт вращается в резьбовой втулке 5 цанговый зажим которой регулируется регулировочной гайкой 6. Резьбовая втулка 5 и направляющая втулка 3 запрессованы в стебель 2. В конструкциях завода «Красный инструментальщик» левая сторона втулки 3 сделана в виде цанги с резьбой для стопора (рис. 4 а). Завод «Калибр» делает цилиндр и фиксирует положение микровинта боковым винтом (рис. 4 б).
У микрометрических инструментов имеются фактически два связанных между собой отсчетных устройства вращательного и поступательного движений микровинта.
Для отсчета поступательного движения микровинта служит шкала на стебле. Одному обороту микровинта жестко скрепленного с барабаном соответствует его осевое перемещение на шаг микровинта s = 05 мм которое отсчитывают по положению торца барабана являющегося в данном случае указателем. На стебле для облегчения отсчета и получения шкалы с ценой деления 1 мм по обе стороны от продольного штриха нанесены две шкалы каждая с ценой деления 1 мм сдвинутые одна относительно другой на шаг микровинта 05 мм.
Для отсчета вращательного движения микровинта служит круговая шкала с ценой деления сх = 001 мм нанесенная на конусную поверхность барабана и продольный штрих-указатель нанесенный на стебель. Число делений шкалы п = 50. При повороте микровинта с барабаном на некоторый угол соответствующий например одному делению барабана и отсчитываемый с помощью продольного штриха на стебле микровинта микровинт переместится вдоль своей оси на цену деления шкалы нанесенной на барабане.
Цена деления микрометра
При больших диаметрах барабана увеличивают число делений на нем и цена деления уменьшается.
Передаточное отношение микрометрической пары определяется отношением длины окружности l барабана от которой на конусе нанесены деления к шагу микровинта s:
Для устранения субъективной погрешности при отсчете некоторые фирмы («Маузер» «Теза» «Мицутоио») вводят наряду с обычными цифровые отсчетные устройства.
При измерении изделий малых размеров например в часовой и приборостроительной промышленности применяют настольные микрометры и настольные микрометры со стрелочным отсчетиым устройством.
В конструкциях различных измерительных приборов широко применяют микровинты с описанными выше отсчетными устройствами. Так в инструментальном микроскопе (см. с. 172) устанавливают микровииты с ценой деления 001 или 0005 мм для отсчета перемещений стола инструментального микроскопа.
Погрешности основных элементов и методы их определения
При конструировании микрометрического инструмента и назначении допусков на его отдельные элементы необходимо учитывать влияние погрешностей каждого элемента на суммарную погрешность микрометра. Устанавливаемые в ПТД нормы зависят от конструкции и пределов измерений микрометрических инструментов.
Ниже на примере гладкого микрометра 0—25 мм рассмотрены основные элементы неточности которых влияют на погрешность микрометра.
Ширина штрихов шкал на стебле и барабане.
Ширина штрихов на стебле и барабане должна быть 02±005 мм. Разница в ширине отдельных штрихов в пределах одной шкалы не должна превышать 005 мм. Ширину штрихов проверяют на универсальном или инструментальном микроскопе.
Точность нанесения штрихов на шкалы барабана и стебля.
Штрихи шкалы барабана могут быть нанесены на круговой делительной машине с погрешностью до 11".
Перемещению микровинта на 001 мм соответствует поворот барабана на угол . Перемещению микровинта на 00001 мм которым можно пренебречь соответствует поворот барабана на угол.
Допуск 4' можно выдерживать при изготовлении шкалы барабана на круговой делительной машине или методом выдавливания Жданова. Последний способ полностью обеспечивает также требуемую точность нанесения штрихов и на стебле.
Обе шкалы поверяют на универсальном или инструментальном микроскопе.
Параллельность продольного штриха стебля оси вращения микровинта.
Нарушение параллельности продольного штриха стебля оси вращения микровинта (рис. 5) вызывает погрешность показания.
Отклонение или соответствующий ему угол определяют на универсальном или инструментальном микроскопах.
Расстояние от стебля до верхнего края торца барабана. Расстояние у=у1+у2 (рис. 6) проверяют вблизи продольного штриха стебля т.е. приближаясь к месту отсчета на микрометре. Это расстояние не должно быть более 045 мм иначе при отсчете увеличивается влияние параллакса.
Расстояние Y проверяют с помощью щупа или концевой меры размером 045 мм.
Положение края скоса барабана относительно нулевого штриха при нулевой установке микрометра.
При нулевом отсчете нулевой штрих стебля должен быть виден целикоми расстояние от штриха до торца барабана не должно превышать 01 MM.
