Способы оценки точности станков

ГОСТ Р ИСО 230-1-2010

НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

МЕТОДЫ ИЗМЕРЕНИЯ ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ

Machine tools tests. Part 1. Measurement techniques of geometrical parametrs

Дата введения 2011-01-01

Предисловие

1 ПОДГОТОВЛЕН Открытым акционерным обществом «Экспериментальный научно-исследовательский институт металлорежущих станков» (ОАО «ЭНИМС») на основе собственного перевода на русский язык англоязычной версии стандарта, указанного в пункте 4

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 70 «Станки»

4 Настоящий стандарт идентичен международному стандарту ИСО 230-1:1996* «Методы испытаний металлорежущих станков. Часть 1. Точность геометрических параметров станков, работающих на холостом ходу или на чистовых режимах» (ISO 230-1:1996 «Test code for machine tools — Part 1: Geometric accuracy of machines operating under no-load or finishing conditions», IDT).

* Доступ к международным и зарубежным документам, упомянутым в тексте, можно получить, обратившись в Службу поддержки пользователей. — Примечание изготовителя базы данных.

Наименование настоящего стандарта изменено относительно наименования указанного международного стандарта для приведения в соответствие с ГОСТ Р 1.5-2012 (пункт 3.5)

5 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

6 ПЕРЕИЗДАНИЕ. Март 2020 г.

Правила применения настоящего стандарта установлены в статье 26 Федерального закона от 29 июня 2015 г. N 162-ФЗ «О стандартизации в Российской Федерации». Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном (по состоянию на 1 января текущего года) информационном указателе «Национальные стандарты», а официальный текст изменений и поправок — в ежемесячном информационном указателе «Национальные стандарты». В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ближайшем выпуске ежемесячного информационного указателя «Национальные стандарты». Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования — на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет (www.gost.ru)

Введение

Предметом серии стандартов ИСО 230 является максимально широкая и полная информация о методах контроля и испытаний металлорежущих станков, которые следует проводить во время их проверки, приемки, технического обслуживания.

Серия стандартов ИСО 230 состоит из следующих частей, под общим названием «Методы испытаний металлорежущих станков»:

— Часть 1. Точность геометрических параметров станков, работающих на холостом ходу или на чистовых режимах;

— Часть 2. Определение точности и повторяемости позиционирования осей станков с числовым программным управлением;

— Часть 3. Определение теплового воздействия;

— Часть 4. Испытания на отклонения круговых траекторий для станков с числовым программным управлением;

— Часть 5. Определение уровня излучения шума;

— Часть 6. Определение точности позиционирования по объемным и поверхностным диагоналям (испытания на смещение диагоналей).

1 Область применения

Настоящий стандарт распространяется на стационарно установленные станки с механическим приводом, используемые для обработки металла, дерева и других материалов путем снятия стружки, шлифования или пластической деформации.

Настоящий стандарт устанавливает методы измерения точности металлорежущих станков при работе без нагрузки (на холостом ходу) и (или) на чистовых режимах путем проверки точности геометрических параметров. Эти методы могут быть применимы также к другим типам промышленных машин, для которых необходимо осуществлять проверки геометрических параметров и испытания в работе.

В настоящем стандарте описаны только методы измерения геометрической точности. В частности, в нем не рассматриваются вопросы проверки эксплуатационных свойств станка (уровни вибрации, смещение элементов станка и т.п.), проверки рабочих характеристик (скорости перемещений и вращений, величины подачи, энергопотребление), т.к. эти проверки должны выполняться отдельно, независимо от проверки геометрической точности.

Допускается использование также других методов и средств измерения, не приведенных в настоящем стандарте, обеспечивающих требуемую точность и достоверность определения соответствующих геометрических параметров.

2 Общие положения

2.1 Определения, относящиеся к проверкам геометрической точности

Необходимо отличать чисто геометрические определения от того, как они трактуются в настоящем стандарте в качестве метрологических определений.

Геометрические определения абстрактны и относятся к идеальным линиям и поверхностям. Из этого следует, что геометрические определения в ряде случаев невозможно применить на практике. Они не учитывают физических реалий и существующей практики проверки геометрических параметров.

Метрологические определения реальны, поскольку они учитывают доступные для измерения линии и поверхности, обладающие реальными физическими свойствами. Они нивелируют влияние микро- и макрогеометрических отклонений и позволяют получить результат, не принимая во внимание причину возникновения погрешности и не разграничивая эти причины. Анализом этих причин должен заниматься изготовитель станков, чтобы обеспечить их геометрическую точность.

Однако в отдельных случаях геометрические определения (например, определения биений: радиальное биение, периодическое осевое биение) сохранены в настоящем стандарте для того, чтобы исключить возможную путаницу, а также для упрощения используемой терминологии. Таким образом, при описании методов испытаний, средств измерения и допусков метрологические определения приняты в качестве основных.

2.2 Методы измерения и принципы применения средств измерения

При испытании станка иногда бывает достаточно убедиться, не превышают ли фактические отклонения допустимые значения (например, при применении предельных калибров). Зачастую для определения фактических отклонений от допустимых следует проводить измерения, связанные со значительными затратами времени.

