Logo GenDocs.ru

Поиск по сайту:  

Загрузка...

Испытания и экспертиза Мрс и станочных комплексов. Разработка методики испытаний на соответствие нормам геометрической точности жесткости - файл ИСПЫТ КР.doc


Испытания и экспертиза Мрс и станочных комплексов. Разработка методики испытаний на соответствие нормам геометрической точности жесткости
скачать (268.5 kb.)

Доступные файлы (4):

игм.cdw
ИСПЫТ КР.doc517kb.01.06.2010 16:10скачать
тензометр.cdw
фрез.cdw

содержание
Загрузка...

ИСПЫТ КР.doc

Реклама MarketGid:
Загрузка...
Министерство образования и науки Украины

Севастопольский национальный технический университет

Факультет ТАМПТ

Кафедра ТМ


КУРСОВАЯ РАБОТА

По дисциплине: «Испытания и экспертиза МРС и станочных комплексов».

На тему: «Разработка методики испытаний на соответствие нормам геометрической точности жесткости, точности позиционирования для следящего привода продольной подачи стола фрезерного станка с ЧПУ»
Разработала: ст. гр. С-51з

Ржавская Е. Н.

Проверил: доцент

Троценко А. В.
Севастополь 2010
СОДЕРЖАНИЕ

Стр.

Введение…………………………………………………………………….. 3

1 Цели и задачи КР……………………………………………………….. 5

1.1 Актуальность задачи…………………………………………………… 5

1.2 Объект исследования…………………………………………………... 6

2 Обзор существующих методов испытаний станков…………………. 7

2.1 Начальные статистические методы испытаний и показатели

качества станков……………………………………………………….. 15

2.2 Методики испытаний, требующие доработки (модернизации

и устранения)………………………………………………………….. 16

2.3 Разработка методики и результаты испытаний (экспертизы

исследований) станка модели 6Р13Ф3………………………………. 18

3 Разработка испытательного оборудования………………………….. 25

3.1 Расчет на точность измерительного прибора………………………… 27

3.2 Геометрический точностной расчет измерительного прибора……... 29

Библиография………………………………………………………….. 32

Конструкторский раздел

1 Методики испытаний привода станка на соответствие нормам

геометрической точности, жесткости, точности позиционирования

привода - А1.

2 Технологические наладки на испытание технологического

оборудования с результатами испытаний – А1.

ВВЕДЕНИЕ
Каждый станок после изготовления, а также после ремонта перед пуском в эксплуатацию должен удовлетворять определенному комплексу требований или так называемым техническим условиям.

Согласно действующим техническим условиям приемочные испытания станков должны включать:

- испытание станка на холостом ходу, проверка работоспособности

механизмов по паспортным данным;

- испытание станка под нагрузкой на производительность;

- проверка станка на геометрическую точность, чистоту обработки, точность

обрабатываемого изделия;

Испытания станка должны проводится в указанной последовательности. Допускается испытание на чистоту обработки и на точность изделия производить одновременно с испытанием станка в работе. На заводе изготовителе все указанные испытания проводятся обязательно. На заводе потребителе проверка вертикально-фрезерных станков на точность производится по ГОСТ 17734-72 предусмотренного для станков транспортируемых по частям.

Испытания необходимо проводить по паспорту, чтобы убедиться в отсутствии случайных повреждений на всех этапах транспортировки, а также проверить отсутствие дефектов станины станка из-за возможного неправильного расположения клиньев или неравномерной затяжке крепежных болтов.

После капитальных и средних ремонтов станок должен подвергаться всем проверкам по ГОСТу. Проведение указанных трех этапов проверки, вертикально-фрезерный станок, согласно ГОСТу 17734-72 на заводе изготовителе должен устанавливаться на жестких опорных точках свободно без подтяжки фундаментных болтов.

Точность установки в продольном и поперечном сечениях составляет 0,04 мм на длине за исключением станков, на которые соответствуют стандарты высокой точности.

Жесткость опорных точек установленная для проверки станка достигается применением стальных клиньев или башмаков для установки на испытательный станок или фундамент.

Пригодность металлорежущего станка к выполнению заданных технологических операций определяется, прежде всего, исправным состоянием всех его механизмов.

Необходимо, чтобы усилия на маховичках не превышали допустимых значений, а подвижные узлы плавно перемещались по направляющим без заедания и рывков. Усилия перемещения должны быть постоянными по всей длине хода.

Фактическое значение чисел оборотов и подач не должны отличаться от указанных в паспорте более чем на 10(φ-1)%, где φ – знаменатель геометрической прогрессии.