Микрометр устанавливают на нуль затем вращая микровинт совмещают торец барабана с краем нулевого штриха и делают отсчет по шкале барабана.
Измерительное усилие.
Стабилизатором измерительного усилия в микрометpax служит пружина (рис.7 а) или пружина 1 с зубом 2 трещотки 3 (рис. 7 б).
Измерительное усилие можно изменять регулируя усилие пружины или угол а зуба трещотки. С уменьшением угла а уменьшается измерительное усилие.
Для рассматриваемого микрометра допускаемое измерительное усилие Р = 500—900 сН его колебание 200 сН.
С целью исключения погрешности возникающей из-за трения измерительной поверхности микровинта и поверхности измеряемого изделия в настольных микровинта и поверхности измеряемого изделия настольных микровинтах гладкий цилиндр перемещается только продольно. Это достигается тем что у микровинта гладкий цилиндр со шпонкой отделен от нарезанной части.
Измерительное усилие проверяют с помощью циферблатных весов или специально приспособленных для этого динамометров с градуированной пружиной.
Шероховатость измерительных поверхностей.
Шероховатость закаленных измерительных поверхностей микрометров типов МК МЛ и МТ должна быть не ниже Ra=0025 мкм а оснащенных твердым сплавом- не ниже Ra=0050 мкм.
Плоскостность измерительных поверхностей.
Ее проверяют с помощью плоских стеклянных пластин для интерференционных измерений. Допускаемое отклонение от плоскостности измерительных поверхностей микрометра равно 09 мкм или трем интерференционным полосам для белого света без учета расстояния 05 мм от краев измерительной поверхности.
На рис. 8 изображены три интерференционные картины которые получают при наложении стеклянных пластин на измерительную поверхность микрометра.
Картина I — контакт в точке 1 отсчет по двум полосам 2 и 3. Полосу 4 расположенную на краю измерительной поверхности не учитывают (завал по краям).
Картина II — контакт в точке 1 отсчет — по двум полосам 2 и 3—5. Полосу 4—6 не учитывают. В рассматриваемом случае кривизна в сечении х—х больше чем в сечении у—у.
Картина III — контакт по линии 1 образующей цилиндрической поверхности. Отсчет по двум полосам 2—5 и 3—6. Полосу 4—7 не учитывают.
Параллельность измерительных поверхностей. В зависимости от пределов измерения допускаемые отклонения от параллельности плоских измерительных поверхностей колеблются от 20 до 120 мкм. Числовое значение отклонения определяет один из методов поверки которые изложены ниже.
На рис. 9 приведены три возможных случая непараллельности:
измерительная поверхность микровинта 2 перпендикулярна к оси вращения но не параллельна измерительной поверхности пятки 1 (рис. 9 а) поэтому перемещение L микровинта не соответствует измеряемому размеру L1 плоскопараллельной детали;
измерительная поверхность микровинта 2 не перпендикулярна к оси его вращения а при том что измерительная поверхность пятки перпендикулярна к оси вращения микровинта (рис. 9 б) измеренный размер плоскопараллельной детали оказывается меньше размера установочной меры:
измерительные поверхности пятки 1 и микровинта 2 не перпендикулярны к оси вращения микровинта (рис. 9 в). В этом случае две измеряемые плоскопараллельные детали разной толщины L1 и L2 как бы соответствуют установочной мере 3.
У микрометров с верхним пределом измерения до 100 мм параллельность измерительных поверхностей проверяют с помощью комплекта плоскопараллельных стеклянных пластин. Каждый комплект состоит из четырех пластин (ГОСТ 1121—75) размер Н которых отличается один от другого настолько насколько переместится микровинт при его повороте на 14 оборота. Поверку ведут по схеме (рис. 10а) с каждой пластиной из комплекта. За отклонение от параллельности принимают сумму отсчетов в полосах на обеих измерительных поверхностях. Использование четырех пластин исключает возможность фиксации строгой параллельности измерительных поверхностей микрометра при непараллельности их оси вращения микровинта.
Вместо плоскопараллельных стеклянных пластин больших размеров Я применяют комплект плоскопараллельных стеклянных пластин составленных в виде блоков в каждом из которых имеются две стеклянные пластины и одна плоскопараллельная концевая мера длины (рис. 10 б).
Микрометры находящиеся в эксплуатации можно поверять с помощью четырех плоскопараллельных концевых мер длины 1 2 3 и 4 (рис. 10 в) которые по длине отличаются одна от другой на величину соответствующую 14 оборота микровинта.
Микрометры с верхним пределом измерения свыше 100 мм поверяют с помощью специальных штихмассов (рис. 10 г) размеры которых также отличаются один от другого на величину соответствующую 14 оборота микровинта. На концах штихмассов запрессованы шарики эксцентрично расположенные относительно оси микровинта которые и соприкасаются с измерительной поверхностью. Каждым штихмассом проводят проверку в четырех положениях поворачивая каждый раз вокруг оси на 90°.