Кроме того, при проведении измерений следует учитывать погрешности, вызванные неточностью средств измерения или несовершенством применяемых методов измерения. Методы и средства измерения не должны привносить погрешности, превышающие определенную часть допустимого отклонения измеряемой величины. Так как точность применяемых средств измерения в различных лабораториях может быть разной, необходимо, чтобы каждое средство измерения имело градуировочную характеристику.

Очень важно, чтобы контролируемый станок и средства измерения были защищены от внешних воздействий: сквозняков, потоков светового или теплового излучений (лучи солнца, близко расположенные источники света, тепла и т.п.). До начала измерений должна быть обеспечена стабильная температура помещения, применяемых средств измерения, контролируемого станка.

Для обеспечения достоверных данных измерения следует повторять несколько раз. За результат следует принимать среднеарифметическое значение измерений. Результаты повторных измерений не должны существенно отличаться друг от друга. Если эти отличия велики, следует выяснить их причину — метод измерения, средства измерения или сам станок.

Более подробные указания см. в приложении А.

2.3 Допуски

2.31 Допуски на размеры при испытании станков

Допуски — разность между наибольшими и наименьшими предельно допустимыми значениями размеров, формы, расположения и перемещения, которые влияют на точность обработки (точность положений основных элементов станка и приспособлений, точность положений режущих инструментов и т.п.).

Существуют также допуски на образцы изделий, обрабатываемых на станке при испытаниях (в дальнейшем «образец-изделие»).

2.311 Единицы и диапазоны измерения

При установлении допусков необходимо указать следующее:

a) используемую единицу измерения;

b) базу отсчета, величину поля допуска и его расположение относительно базы отсчета;

c) диапазон, в котором производится измерение.

Допуск и диапазон измерения следует выражать в одних и тех же единицах измерения. Числовые значения допусков, особенно допусков на размеры, следует указывать только в том случае, если их невозможно задать путем простой ссылки на существующие стандарты, распространяющиеся на соответствующие элементы станка. Допуски на углы и диапазоны измерения углов следует выражать либо в угловых единицах (градус, минута, секунда), либо отношением катетов прямоугольного треугольника (миллиметры на миллиметры).

Если для данного диапазона допуск известен, то допуск для другого диапазона, мало отличающегося от первого, определяют по закону пропорциональности. При диапазонах, существенно отличающихся от данного, закон пропорциональности неприменим. Для диапазонов меньших размеров допуски должны быть расширены, для диапазонов больших размеров они должны быть сужены по сравнению с допусками, определенными на основе закона пропорциональности.

2.312 Учет погрешности измерения при определении допустимых отклонений

Погрешности измерения включают в себя погрешности средств измерения и применяемых методов контроля. Погрешности измерения следует учитывать при анализе результатов измерения и определении соответствия результатов измерения допустимым значениям (см. 2.2). Чтобы измеренная величина соответствовала допуску, она должна быть меньше допустимой на величину погрешности измерения.

Допуск на биение: x мм

Неточность приборов, погрешности измерения: y мм

Величина показания прибора, соответствующая допуску на биение x мм, должна быть (x-y) мм.

Следует также учитывать погрешности, возникающие при сравнительных измерениях: неточности формы деталей станков, используемых в качестве базы отсчета, а также поверхностей, перекрываемых измерительными наконечниками или опорными поверхностями измерительных приборов.

Из-за вышеупомянутых источников погрешностей в качестве действительного отклонения следует принимать среднеарифметическое значение нескольких измерений.

Линии или поверхности, выбранные в качестве базы при измерении, должны быть непосредственно связаны со станком (например, линия центров токарного станка, ось шпинделя сверлильного или расточного станка, направляющие станка и т.п.).

Расположение поля допуска по отношению к номинальному значению следует определять в соответствии с 2.324.

2.32 Классификация допусков

2.321 Допуски, относящиеся к образцам-изделиям и к отдельным элементам станков

Изготовитель станков должен соблюдать правила обозначения допусков на чертежах в соответствии с ИСО 1101.

2.321.1 Допуски размеров

Допуски размеров, указанные в настоящем стандарте, относятся исключительно к размерам образцов изделий, используемых для испытания станков, а также к присоединительным размерам для установки режущих инструментов и средств измерения, монтируемых на станке (конус шпинделя, отверстия револьверных головок).

Допуски устанавливают пределы допустимых отклонений относительно номинальных размеров. Они выражаются в линейных единицах (например, отклонения положения опорных поверхностей и диаметров отверстий для установки и центрирования инструментов).

Отклонения следует обозначать цифрами или символами по ИСО 286-1.

Пример — 80 или 80j6

2.321.2 Допуски формы

Допуски формы ограничивают допустимые отклонения от теоретической геометрической формы (например, отклонения, относящиеся к плоскостности, прямолинейности, биению цилиндрической поверхности, профилю резьбы или зубьев).

Они выражаются в линейных или угловых единицах. В зависимости от размеров поверхности измерительного наконечника или опорной поверхности измерительного прибора может быть определена только часть погрешности формы. Поэтому, в случае повышенных требований к точности, должна быть регламентирована величина поверхности, перекрываемой измерительным наконечником или опорой измерительного прибора.