^ 1 ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ КУРСОВОЙ РАБОТЫ
Основной целью курсовой работы являются:

- разработка методики испытаний, так как испытание станка и его последующие проверки являются необходимым обязательным критериями качества и надежности работы станка;

- разработка методики и проверки испытаний вертикально-фрезерного станка модели 6Р13Ф3, а также подбора и расчета на точность измерительного прибора – индикатора ИГМ.

В задачи курсовой работы входят:

- разработка методик испытаний вертикально-фрезерного станка и измерительного прибора, при помощи которого произведены испытания;

- обзор существующих методов испытаний станков;

- методики испытаний, требующие доработки (модернизации и устранения);

- разработка методики испытаний (экспертизы исследований) станка модели 6Р13Ф3;

- Расчет измерительного прибора и результаты расчетов и исследований.
^ 1.1 АКТУАЛЬНОСТЬ ЗАДАЧ КР
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 эксплуатации и ремонта станков, а также экономичность, так 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 конструирования станков тесно связаны между собой.
^ 1.2 ОБЪЕКТ ИССЛЕДОВАНИЯ
Объектом исследования является вертикально-фрезерный станок модели 6Р13Ф3, узлы и механизмы которого проверяются на кинематическую и геометрическую точность, динамическую и статическую жесткость, виброустойчивость, а также исследуется работа станка под нагрузкой и на холостом ходу.

Вывод: В 1-ом разделе курсовой работы рассмотрены вопросы: что является объектом исследования, что исследуется в дальнейшей работе, какие приемочные испытания, согласно действующим техническим условиям, необходимы для испытания станка и контроль за его работой.
^ 2 СУЩЕСТВУЮЩИЕ МЕТОДЫ ИСПЫТАНИЙ ВЕРТИКАЛЬНО-ФРЕЗЕРНОГО СТАНКА МОДЕЛИ 6Р13Ф3
1 Что проверяется.

Плоскость рабочей поверхности стола.


Рис 1. Схема проверки

^ Метод проверки:

На рабочей поверхности стола 1 в продольных, поперечных и диагональных направлениях на двух регулируемых опорах 2 устанавливают поверочную линейку 3 таким образом, чтобы получить одинаковые показания индикатора 4 на концах линейки.

Индикатор устанавливают на столе так, чтобы его измерительный наконечник касался рабочей поверхности линейки и был перпендикулярен ей.

Индикатор перемещают вдоль линейки и определяют прямолинейность формы профиля поверхности в точках измерения, отстоящих друг от друга на расстоянии

а  0,1L  100 мм или b  100 мм. L и B - размеры стола.

Отклонение определяют как наибольшую величину алгебраической разности показаний индикатора.

^ Допускаемое отклонение: 16 мкм на длине измерения 200мм 30 мкм на длине измерения 800мм (Выпуклость не допускается).

2 Что проверяется.

Параллельность продольного перемещения стола его поперечному перемещению в горизонтальной плоскости.

Рис. 2 Схема проверки

^ Метод проверки:
На рабочей поверхности стола 1 устанавливают поверочный угольник 2 так, чтобы его опорная поверхность была параллельна направлению продольного перемещения стола.

На неподвижной части станка укрепляют индикатор 3 так, чтобы его измерительный наконечник касался измерительной поверхности угольника.

Измерения производят при перемещении стола в поперечном направлении на длину хода, но не более чем на 300 мм при закрепленной консоли.

Отклонение от перпендикулярности определяют как наибольшую величину алгебраической разности показаний индикатора.

^ Допускаемое отклонение: 16 мкм на длине перемещения 160мм.

3 Что проверяется.

Плоскость рабочей поверхности стола направлению его продольного перемещения.

Рис. 3 Схема проверки

^ Метод проверки:

На рабочей поверхности стола 1 на двух опорах 2 (плоскопараллельных концевых мерах длины) одинаковой высоты устанавливают поверочную линейку 3.

На неподвижной части станка укрепляют индикатор 4 так, чтобы его измерительный наконечник касался рабочей поверхности линейки.

Стол перемещают в продольном направлении на всю длину ходе при закрепленных салазках и консоли.

Отклонение от параллельности определяют как наибольшую величину алгебраической разности результатов измерений на длине хода.

^ Допускаемое отклонение: 25 мкм на длине перемещения 500мм.

4 Что проверяется.

Параллельность рабочей поверхности стола направлению его поперечного перемещения.



Рис. 4 Схема проверки

^ Метод проверки:

На рабочей поверхности стола 1 на двух опорах 2 (плоскопараллельных концевых мерах длины) одинаковой высоты устанавливают поверочную линейку 3.

На неподвижной части станка укрепляют индикатор 4 так, чтобы его измерительный наконечник касался рабочей поверхности линейки.

Стол перемещают в поперечном направлении на всю длину хода при закрепленной консоли.