В результате работы мы разработали методику испытаний токарного станка модели 16К20Ф3 на геометрическую точность жесткость виброустойчивость и т.д. Сделали выбор и подбор измерительного инструмента который необходим при проведении испытаний станка.
Методические указания «Испытания и экспертиза металлорежущих станков и станочных комплексов»для курсовой работы под ред. С.М. Братан Куля В.И. Крылов И.В. Севастополь 2004 г.
Орликов М.И. Металлорежущие станки. – К.: Высшая школа 1988. – 247с.
Колев Н.С.Металлорежущие станки-: Машиностроение1980-500с

icon 1 лист испыт.cdw

1 лист испыт.cdw
Проверка радиального бие-
ния центрирующей шейки
При проверке индикатор устанавливается так
тельный наконечник касался поверхности шейки вращающегося
шпинделя и был перпендикулярен к образующей
Проверка перпендикулярности
торцевой поверхности флан-
ца (буртика) шпинделя оси
Индикатор устанавливается так
чтобы мерительный наконечник
касался торцевой поверхности фланца (буртика) шпинделя у его
периферии и был перпендикулярен этой поверхности. Шпиндель
приводится во вращение и фиксируется торцевое биение поверх-
ности фланца (буртика).
Проверка осевого биения
В коническое отверстие шпинделя вставляется короткая оправка
торцевая поверхность которой перпендикулярна ее оси. Индикатор
чтобы его мерительный наконечник касался
торца оправки у ее оси. Шпиндель приводится во вращение. Провер-
ка производится при отсутствии осевого люфта шпинделя в под-
Проверка радиального биения
оси конического отверстия
В коническое отверстие шпинделя плотно вставляется цилиндри-
ческая оправка с длиной цилиндрической части 310 320 мм.
Мерительный наконечник индикатора
установленный в радиальном
направлении к оправке
касается оправки. Шпиндель приводится во
вращение. Производится проверка биения оправки у конца шпинделя
и на расстоянии 300 мм от конца.
Проверка параллельности оси
шпинделя направлению про-
дольного перемещения суп-
В отверстие шпинделя вставлена цилиндрическая оправка. Для проверки параллельности оси
шпинделя направлению продольного перемещения суппорта в горизонтальной плоскости индика-
тор устанавливается на суппорте так
чтобы мерительный стержень касался поверхности у
правого конца оправки по верхней образующей.. Продольный суппорт перемещается вдоль станины
на расстояние 300 мм и фиксируется отклонение стрелки индикатора. Аналогично фиксируется
отклонение по диаметрально противоположной образующей
для чего шпиндель поворачивается
. Отклонение от параллельности определяется как среднее арифметическое результатов
обоих измерений в данной плоскости. Для проверки параллельности оси шпинделя направлению
продольного переме-щения суппорта в вертикальной плоскости индикатор устанавливается так
чтобы мерительный стержень касался оправки по боковой образующей. В остальном эта
проверка производится аналогично предыдущей.
Проверка параллельности
перемещения пиноли задней
бабки направлению продоль-
ного перемещения суппорта
Пиноль вдвигается в заднюю бабку и зажимается. Индикатор укреп-ляется на суппорте так
чтобы его мерительный наконечник
установленный по нормали к поверхности пиноли (положение А)
касался ее на верхней образующей (а). Шкала индикатора устанавливается в положение О". Пи-
выдвигается из бабки на 100 мм и снова зажимается. Суппорт перемещается в
продольном направлении так
чтобы наконечник индикатора
прийдя в положение Б
в которой он находился первоначально. Отклонение стрелки индикатора от нуле-
вого положения будет отклонением от параллельности перемещений пиноли и суппорта в гори-
зонтальной плоскости на длине 100 мм. Таким же путем проверяется отклонение от парал-
лельности перемещений пиколи и суппорта в вертикальной плоскости. В этой проверке наконеч-
ник индикатора должен касаться пиноли на боковой образующей
конического отверстия пино-
ли задней бабки направлению
продольного перемещения суп-
В коническое отверстие пиноли вставляется цилиндрическая оправ-
ка. Индикатор устанавливается на суппорте так
мерительный наконечник касался поверхности оправки сначала на
верхней образующей (при проверке параллельности в вертикальной
а затем на боковой образующей (при проверке парал-
лельности в горизонтальной плоскости). Перемещением суппорта
вдоль станины определяются отклонения от параллельности в
вертикальной и горизонтальной плоскостях
Проверка правильности
расположения осей отверстий
шпинделя и пиноли задней баб-