Поверхность и форма наконечника должны соответствовать точности измерения и размерам контролируемой поверхности (поверочную плиту и стол крупного продольно-строгального станка нельзя измерять, используя наконечники с одинаковой поверхностью контакта).

2.321.3 Допуски расположения

Допуски расположения ограничивают допустимые отклонения, относящиеся к расположению элемента относительно прямой, плоскости или другого элемента станка (например, отклонение от параллельности, перпендикулярности, соосности и т.д.). Они выражаются в единицах измерения длин или углов.

Если допуск расположения задан в двух различных плоскостях и при этом отклонения в этих двух плоскостях по-разному влияют на точность работы станка, допуск расположения следует устанавливать для каждой плоскости отдельно.

Примечание 1 — Следует учитывать погрешности формы базовой поверхности при установлении допуска расположения относительно этой поверхности.

2.321.4 Влияние погрешностей формы при определении погрешностей расположения

При измерении погрешностей взаимного расположения двух поверхностей или двух линий (см. рисунок 1, линии и ) измерительный прибор автоматически включает некоторые погрешности формы и дает показания с их учетом. Следует исходить из принципа, что контроль должен охватывать общую погрешность, с учетом погрешностей формы двух поверхностей или двух линий. Следовательно, общий допуск должен учитывать и допуски на форму контролируемых поверхностей. (В случае необходимости, до начала измерений следует предварительно определить погрешности формы линий и поверхностей, относительно расположения которых будет производиться измерение).

Источник

Оборудование, приспособления, инструмент

Содержание

Лабораторная работа №1……………..……………..……………..…………

Лабораторная работа №2……………..……………..……………..…………

Лабораторная работа №3……………..……………..……………..…………

Лабораторная работа №4……………..……………..……………..…………

Лабораторная работа №5……………..……………..……………..…………

Лабораторная работа №6……………..……………..……………..…………

Лабораторная работа №1
ПРОВЕРКА ГЕОМЕТРИЧЕСКОЙ ТОЧНОСТИ ТОКАРНО-ВИНТОРЕЗНОГО СТАНКА МОДЕЛИ 16Б25ПсП

Задание

1. Ознакомиться с наиболее распространенными средствами и

приемами проверки геометрической точности станка.

2. Провести проверку геометрической точности станка 16Б25ПсП.

3. Составить отчет о проделанной работе.

Цель работы

Ознакомиться с контрольно-измерительными устройствами и

приемами работы при проверке геометрической точности станка и взаимного расположения механизмов на станке.

Ознакомиться с существующими нормами точности станков.

Научиться самостоятельно составлять схему проверки и производить необходимые измерения геометрических погрешностей токарно-винторезного станка.

Научиться анализировать результаты производственных проверок путем сравнения их с установленными в станкостроении нормами точности.

Составить отчет о проделанной работе.

Общие методические указания

В процессе создания станка новой конструкции и после изготовления серийного станка, а также после ремонта, перед пуском станка в эксплуатацию, проводятся разные по целям и объему экспериментальные исследования, испытания и проверки станка и его отдельных частей.

Геометрическая точность станка зависит от точности деталей, узлов и качества их сборки. Она должна контролироваться для каждого станка. Точность станка в основном предопределяет точность обработанных на нем деталей. Впервые нормы геометрической точности станков были разработаны Г. Шлезингером в 1927 г. Он предложил систему проверок для определения точности изготовления станков, основанную на предположении что геометрические погрешности являются систематическими и постоянными. В результате чего они полностью переносятся на обработанную поверхность. Эта система позволяет не проводить анализ результирующей погрешности на детали, а заменить проверку детали соответствующей проверкой станка.

Путем анализа возможных способов формообразования ему удалось выявить связь между погрешностями формы и относительного перемещения инструмента и заготовки на станке, с одной стороны, и погрешностями формы и относительного расположения поверхностей на детали, с другой.

Влияние геометрической погрешности станка оценивается по взаимному расположению инструмента и обрабатываемой детали в статическом состоянии без воздействия на станок силы резания. Допустимые нормы точности станков и методы их проверки определяются ГОСТ 18097-88 в зависимости от их типов.

Оборудование, приспособления, инструмент

Проверка геометрической точности определяется на токарно-винторезном станке мод. 16Б25ПсП.

Технические характеристики станка указаны в таблице 1.

4.1 Индикатор (с ценой деления 0,001 мм) на стойке с магнитным

4.2 Проверочная линейка с ценой деления, мм – 1

4.3 Проверочный уровень.

4.5 Контрольные оправки:

– цилиндрическая с конусом Морзе 5;

– торцовая с конусом Морзе 5;

– цилиндрическая с конусом Морзе 4;

– цилиндрическая с центровыми отверстиями;

4.6 Универсальный мостик.

4.7 Набор плоскопараллельных мер.

1.5 Контрольные вопросы

1. Точность станков и способы ее оценки.

Точность станка является одним из основных его параметров. Является динамическим показателем и со временем может уменьшаться или увеличиваться. Способы оценки: проверка на отклонение от прямолинейности продольного перемещения суппорта в вертикальной плоскости, проверка на отклонение от прямолинейности направляющих суппорта станка (станины) в вертикальной плоскости и др.

2. От чего зависят и что характеризуют геометрические погрешности в металлорежущих станках?