Отклонение от параллельности определяют как наибольшую величину алгебраической разности показаний индикатора на длине хода.

^ Допускаемое отклонение: 16 мкм на длине перемещения 160мм (Наклон стола в сторону от стойки не допускается).

5 Что проверяется.

Параллельность боковых сторон среднего паза стола направлению его продольного перемещения.

Рис. 5 Схема проверки

^ Метод проверки:

На неподвижной части станка укрепляют индикатор 1 так, чтобы его измерительный наконечник касался боковой стороны среднего паза стола 2.

Стол перемещают на длину хода. Измерение производят по обеим боковым сторонам среднего паза стола.

Отклонение от параллельности определяют как наибольшую величину алгебраической разности показаний индикатора по одной стороне паза на всей длине перемещения стола.

^ Допускаемое отклонение: 25 мкм на длине перемещения 500мм.

6 Что проверяется.

Осевое биение шпинделя: вертикального.



Рис. 6 Схема проверки

^ Метод проверки:

В коническое отверстие шпинделя 1 плотно вставляют контрольную оправку 2 с центровым отверстием под шарик 4.

На неподвижной части станка укрепляют индикатор 3 так, чтобы его измерительный наконечник касался поверхности шарика, вставленного в центровое отверстие оправки.

Шпиндель приводят во вращение.

Биение определяют как наибольшую величину алгебраической разности показаний индикатора.

^ Допускаемое отклонение: 10 мкм.

7 Что проверяется.

Торцевое биение опорного торца шпинделя: вертикального.



Рис. 7 Схема проверки

^ Метод проверки:

На неподвижной части станка укрепляют индикатор 1 так, чтобы его измерительный наконечник касался торцевой поверхности шпинделя 2 у ее периферии и был направлен перпендикулярно ей.

Шпиндель приводят во вращение.

Биение определяют как наибольшую величину алгебраической разности показаний индикатора в каждом его положении.

^ Допускаемое отклонение: 20 мкм.

8 Что проверяется.

Радиальное биение конического отверстия шпинделя: Вертикального: а) у торца шпинделя; б) на расстоянии L=150 мм.



Рис. 8 Схема проверки

^ Метод проверки:

В коническое отверстие шпинделя 3 плотно вставляют контрольную оправку 2 с цилиндрической рабочей поверхностью.

На неподвижной части станка укрепляют индикатор 1 так, чтобы его измерительный наконечник касался цилиндрической поверхности оправки и был направлен к ее оси перпендикулярно образующей.

Шпиндель приводят во вращение.

Биение определяют как наибольшую величину алгебраической разности показаний индикатора в каждом положении.

^ Допустимое отклонение: а) 10 мкм; б) 12 мкм.

9 Что проверяется.

Радиальное биение центрирующей шейки шпинделя: вертикального.



Рис. 9 Схема проверки

^ Метод проверки:

На неподвижной части станка укрепляют индикатор 1 так, чтобы его измерительный наконечник касался проверяемой поверхности шпинделя 2 и был направлен к его оси перпендикулярно образующей.

Шпиндель приводят во вращение.

Измерение производят в сечении, в котором окружность не прерывается пазами.

Биение определяют как наибольшую величину алгебраической разности показаний индикатора в каждом положении.

^ Допускаемое отклонение: 10 мкм.

10 Что проверяется.

Перпендикулярность оси вращения вертикального шпинделя рабочей поверхности стола в поперечном направлении.



Рис. 10 Схема проверки

^ Метод проверки:

Стол устанавливают в продольном направлении в среднее положение.

На вертикальном шпинделе 2 укрепляют коленчатую оправку 3 с индикатором 1 так, чтобы его измерительный наконечник касался рабочей поверхности стола.

Проверку проводят в плоскости, в которой фрезерная головка не имеет поворота.

Шпиндель повертывают на 180о. Перед измерением пиноль, консоль и стол закрепляют.

Измерения производят в верхнем и нижнем положениях шпинделя (при перемещении гильзы) при соответствующем перемещении стола.

Отклонение от перпендикулярности определяют как величину алгебраической разности показаний индикатора в каждом положении шпинделя по высоте в двух направлениях.

^ Допускаемое отклонение: 25 мкм (Отклонение стола в сторону от стойки не допускается).

11 Что проверяется.

Перпендикулярность направления вертикального перемещения консоли рабочей поверхности стола в продольном и поперечном направлениях.


Рис. 11 Схема проверки

^ Метод проверки:

Стол 1 устанавливают в среднее положение. Салазки закрепляются. На рабочую поверхность стола устанавливают поверочный угольник 2.

На неподвижной части станка укрепляют индикатор 3 так, чтобы его измерительный наконечник касался измерительной поверхности угольника.