В конические отверстия шпинделя и вдвинутой пиноли вставляются
цилиндрические оправки одинакового диаметра. Индикатор устанав-
ливается на суппорте так
чтобы его мерительный наконечник
касался поверхностей оправок (поочередно) по верхним образующим
отстоящих одна от другой на расстоянии не менее 14
наибольшего расстояния между центрами. Погрешность расположе-
ния осей по высоте определяется как разность наибольших показа-
перемещаемого относительно оправок в поперечном
направлении в выбранных точках
направления перемещения
салазок суппорта оси шпинде-
Индикатор устанавливается на салазках суппорта так
мерительный наконечник касался вставленной в шпиндель цилиндри-
ческой оправки по ее боковой образующей. Поворотное основание
салазок устанавливается в такое положение
перемещения салазок было параллельно оси шпинделя. Затем
индикатор переставляется так (рис.9)
чтобы его наконечник
касался поверхности оправки по ее верхней образующей. Салазки
суппорта перемещаются на всю длину хода
Проверка точности детали
при чистовой обточке
Стальной пруток диаметром 40 50 мм зажимается в патроне с
вылетом около 100 мм и производится чистовая обточка при
ммоб и глубине резания 0
после обточки цилиндрическая поверхность проверяется микро-
метром на овальность и конусность. Для определения овальности
погрешность вычисляется как разность взаимно перпендикулярных
диаметров сечения обточенного цилиндра
КР И и Э МРС и СК 2010. 001.001
Описание метода проверки

icon 2-й лист.cdw

2-й лист.cdw
-микрометрический винт;
Основной узел всех микрометров -это микрометрическая головка
преобразует вращательное движение микрометрического винта в его посту-
пательное перемещение. Микрометрический винт 1 жестко скреплен с бараба-
ном 4 с помощью зажимного колпачка 7. На колпачке 7 находится трещотка
состоящая из пружинки 8
головки трещотки 10 и винта 11. Микро-
метрический винт вращается в резьбовой втулке 5
цанговый зажим которой
регулируется регулировочной гайкой 6. Резьбовая втулка 5 и направляющая
втулка 3 запрессованы в стебель 2.
Цена деления микрометра
При больших диаметрах барабана увеличивают число делений на нем
и цена деления уменьшается.
Передаточное отношение микрометрической пары определяется отношением длины окружности
от которой на конусе нанесены деления
к шагу микровинта s:
Ширина штрихов на шкалы барабана и стебля.
Ширина штрихов на стебле и барабане должна быть 0
мм. Разница в ширине отдельных
штрихов в пределах одной шкалы не должна превышать 0
мм. Ширину штрихо проверяют на
универсальном или инструментальном микроскопе.
Точность нанесения штрихов на шкалы барабана и стебля.
Штрихи шкалы барабана могут быть нанесены на круговой делительной машине с погрешностью
до 11". Перемещению микровинта на 0
мм соответствует поворот барабана на угол
n. Перемещению микровинта на 0
которым можно пренебречь
поворот барабана на угол
Допуск 4' можно выдерживать при изготовлении шкалы барабана на круговой делительной машине
или методом выдавливания Жданова. Последний способ полностью обеспечивает также требуемую
точность нанесения штрихов и на стебле. Обе шкалы поверяют на универсальном или инструмен-
Расстояние от стебля до верхнего края торца барабана.
Расстояние у=у1+у2 проверяют вблизи продольного штриха стебля
т.е. приближаясь к месту
отсчета на микрометре. Это расстояние не должно быть более 0
увеличивается влияние параллакса.
Расстояние Y проверяют с помощью
щупа или концевой меры размером 0
Измерительное усилие.
Стабилизатором измерительного усилия в микрометpax служит пружина. Измерительное усилие
регулируя усилие пружины или угол а зуба трещотки. С уменьшением угла а
уменьшается измерительное усилие. Для рассматриваемого микрометра допускаемое измерительное
усилие Р = 500—900 сН
его колебание 200 сН. С целью исключения погрешности
из-за трения измерительной поверхности микровинта и поверхности измеряемого изделия
настольных микровинта и поверхности измеряемого изделия
настольных микровинтах гладкий
цилиндр перемещается только продольно. Это достигается тем
что у микровинта гладкий
цилиндр со шпонкой отделен от нарезанной части. Измерительное усилие проверяют с помощью
циферблатных весов или специально приспособленных для этого динамометров с градуированной
Шероховатость измерительных поверхностей.
Шероховатость закаленных измерительных поверхностей микрометровдолжна быть не ниже
КР И и Э МРС и СК 2010.01.002
испытательного оборудования
up Наверх