Геометрическая точность станка зависит от точности деталей, узлов и качества их сборки. Она должна контролироваться для каждого станка.

3. Какими документами регламентируются нормы точности станков?

Допустимые нормы точности станков и методы их проверки определяются ГОСТ 18097-88 в зависимости от их типов.

4. На что влияет геометрическая точность станка?

Точность станка в основном предопределяет точность обработанных на нем деталей. Низкая точность станка может являться причиной низкого точности и качества деталей, а так же брака.

5. Перечислите методы повышения точности станков?

Своевременная диагностика, замена и ремонт изношенных узлов и деталей станка, а так же поддержание рекомендуемого уровня смазочного покрытия в подвижных узлах станка способны повысить точность станка до достаточного уровня. Установка станка на прочный, ровный фундамент.

Основные паспортные данные станка.

Универсальный токарно-винторезный станок 16Б25ПСп повышенной точности, 1978 года выпуска. Выпускался Фрунзенским машиностроительным заводом В.И. Ленина п/я В-8843, г. Фрунзе (в настоящее время Бишкекский машиностроительный завод г. Бишкек).

Характеристики	Значение
Наибольший диаметр обрабатываемого изделия, мм: над станиной над суппортом
Наибольшая длина обрабатываемого изделия,мм
Длина прутка, проходящего через отверстие в шпинделе,мм
Пределы частоты вращения шпинделя об/мин	8-1600
Пределы подач, мм/об продольных поперечных	0,05-10,6 0,025-5.3
Мощность электродвигателя главного движения, кВт
Габаритные размеры	2860х1300х1345
Масса, кг

Ход выполнения работы

Результаты проверки геометрической точности станка 16Б25ПсП указаны в таблице 1.1.

Номер проверки	Что проверяется	Схема проверки	Допустимое отклонение по ГОСТ 18097-72	Фактическое отклонение
Отклонение от прямолинейности продольного перемещения суппорта станка (станины) в вертикальной плоскости	(рис.1.1.)	Отклонение передних и задних направляющих 0…0,02мм на длине 1000мм	—
Отклонение от прямоли-нейности продольного перемещения суппорта в вертикальной плоскости	(рис.1.2)	0,02мм на длине 1000мм	—
Отклонение от параллель-ности направляющих суппорта станка (станины) на отсутствие короблений	(рис.1.3)	0,02мм на длине 1000мм	—
Отклонение от прямолинейности продольного перемещения суппорта станка: а) в вертикальной плоскости; б) в горизонтальной плоскости	(рис.1.4)	0,015мм на длине 1000мм	а)0,1мм на длине 300мм; б) 0,1мм на длине 300мм
Отклонение от параллельности линии центров по отношению к направляющим станины в вертикальной плоскости	(рис.1.5)	0…0,03мм	—
Отклонение от параллельности перемещения пиноли задней бабки; по отношению к перемещению суппорта станка	(рис.1.6)	в вертикальной плоскости 0,04мм, в горизонтальной плоскости 0,025мм	0,02мм в вертикальной плоскости; 0,005мм в горизонтальной. На длине 200мм

Отклонение параллельности направляющих задней бабки по отношению к перемещению суппорта станка	(рис.1.7)	0,015мм	0,04мм на длине 150мм
Радиальное биение центрирующей поверхности шпинделя передней бабки под патрон	(рис.1.8)	0,008мм	-0,01мм
Осевое биение шпинделя передней бабки	(рис.1.9)	0,008мм	0,02мм в горизонтальной плоскости; 0,02мм в вертикальной плоскости
Осевое биение торцевой поверхности опорного буртика фланца шпинделя передней бабки	(рис.1.10)	0,015мм
Радиальное биение конического отверстия шпинделя передней бабки, проверяемое: а)у торца; б)на длине L=300мм	(рис.1.11)	у торца 0,008мм на длине L=300мм 0,025мм	0,04мм
Отклонение от параллельности оси вращения шпинделя передней бабки по отношению к продольному перемещению суппорта станка в плоскостях: а – вертикальной; б – горизонтальной.	(рис.1.12)	На расстоянии L=300мм: а) в вертикальной плоскости 0…0,02мм; б) в горизонтальной плоскости 0…0,01мм	На расстоянии L=200мм: а)-0,05…0,02мм; б) 0,01мм

Отклонение от параллельности продольного перемещения верхних салазок суппорта по отношению к оси вращения шпинделя передней бабки в вертикальной плоскости	(рис.1.13)	0…0,020мм на длине L=100мм	-0,02…0,05мм
Отклонение от параллельности перемещений пиноли задней бабки по отношению к продольному перемещению суппорта в плоскостях: а) в вертикальной; б) в горизонтальной	(рис.1.14)	а)в вертикальной плоскости 0…0,02мм; б)в горизонтальной плоскости 0…0,01мм	а) 0,05мм б) 0,05мм
Отклонение от параллельности оси конусного отверстия пиноли задней бабки по отношению к переме-щению суппорта станка в плоскостях: а) в вертикаль-ной плоскости; б) в гори-зонтальной плоскости	(рис.1.15)	На длине L=200мм а) 0…0,020мм; б) 0…0,20мм	а) – б) –
Отклонение от перпендикулярности перемещения поперечного суппорта по отношению к оси шпинделя станка	(рис.1.16)	на длине L=150мм 0…0,020мм	-0,02мм
Осевое биение ходового винта продольной подачи	(рис.1.17)	0,010мм	—

1.8 Контрольные вопросы

1.Что такое шероховатость поверхности?