Консоль перемещают по направляющим станины на длину хода и перед измерение закрепляют.

Отклонение от перпендикулярности определяют как величину алгебраической разности показаний индикатора в нижнем и верхнем положениях консоли.

Допускаемое отклонение: 25 мкм на длине перемещения 300 мм (Наклон стола в сторону от стойки не допускается).
^ 2.1 НАЧАЛЬНЫЕ СТАТИСТИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ИСПЫТАНИЙ И ПОКАЗАТЕЛИ КАЧЕСТВА СТАНКА
Станок в первую очередь должен обеспечивать необходимую геометрическую точность всех его элементов. Вследствие неточного расположения узлов и деталей станка, неточности ассиметричных траекторий, по которым перемещаются основные рабочие органы станка, происходит неточная обработка детали, включая поломку или быстрый выход из строя инструмента. Так, из-за погрешности установки подшипников шпиндельного узла или овальности шеек вала шпинделя, происходит радиальное биение шпинделя, которое искажает форму обрабатываемой детали в поперечном направлении. Непрямолинейность направляющих скольжения приводит к искажению траектории перемещения суппортов (в универсальных станках) и столов станка, что также искажает форму обработанной поверхности детали.

Непараллельность взаимного расположения оси шпинделя и поверхности стола вызывает соответствующие погрешности при обработке детали.

На нормы точности металлорежущих станков имеется ГОСТ, в котором указаны допустимые отклонения в работе различных станков и методы проверки всех основных элементов станка. Эти проверки корректируют лишь геометрическую точность станка, без учета действующих усилий резания.

Пригодность металлорежущего станка к выполнению заданных технологических операций определяется, прежде всего, исправным состоянием всех его механизмов.

Приемку или проверку технического состояния металлорежущих станков начинают с внешнего осмотра станка и проверки его основных паспортных данных. Затем проверяют точность перемещения от руки всех передвижных узлов и рукояток (в универсальных станках), выявляют величину мертвых ходов маховичков, рукояток и винтов, исправность всех механизмов станка.

После проверки правильности всех механизмов станка производят проверку на холостом ходу последовательно включая все скорости и подачи от наименьших до наибольших, производится проверка работы механизмов быстрых перемещений и холостых ходов. При длительной работе станка температура подшипников, фрикционных муфт и маховичков, электродвигателей и других механизмов не должна превышать установленных величин. Одновременно проверяется правильность работ систем смазки станка.

Проверяется также плавность перемещений рабочих органов, отсутствие вибраций и повышенного шума. Для механизмов с автоматическими переключателями должна соблюдаться установленная последовательность их срабатывания.

После работы на холостом ходу станок проверяют в работе под нагрузкой. Выбирают наиболее тяжелые условия обработки, когда полностью используется мощность электродвигателя привода, и возникают кратковременные его нагрузки до 25% . Станок испытывают при чистовой и черновой обработке деталей и материалов. В большинстве случаев для заготовок используют сталь 45 и чугун.

При работе станка под нагрузкой снова проверяют работу всех его механизмов, а также точность обработки и чистоту обработанной поверхности.

Для получения требуемой точности и чистоты поверхности детали при обработке на станке и обеспечения всех технических показателей шероховатости необходимо произвести ряд специальных испытаний.
^ 2.2 МЕТОДИКИ ИСПЫТАНИЙ, ТРЕБУЮЩИЕ ДОРАБОТКИ (МОДЕРНИЗАЦИИ И УСТРАНЕНИЯ)
Как написано выше, под влиянием различных процессов происходит постепенное изменение показаний качества станка.

Для этого выбирают типичную деталь и устанавливают те допуска на размеры и форму детали, которые должны быть обеспечены при обработке на данном станке.

В основу методики испытаний станка на технологическую точность и надежность положена процессы, влияющие на параметры станка, которые классифицируются на быстропротекающие процессы, процессы средней скорости и медленные.

Смещение фактического уровня настройки хн во времени происходит в результате протекания процессов средней скорости, из числа которых выделяются два основных: размерный износ инструментов и неравномерный нагрев узлов станка.

Хн (t)=d’+b(t-t’) (1)

или

хн (t)=d+bt (1’)

t – время наладки;

t' – среднее значение межналадочного периода времени от начала момента

наладки до момента переналадки;

d' – средний уровень настройки на межналадочный период (при t = t'');

b – угловой коэффициент прямой.

Из (1') имеем

d= хн (t=0)

Рассеивание размеров, например диаметры облочных валиков наблюдается в каждой партии обработанных на станке деталей, поэтому на станке размер х следует рассматривать как случайную величину.