Шероховатость поверхности – это совокупность неровностей поверхности с относительно малыми шагами, выделенная с помощью базовой длины.

2.Назвать основные параметры шероховатости.

Параметры шероховатости (один или несколько) выбирают из приведенной номенклатуры.

Ra – среднее арифметическое отклонение профиля;

Rz – высота неровностей профиля по десяти точкам;

Rmax – наибольшая высота профиля;

Sm – средний шаг неровностей;

S – средний шаг местных выступов профиля;

tp – относительная опорная длина профиля, где р – значение уровня сечений профиля.

Параметр Ra является предпочтительным.

3.Какие технологические факторы влияют на шероховатость?

На шероховатость поверхности заготовок и деталей оказывают влияние многие технологические факторы. При обработке резанием величина, форма и направление неровностей зависят от методов, режимов и схемы обработки. Каждому методу соответствует определенный диапазон шероховатостей. Из параметров режимов резания наиболее существенное влияние на величину шероховатости оказывают скорость главного движения резания и подача.

4.Как влияют скорость V м/мин и подача S мм/об на шероховатость, пояснить графически.

Влияние скорости главного движения резания на шероховатость зависит от наросто-образования на режущей кромке инструмента, а также от захвата и отрыва слоев, расположенных под режущей кромкой для стали.

Подача выбирают максимальную при черновой, исходя из жесткости и прочности технологической системы СПИД, мощности привода станка, прочности материала режущего инструмента.

При чистовой в зависимости от требуемой точности и шероховатости обработанной поверхности.

5.Назовите основные параметры качества поверхностного слоя деталей машин.

Точность и качество обработки наружных цилиндрических поверхностей определяются методом обработки, параметрами шероховатости, глубиной дефектного поверхностного слоя и технологическими допусками на размер при номинальных диаметрах цилиндрической поверхности

Заключение

В результате проделанной лабораторной работы, мы получили фактические значения геометрических отклонений станка 16Б25ПсП, которые в ряде случаев превышают допустимые нормы отклонения по ГОСТ 18097-72, что может являться причиной неточности обработки деталей и брака. Из этого можно сделать вывод, что проверяемый станок нуждается в техническом обслуживании и ремонте узлов и деталей, не соответствующих нормам отклонения.

Лабораторная работа №2
Настройка токарно-винторезного станка модели 16Б25ПСп на нарезание резьбы

Задание

1 Рассчитать режимы резания для нарезания резьбы.

2 Настроить токарно-винторезный станок на нарезание многозаходной резьбы однопрофильным резцом.

Цель работы

1 Ознакомиться с общим видом токарно-винторезного станка.

2 Изучить органы управления станком.

3 Выбрать необходимую частоту вращения шпинделя.

3 Научиться налаживать механизмы подач на заданный шаг нарезаемой резьбы.

4 Ознакомиться с рабочими приемами нарезания резьбы резцом, методами нарезания многозаходной резьбы.

5 Ознакомиться с методами контроля шага нарезаемой резьбы.

Исходные данные

а) тип резьбы: метрическая;

б) шаг резьбы, мм: М36х3;

в) направление резьбы: правая;

г) число заходов: однозаходная;

д) материал заготовки: ст45.

Структурная схема станка

Структурная схема станка изображена на рисунке 2.2

В токарно-винторезном станке при нарезании резьбы создается два согласованных исполнительных движения формообразования Ф_V(B₁П₂): B₁ – вращение заготовки и продольное перемещение резца П₂. Эти движения служат для получения направляющей линии методом следа. Для получения образующей линии используется метод копирования, при котором профиль инструмента (резца) соответствует профилю резьбы (метрическая, прямоугольная, трапецеидальная и т.д.).

Кинематическая группа движения резания Ф_V(B₁П₂) состоит из внутренней кинематической связи, обеспечивающей траекторию движения и внешней кинематической связи, передающей движение от двигателя во внутреннюю кинематическую связь.

Рисунок 2.1 – Структурная схема токарно-винторезного станка

Внутренняя кинематическая связь этой группы состоит из следующей кинематической цепи: шпиндель – реверс Р₂ – гитара i_Х – коробка подач i_S– ходовой винт.

Внешняя кинематическая связь группы состоит: электродвигатель М₁ – реверс Р₁ – коробка скоростей i_V – шпиндель. Движение резания Ф_V(B₁П₂) – это движение с незамкнутой траекторией и поэтому кинематическая группа скорости резания имеет все пять органов настройки по траектории, пути, скорости, направлению и исходной точке.

При нарезании стандартных резьб нормальной точности органами настройки является гитapa i_X и коробка подач i_S, которые используются и для образования подач при токарной обработке.

Группа Ф_V(B₁П₂) на скорость движения настраивается коробкой скоростей, на направление резания – реверсом Р₁ на путь и исходную точку – вручную оператором. Реверс P₁ производится электродвигателем привода главного движения.

Расчет режимов резания

=1265 об/мин

N_шп=1250 об/мин по паспорту станка

Заключение

В результате проделанной лабораторной работы мы изучили расположение органов управления станка и настройку станка на требуемую частоту вращения шпинделя и подачу стола, настройку механизма подач на заданный шаг нарезаемой резьбы, рабочие приемы нарезания резьбы резцом, методы контроля шага нарезаемой резьбы

Лабораторная работа №3
Настройка вертикально-сверлильного станка модели 2Н125

Задание

1 Ознакомиться со станком и правилами настройки на обработку отверстия.

2 Изучить рабочие приемы нарезания резьбы метчиком.

3 Обработать на станке заготовку по заданию преподавателя.

Цель работы

Изучить устройство, кинематику и технологические возможности вертикально-сверлильного станка модели 2Н125 и овладеть практическими приёмами его настройки.

Общие методические указания

Сверлильные станки предназначены для получения цилиндрических и конических сквозных и глухих отверстий, а также их рассверливания, зенкерования, развертывания, растачивания и нарезания резьбы.

В промышленности используют следующие типы сверлильных станков: одношпиндельные вертикально-сверлильные; радиально-сверлильные; многошпиндельные сверлильные; горизонтально-сверлильные станки для глубокого сверления; центровальные; агрегатные на базе силовых головок; настольно-сверлильные.

Основными размерами, характеризующими сверлильные станки, являются наибольший диаметр сверления, а также вылет шпинделя, для радиально-сверлильных станков – наибольший ход шпинделя, номер конуса в отверстии шпинделя, а для горизонтально сверлильных наибольшая глубина сверления.

Кинематическая схема станка

Кинематическая схема станка представлена на рисунке 3.1

Рисунок 3.1 − Кинематическая схема станка

Заключение

В результате проделанной лабораторной работы мы изучили расположение органов управления станка 2Н125, овладели практическими приемами настройки и работы на данном станке.

Лабораторная работа №4
Наладка и настройка зубострогального станка модели 5т23в для нарезания прямозубых конических колес

Задание

1 Ознакомиться с особенностями конической передачи и геометрическими параметрами прямозубого конического колеса.

2. Ознакомиться с назначением, принципом работы, структурной и кинематической схемами станка, его основными узлами и органами управления.

3. Настроить и наладить станок на нарезание прямозубого конического колеса согласно данным варианта задания.

Цель работы

Изучить устройство, кинематику и технологические возможности зубострогального полуавтомата модели 5Т23В и овладеть практическими приёмами его настройки.

Общие методические указания

Зубострогальный станок модели 5Т23В предназначен для нарезания конических зубчатых колёс с прямым зубом двумя резцами методом обкатки. Станок обеспечивает нарезание колес 6/7-й степени точности. Повышенная точность обеспечивается применением в конечных звеньях кинематических цепей высокоточных червячных передач с большим передаточным отношением.

Структурная схема станка

Структурная схема станка 5Т23В изображена на рисунке 4.1

Рисунок 4.1 − Структурная схема станка 5Т23В

Исходные данные

Модуль m, мм	0,5
Число зубьев нарезаемого колеса z₁, шт
Число зубьев сопряженного колеса z₂, шт
Ширина венца нарезаемого колеса B, мм
С, мм
Материал заготовки	ст45
Скорость круговой подачи S_кр, мм/дв.х.	0,10
Характер обработки	чистовая
Скорость резания, м/мин

…………………………..(4.1)

об/мин

Принимаем ближайшее значение по паспорту станка: n_{ход/мин}=800об/мин

……………………………….(4.2)

………………………………..(4.3)

Заключение

В результате проделанной лабораторной работы устройство, кинематику и технологические возможности зубострогального полуавтомата модели 5Т23В, овладели практическими приемами настройки и работы на данном станке, расчёта зубчатых колёс для изготовления на данном станке.

Лабораторная работа №5
Настройка вертикально-фрезерного станка модели СФ-15 и делительной головки на нарезание цилиндрических зубчатых колес

Задание

1. Произвести расчет настройки делительной головки на количество зубьев обрабатываемого колеса.

2. Наладить вертикально-фрезерный станок и делительную головку на фрезерование зубьев зубчатого колеса.

Цель работы

1. Освоить метод практического определения характеристики делительной головки.

2. Изучить устройство механизмов отсчета делительной головки, методику их наладки, способы установки и крепления лимба.

3. Освоить методы деления, которые могут быть использованы при работе с головкой данной конструкции.

4. Освоить способы установки, выверки и крепления головки на столе станка.

5. Изучить способы крепления заготовки и методы проверки ее биения.

6. Освоить способы установки и крепления оправки в шпинделе станка и инструмента на оправке и способы проверки их биения.

7. Ознакомиться с расположением органов управления станком и настройкой станка на требуемую частоту вращения шпинделя и подачу стола.

8. Приобрести навыки безопасного и безаварийного подвода заготовки к инструменту перед началом фрезерования первой и каждой последующей впадин между зубьями колеса.

9. Произвести обработку зубьев прямозубых цилиндрических колес.

Общие методические указания

Вертикально-фрезерный станок предназначен для обработки плоских и фасонных поверхностей, прорезки пазов и канавок и т.д. цилиндрическими, дисковыми, угловыми, фасонными и модульными фрезами. Технологическая возможность станка может быть расширена за счет применения делительной головки.