Резерв по каждому из технических показателей станка исчерпываются из-за увеличения следующих величин:

1) Зоны А в результате увеличения зазоров в сопряжениях, изменение жесткости и других характеристик, влияющих на другие быстро действующие процессы;



2) Зоны Ан в результате износа и старения настроенных узлов машин, станка;

3) аф в результате износа, коробления и других явлений в ряде узлов;

4) аср и Аср за счет перераспределения внутренних напряжений и деформаций в деталях, приводящих к увеличению их податливости при неравномерном нагреве, увеличению скорости изнашивания определенных элементов, увеличению вибраций и т. д.

Поэтому испытание станка должно быть кратковременным и определять резерв:



и коэффициента резерва точности для основных параметров станка:



В конце срока службы станка коэффициент надежности за время Тмн определяется вероятностью захода рассматриваемого размера детали за пределы зоны.

Испытание на технологическую надежность является для современных станков необходимым видом комплексных испытаний, которые позволяют оценить основные параметры станка и получить дополнительные данные для совершенствования его конструкции.
^ 2.3 РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ И РЕЗУЛЬТАТЫ ИСПЫТАНИЙ (ЭКСПЕРТИЗЫ, ИССЛЕДОВАНИЙ) СТАНКА МОДЕЛИ 6Р13Ф3
1 Испытание станка на холостом ходу.

Проверка методики по паспортным данным: станок внимательно осматривают, при этом проверяют правильность установки станка, точность перемещения от руки мертвых ходов маховиков, натяжение ремней и цепей, наличия остаточного количества смазки и состояние смазочных отверстий, наличие охлаждающей жидкости, наличие всех таблиц и надписей, необходимых для обслуживания станка. Далее после осмотра приступают к испытаниям на холостом ходу. Запускают станок, включают все скорости шпинделя, и на последней его останавливают. Станок работает до наступления нужной температуры в течение 1,5 – 2 часов. Температура недолжна превышать:

- для шпинделя 50ºС;

- для подшипников скольжения 70ºС;

- для подшипников качения ^ 40ºС;

- в основных механических узлах - не выше 50ºС;

- температура масла не более 60ºС.

Одновременно проверяют механику продольной и поперечной подач стола на малых, средних и наибольших рабочих подачах, а также на ускоренных перемещениях стола в продольном и поперечном направлениях. Необходимо убедиться в исправности всех органов управления станка. Обязательно проверяют безотказность работы и своевременность действия различных автоматических устройств.

У станков, имеющих автоматические и полуавтоматические циклы, проверяют четкость и безотказность цикла. Особое внимание уделяют проверке действия системы смазки, гидро- и пневмосистем, системы охлаждения.

Работа станка должна быть плавной, без толчков, без шума, характерного при неисправности узлов станка. Шум при холостой работе станка должен быть слышан на расстоянии 4 – 5 м. Усилия на рукоятках и маховичках механизма передвижения не должно превышать допустимых норм.

При испытании станка на холостом ходу, необходимо проверять по паспортным данным следующие элементы:

- основные размеры станка;

- характеристики электродвигателя, гидронасосов, пневмооборудования;

- число оборотов шпинделя, продольной и поперечной подач. Их фактические значения не должны отклоняться от теоретических значений геометрического ряда более чем на ≈10(φ-1), где φ – геометрический знаменатель ряда;

- давление в гидросистеме;

- типоразмер и материал приводного ремня;

- наличие принадлежностей к станку.
^ 2 Испытание станка при работе под нагрузкой

Это испытание позволяет выявить качество работы станка, поэтому должно производится в условиях, близких к обычным. При этом обрабатывают какие-либо образцы при средних степенях скоростей шпинделя, хорошо заточенным инструментом без охлаждения с такими режимами, чтобы нагрузка не превышала номинальной нагрузки привода в течение основного времени испытания, а лишь кратковременно менялась на 25% сверх номинальной мощности. Станок должен проработать под полной нагрузкой не менее 30 мин. Если целевое назначение станка с ЧПУ не известно, то испытание проводят в работе на черновом и на чистовом режимах. Для вертикально-фрезерного станка для чистового режима на заготовке D=50 мм длиной L=200мм при глубине резания H=1 – 1.5 мм подача S=0,2 – 0,3 мм/об. Обрабатываемые таким образом участки поверхности должны быть без видимых не вооруженным глазом следов дробления, дрожания или ступенчатости. Для специальных, специализированных, а также агрегатных станков, заказанных с определенной наладкой или станков с ЧПУ, относительно которых в договоре указаны испытания на обработку определенных деталей, испытания производятся на оговоренном этапе. При этом фактическая производительность должна быть не ниже указанной.

Производительность станка определяется количеством обработанных в единицу времени деталей, соответствующих по качеству, точности и чистоте обработки. Если при испытании на производстве нагрузка станка по мощности заметно ниже номинальной, то необходимо для него дополнительно произвести испытания под полной нагрузкой.