Делительные головки значительно расширяют технологические возможности станков. Их используют при изготовлении различных инструментов (фрез, разверток, зенкеров, метчиков), нормализованных деталей машин (головки болтов, грани гаек, корончатые гайки), при фрезеровании зубчатых колес, пазов и шлицев на торцах (зубчатые муфты) и других деталей.

Делительные головки служат: для установки обрабатываемой заготовки под требуемым углом относительно шпинделя станка; периодического поворота заготовки вокруг ее оси на определенный угол (деление на равные и неравные части); непрерывного вращения заготовки при нарезании винтовых канавок или винтовых зубьев зубчатых колес.

Делительные головки бывают: лимбовые с делительными дисками (непосредственного деления, простого деления, полууниверсальные, универсальные); безлимбовые (без делительного диска) с зубчатым планетарным механизмом и набором сменных зубчатых колес; оптические (для точных делений и контрольных операций). Обычно делительные головки изготовляют одношпиндельными.

Рисунок 5.1 − Универсальная делительная головка: 1 – рукоятка с фиксатором; 2 – раздвижной сектор; 3 –делительный диск (лимб); 4 – корпус; 5 – шпиндель с патроном; 6 –фиксатор шпинделя; 7 – фиксатор лимба

К делительным головкам могут прилагаться один или несколько дисков (лимбов).

Рисунок 5.2 − Кинематические схемы настройки делительной головки: а – схема настройки простого деления; б – схема настройки дифференцированного деления; в – схема настройки дифференцированного деления при нарезании винтовых канавок

Уравнение кинематического баланса частоты вращения шпинделя станка с учетом упругого скольжения ременной передачи имеет вид:

Рисунок 5.3 − Схема обработки зубьев шестерен по методу копирования:

а) модульной дисковой фрезой, б) модульной концевой фрезой

Ход выполнения работы

1. Наладить универсальную делительную головку для фрезерования зубчатого колеса с числом зубьев z=73

Выбираем ряд с 30-ю отверстиями и разводим линейку на 16 отверстий.

Настраиваем гитару сменных колес:

Выбираем зубчатые колеса

2. Наладить универсальную делительную головку для фрезерования зубчатого колеса с числом зубьев z=81

Выбираем ряд с 21-м отверстием и разводим линейку на 10 отверстий.

Настраиваем гитару сменных колес:

Выбираем зубчатые колеса

5.6 Контрольные вопросы

1 Какие существуют методы для нарезания колес?

Существует два метода нарезания:

1) метод копирования;

2) метод обкатки.

2 Описать метод копирования при нарезании зубчатых колес и где он применяется?

Впадина зубчатого колеса фрезеруется на универсальном фрезерном станке фасонными дисковыми или пальцевыми фрезами, профиль которых соответствует профилю впадины Затем заготовку поворачивают на угол 360º/Z и нарезают следующую впадину. При этом используется делительная головка, а также имеются наборы фрез для нарезания колёс с различным модулем и различным числом зубьев. Метод непроизводителен и применяется в мелкосерийном и единичном производстве.

3 Как выбирают фрезу для нарезания зубчатого колеса?

Фрезу для нарезания зубчатого колеса выбирают в зависимости от модуля нарезаемого колеса.

4 Как обозначают фрезы, предназначенные для фрезерования зубчатых колес?

Дисковая и концевая модульные фрезы представляют собой фасонный профиль, соответствующий профилю впадины зубчатого колеса (рисунок 1). Профиль впадины зависит от числа зубьев обрабатываемого колеса, поэтому для получения большей точности колес; дисковые модульные фрезы делят не только по модулям, но и по номерам. Применяют комплекты, состоящие из 8, 15 или 26 фрез.

5 Область применения и технологические возможности вертикально-фрезерного станка, модели СФ — 15.

6 Что понимают под кинематикой станка?

Формообразующая часть кинематики состоит из трех кинематических групп: движения резания Фv(В₁), движения подачи Фs(П₂) и движения деления Д(В₃).

7 Что такое блок зубчатых колес? Схема блока, примеры ускоряющих и замедляющих передач (по кинематической схеме станка).

В коробках скоростей станков применяют блоки зубчатых колес, позволяющие получить различные передаточные отношения в зависимости от зацепления зубчатых пар. Для получения замедленных передач ведущие шестерни коробки скоростей должны иметь меньшее число зубьев, чем ведомые, а для ускорения наоборот – ведущие колеса большее число зубьев, чем ведомое

8 УКБ максимальной и минимальной частоты вращения шпинделя.

где 1450 – частота вращения электродвигателя. Как видно из уравнения кинематического баланса и кинематической схемы, органами настройки коробки скоростей являются блоки с шестернями (1–2, 8–9, 10–11), включенными так, что ведущие шестерни в парах зацепления имеют минимальное число зубьев. Для получения максимальной частоты вращения фрезы необходимо блоки с шестернями включить по условию получения ускоряющих передач и включить муфту М₁ (напрямую) минуя перебор.

9 УКБ продольной подачи (как сцеплено).

10 Какие движения необходимо иметь для формообразования зубчатых колес методом копирования?