При испытании станка на производительность вся механика станка должна работать исправно, не должно быть неравномерности движения, перегрева подшипников и т. д., а также сильного шума и вибрации. Число оборотов шпинделя или двойных оборотов в минуту при номинальной нагрузке станка в паспорте должны быть не более чем на 5%. Здесь же проверяют надежность и безотказность устройств, предназначенных для защиты от перегрузок тормозов и муфт. При максимальных нагрузках и перегрузки на 25% фрикцион не должен самовыключаться и буксировать.
^ 3 Испытание станка на геометрическую и кинематическую точность

В патроне с вылетом около 100 мм производится чистовая обтачка при подаче 0,08…1,0 мм/об на глубине резания 0,3…0,5 мм. Полученная после обработки поверхность проверяется на овальность и конусность.

Фактическое отклонение

на овальность

Допустимое отклонение

на овальность

d1=24.98 мм, d2=24.97мм

d1-d2=0,01мм

0,01 мм

на конусность

на конусность

d1=24.97 мм, d2=24.95мм

d1-d2=0,02мм


0,01 мм


^ 4 Определение статистической и динамической жесткости вертикально-фрезерного станка модели 6Р13Ф3

При проектировании шпиндельного узла вертикально-фрезерного станка возникает задача расчета на жесткость. Однако, теоретически, модели, применяемые в этих расчетах дают погрешность от 30 – 85% , которая компенсируется коэффициентом статической жесткости Kст, который определяется из выражения:



Определимjтеор :

,

где ^ Е=26000 – модуль Юнга;

а – вылет конуса шпинделя;

l – расположение между опорами;



Определим jэксп :





Рис. 12 График зависимости Yi(Pi)<jэксп
Определим коэффициент статической жесткости:



Как показывают эксперименты, значение жесткости станка в статическом состоянии выше, чем в динамическом. Анализ частот и амплитуд при различных видах обработки позволяет построить график границ устойчивости, т. е. получить предельные сечения глубины резания при соответствующих значениях скоростей подач, при которых станок способен вести обработку без вибраций.
^ 5 Исследование виброустойчивости вертикально-фрезерного станка.

Зону устойчивости определим графически в координатах S(V), где V – скорость резания, S – подача для построения зоны устойчивости. Необходимо определить предельные V и S, при которых амплитуда колебаний узлов станка допускает предельно допустимые значения. Предельно допустимые значения V и S будут такие, при которых шероховатость поверхности заготовки достигает заданных геометрических пределов.


Скорость вращения шпинделя станка модели 6Р13Ф3 n, об/мин

Амплитуда колебаний

100

1,2

250

1,1

315

1,3

400

3,2

500

2,2

650

2,1

800

1,0

1000

1,7


Быстроходные станки в ряде случаев испытывают на шум, причем имеются допустимые уровни шума для различных частотных спектров (нормаль

станкостроения ^ Н89-101 и специальные приборы – шумомеры) для измерения шума.

6 Испытание станка на технологическую надежность.

В основу методики испытания станка на технологическую надежность положена классификация процессов, влияющих на параметры станка, на быстропротекающие процессы средней скорости и медленные.

Процессы различной скорости приводят к изменению геометрических, кинематических угловых, точностных и других параметров станков в результате того возникают отказы точности.

На отказы точности станка по каждому из данных параметров изделия влияют три категории факторов:

- Погрешность начальной настройки. Представляют собой отклонение начальной настройки от требуемого ее уровня.

- Смещение фактического уровня настройки. По времени происходит в результате протекания процессов средней скорости, из числа которых можно выделить два основных – размерный износ инструмента и неравномерный нагрев узлов станка.

- Рассеивание значений уровня настройки. Обычно происходит по нормальному закону распределения, и поэтому среднеквадратическое отклонение характеризует рассеивание начальных настроек, зависящих от качества узла настройки станка и от квалификации наладчика.

Испытание на технологическую надежность является для современных станков необходимым видом комплексных испытаний, который позволяет оценить основные параметры станка и получить дополнительные данные для совершенствования его конструкции.

Вывод: В разделе 2 разработаны и проведены методики испытаний курсовой работы, которые требуют доработки, а также указаны методы и средства достижения данной задачи.
^ 3 РАЗРАБОТКА ИСПЫТАТЕЛЬНОГО ОБОРУДОВАНИЯ
Понятие «проектирования» в комплексе понятий, относящихся к созданию приборов, является наиболее общим: оно включает выбор принципа действия приборов, разработку его принципиальной и других схем, технологическую разработку, испытание и разработку всей необходимой документации.