Для получения зубчатого колеса методом копирования, необходимо иметь следующие движения: резания (вращение фрезы) В₁; подач(перемещение стола с заготовкой) П₂; деления (последовательного поворота заготовки после обработки каждой впадины зуба) В₃. Станок осуществляет первые два движения, поэтому предусмотрены привод главного движения (движение резания) и привод подач.

Заключение

В результате проделанной лабораторной работы мы изучили расположение органов управления станка и настройку станка на требуемую частоту вращения шпинделя и подачу стола, освоили метод практического определения характеристики делительной головки, изучили устройство механизмов отсчета делительной головки, освоили методы деления, которые могут быть использованы при работе с головкой данной конструкции.

Лабораторная работа №6
Определение погрешности формы при точении нежестких заготовок

Цель работы

Изучение влияния жесткости заготовки на точность формы и размеров детали при обработке на токарном станке.

Ход выполнения работы

Заготовка – пруток устанавливается в трехкулачковом патроне токарного станка согласно схеме, приведенной на рисунке 2.

Рисунок 6.1 – Схема установки заготовки

Для заготовки с диаметром d0 = 15 мм длина консольной части должна составлять l = 160 мм, а при d0 = 25 мм – l = 200 мм. После установки заготовка обрабатывается на размер d0 для устранения погрешностей установки и погрешностей формы заготовки, что обеспечивает равномерность припуска при последующей обработке.

Рекомендуется свободный консольный конец заготовки зафиксировать с помощью заднего центра. Предварительная обработка выполняется с небольшой подачей s и глубиной резания t. После этого микрометром выполняется замер полученного диаметра заготовки d0 и результат заносится в отчет.

Затем задний центр отводится от консольного конца заготовки и выполняется ее обтачивание по всей длине (кроме технологически необходимого участка l1≤ 10 мм).

При этом рекомендуются следующие диапазоны параметров используемого режима резания:

1) частота вращения шпинделя n = 500 об/мин;

2) подача s = 0,3 мм/об;

3) глубина резания t = 0,5 мм.

После токарной обработки производится замер диаметров d1, d2 и d3 в сечениях, соответствующих наибольшей длине вылета заготовки l, середине заготовки 0,5l и наименьшей длине вылета l1 (рис.3). Измерение диаметров выполняется микрометром с точностью до 0,01 мм, измерение длин – штангенциркулем с точностью до 0,1 мм. Результаты измерения заносятся в таблицу.

Рисунок 6.2 – Схема замеров диаметра и размеров длин обработанной заготовки

Расчет режимов резания

Рассчитываем скорость резания по формуле:

При наружном продольном точении радиальная составляющая силы резания может быть определена по формуле:

где CР = 300 при обработке Ст45 ; t – глубина резания, мм; S-подача, мм/об; x=1; у=0.75; n=-0.15; Кр=1 для стали 45.

Прогиб консольно закрепленной заготовки y (мм) под действием радиальной составляющей силы резания PУ рассчитывается по следующей формуле:

где J – осевой момент инерции сечения, мм4.

Для тел круглого сечения:

E – модуль упругости материала заготовки:

E = 2,1×105 МПа – для стали;

Отсюда получаем расчетный диаметр, который рассчитывается по формуле:

Все расчетные величины заносятся в таблицу 6.1.

Положение сечений
l = 175	0,5l = 87.5	l1 =10
Диаметр до обработки	d0 =23.55	d0 =23.25	d0 =23.46
Диаметр после обработки	d1 =22.86	d2 =22.71	d3 =22.51
Прогиб	y1 =0.22	y2 =0.28	y3=0.00049
Расчетный диаметр DP = d0 – 2t + 2y	dP1 =22.94	dP2 =22.77	dP3 =22.46

Заключение

В ходе лабораторной работы изучили влияния жесткости заготовки на точность формы и размеров детали при обработке на токарном станке 16Б25ПсП, заготовкой служил пруток из стали 45, наблюдали упругие перемещения на свободном конце, чтобы убрать эти перемещения нужно поджать свободный конец задним центром.

Содержание

Лабораторная работа №1……………..……………..……………..…………

Лабораторная работа №2……………..……………..……………..…………

Лабораторная работа №3……………..……………..……………..…………

Лабораторная работа №4……………..……………..……………..…………

Лабораторная работа №5……………..……………..……………..…………

Лабораторная работа №6……………..……………..……………..…………

Лабораторная работа №1
ПРОВЕРКА ГЕОМЕТРИЧЕСКОЙ ТОЧНОСТИ ТОКАРНО-ВИНТОРЕЗНОГО СТАНКА МОДЕЛИ 16Б25ПсП

Задание

1. Ознакомиться с наиболее распространенными средствами и

приемами проверки геометрической точности станка.

2. Провести проверку геометрической точности станка 16Б25ПсП.

3. Составить отчет о проделанной работе.

Цель работы

Ознакомиться с контрольно-измерительными устройствами и

приемами работы при проверке геометрической точности станка и взаимного расположения механизмов на станке.

Ознакомиться с существующими нормами точности станков.

Составить отчет о проделанной работе.

Общие методические указания

В процессе создания станка новой конструкции и после изготовления серийного станка, а также после ремонта, перед пуском станка в эксплуатацию, проводятся разные по цел

Источник