При проверке станков на геометрическую точность необходимо иметь ряд приборов. Для всех станков при каждой проверке в ГОСТе указаны необходимые измерительные устройства, такие как:

^ 1 Поверочные линейки ГОСТ 20126-69. Бывают линейные с широкой рабочей поверхностью и лекальные с широкой рабочей поверхностью. Применяют их для контроля прямолинейности и плоскостности рабочих поверхностей столов. Линейка с широкой рабочей поверхностью преимущественно изготовляют чугунными с двутавровыми линиями или с чугунными мостиками длиной от 400 – 4000 мм.

^ 2 Лекальные линейки бывают:

- плоские с односторонним или двусторонним скосом;

- трех и четырехгранные. Изготовляются из сталей. Применяются для контроля на просвет небольших плоскостей длина не более 500 мм.

^ 3 Поверочные углы ГОСТ 3749-77. Применяются для проверки взаимной перпендикулярности расположения или движения относительно отдельных узлов деталей станков. Они удобны из-за устойчивости и простоты установки. Размеры: 200×300 мм.

4 Щупы ГОСТ. Применяются для определения зазоров между проверяемой поверхностью и контрольной линейкой. Набор включает от 10 до 16 пластин от 0,03 до 1 мм и длиной 50, 100 или 200 мм.

Для испытания станков в основном применяют щупы толщиной от 0,03 до 0,5 мм и длиной 50, 100 мм.

5 Оправки – контрольные приспособления. Особо широко применяются при изготовлении и проверке станков. Контрольные оправки должны иметь повышенную твердость HRC не менее 50. Центровые отверстия должны быть прошлифованы, иметь защитный конец. У оправок допускается овальность, конусность или биение не более 0,005 мм, а для прецизионных станков не более 0,003 мм.

Типы оправок:

- консольные, имеющие на одном конце соответствующий размер концу шпинделя, проверяемого станка. Применяются для проверки совпадения оси шпинделя, а также для проверки положения самой оси шпинделя в станке.

- ^ Цилиндрические центровые. Применяют для проверки положения линии центровочного отверстия станка и проверки расположения направляющих относительно этой линии центров. Размеры и расположения рабочих поверхностей контрольных оправок должны позволять измерять отклонения на длинах, к которым отнесен допуск.

Диаметры оправок должны быть достаточными, чтобы исключить влияние приборов от собственного веса. Длины от 150 – 1000 мм, Ø25 – 120 мм.

6 Индикаторы. Делятся на два типа:

- индикаторы часового типа по ГОСТ 577-53;

- рычажно-зубчатые с ценой деления 0,01 и 0,02 мм по ГОСТ 5584-50.

^ 7 Уровни по ГОСТ 3053-45 и ГОСТ 308-46.

Уровни служат для проверки горизонтальной и вертикальной установки станка прямолинейности направляющих, взаимного расположения на станке стоек, бабок.

По конструкции уровни бывают:

- горизонтальные обыкновенные;

- горизонтальные регулируемые;

- рамные;

- рукавные;

- специальные.

^ Рекомендации, позволяющие уменьшить погрешность измерения уровней.

При измерении не допускать заметных изменений температуры уровня, поэтому метод чтения показаний уровня в течение проверки данного станка должен быть однообразным, т. е. основание уровня должно плотно прилегать е поверхности.

Чтобы убедиться в исправности уровня следует повернуть его на плоскости на 180º. Измеряемые при этом показания не должны превышать ±1/4 деления шкалы.

^ 8 Поверочные мостики. Применяют для контроля направляющих. Мостики могут быть и иметь различную конструкцию, однако их длина должна быть больше длины рабочей части станка.

^ 9 Оптические приборы. Применяют для контроля длинных направляющих, например прибор для проверки точности шага инсатометр.
Вывод: В пункте разработана методика исследований и испытаний станка модели 6Р13Ф3. Дана конкретная методика проведения испытаний их переодичность и последовательность.
^ 3.1 РАСЧЕТ НА ТОЧНОСТЬ ИЗМЕРИТЕЛЬНОГО ПРИБОРА
В качестве измерительного прибора для проверки точности вертикально-фрезерного станка возьмем индикатор ИГМ, который является микронным многооборотным индикатором с пределом измерения 0 – 1 мм, ценой деления 1 мкм и допустимой ошибкой ±2 деления шкалы. Индикатор (исключая зубчатую передачу) построен и работает по двухрычажной кинематической схеме. Для преобразования движения используют один или несколько равноплечных или неравноплечных рычагов. Рычаг 2 в индикаторе ИГМ тангенсного типа, а рычаг 3 – синусного типа. Тангенсные и синусные механизмы служат для преобразования вращательного движения в поступательное. Механизм тангенсного типа состоит из толкателя 1, движущегося поступательно, рычага 2 со сферическим наконечником радиуса r, находящегося в колебательном движении. Ведущим звеном может являться как толкатель, так и рычаг.

Рассчитаем передаточные отношения, связывающее линейные перемещения конца стрелки с углом поворота рычага.

Исходные данные к расчету:

z1 = 228 мм; z2 = 25; z3 = 80 мм; z4 = 16 мм; L = 30мм; r2 = 7 мм; l = 129 мм; r2 = 4,356 мм.

Поэтому передаточное отношение зубчатой части равно:



Рис. 13 Схема рычажного механизма индикатора ИГМ тангенсного типа
Передаточное отношение, связывающее линейное перемещение конца стрелки с углом поворота второго рычага,

,

тогда общая ФП будет равна:



При этом z изменяется в пределах от -0,5 до +0,5 мм. Теоретическая ошибка механизма Δy0z , будет равна разности между перемещениями стрелки yz1 и расстоянием по шкале между соответствующим этому перемещению делениям (интервал деления y1 равен 0,942 мм при z = 0,001 мм, т. е. 1 мкм разворачивается в 942 мкм).

Теоретическая ошибка , где k = 942, поэтому:



На рис. 3 листа 2 показана кривая ФП механизма и заданной функции, характеризующие теоретические ошибки для индикатора ИГМ.
^ 3.2 ГЕОМЕТРИЧЕСКИЙ ТОЧНОСТНОЙ АНАЛИЗ ИЗМЕРИТЕЛЬНОГО ПРИБОРА
Геометрический точностной анализ производится только после разработки конструкции прибора или процесса самой разработки.

Переменный угол между направлением нормали к профилю определим по формуле:

(1)

Найдем среднее значение MΘΔl на основании известной теоремы вероятности - среднего значения произведения двух независимых случайных величин равно произведению их средних значений.

(2)

Среднее значение М0 равно:

,

где - плотность вероятности распределения угла. Подставим выражение для плотности вероятности распределения в уравнение и решив интеграл, получим:

(3)

Поэтому среднее значение MΘΔl ПО по уравнению (2) также равно нулю.

Для дисперсии произведение двух случайных величин, независимых по формуле теории вероятностей можно записать так:

(4)

Третье слагаемое в этом уравнении на основании равенства (3) равно нулю. Напишем выражении для дисперсии D0.

(5)

положив как ранее, что плотность вероятности определения , решив интеграл получим:

(6)

Среднее значение модуля эксцентриситета можем найти по следующей формуле:

, где (7)

δΔl – смещение центра группирования размеров эксцентриситета относительно середины поля допуска;

- коэффициент относительной асимметрии,

δΔl – половина поля допуска ПО от эксцентриситета.

Из выражения (4) с учетом (6) и (7) для средней квадратичной ошибки σθΔl будем иметь:

(8)

Учитывая введенный Бородочевым коэффициент относительного среднего квадратического рассеивания , где - средняя квадратическая ошибка при гауссовом рассеивании в пределах поля допуска, получим: . Так как для гауссова рассеивания: , подставляя в уравнение (8) получим:

, (9)

где - предельная ошибка, направленная по линии действия, может быть с достаточной степенью, принята равной , тогда из уравнения (9) окончательно получим:

(10)

Предельная ошибка положения из выражения (2) с учетом величин А1 и А2 и уравнения (10) будет равна:

, (11)

где Z2 – размер коромысла; β – угол между линией действия и линией движения определенной точки звена.

Так как рассеивание модуля эксцентриситета подчиняется закону Максвелла, при котором Ki =1.14, σi =aΔl=0.28 из выражения β получим:



Вывод: В пункте разработана методика исследований и испытаний станка модели 6Р13Ф3. Дана конкретная методика проведения испытаний их переодичность и последовательность. Сделан выбор и подборка измерительного оборудования, необходимого при проведении испытаний станка и произведен точностной расчет индикатора ИГМ.

БИБЛИОГРАФИЯ
1 Элементы проектирования и расчет механизмов приборов. Учебное пособие. Грейм И.А. Л., Машиностроение 1972 г., 216 с.

2 Детали и узлы приборов. Учебное пособие под ред. Нестеренко А.Д., Орнатский П.П. Машиностроение 1965 г., 427 с.

3 Расчет и конструирование механизмов приборов и установок. Учебное пособие для приборостроительных, инженерно-физических специальностей вузов. Милосердин Ю.В. М., Машиностроение 1978 г., 320 с.

4 Расчет и конструирование металлорежущих станков. Проников А.С. Машиностроение. ВШ 1968 г. 431 с.


Скачать файл (268.5 kb.)

Поиск по сайту:  

© gendocs.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации