С.А. Рябов Проверка геометрической точности токарно-винторезного станка. С.А. Рябов Проверка геометрической точности токарно-винторезного. Методические указания по выполнению лабораторной работы по курсу "Исследование и испытание станков и станочных комплексов" для студентов специальности 120200
 Скачать 212.14 Kb.
|
|
1 Министерство образования Российской Федерации Кузбасский государственный технический университет Кафедра металлорежущих станков и инструментов ПРОВЕРКА ГЕОМЕТРИЧЕСКОЙ ТОЧНОСТИ ТОКАРНО- ВИНТОРЕЗНОГО СТАНКА Методические указания по выполнению лабораторной работы по курсу "Исследование и испытание станков и станочных комплексов" для студентов специальности 120200 Составители С.А. Рябов Г.М. Дубов Утверждены на заседании кафедры Протокол № 42 от 03.06. 98 Рекомендованы к печати учебно- методической комиссией специальности 120200 Протокол № 140 от 07.06.98 Электронная копия находится в библиотеке главного корпуса КузГТУ Кемерово 1999 2 1. ЦЕЛЬ РАБОТЫ Изучение методики проверки геометрической точности металлорежущих станков на основе выполнения проверки точности токарно-винторезного станка в соответствии с ГОСТ 42—56. 2. СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Погрешности взаимного расположения и геометрической формы направляющих, по которым перемещаются подвижные рабочие органы станка, опорных и посадочных поверхностей, служащих для установки на станок обрабатываемых деталей, зажимных приспособлений и режущего инструмента, определяют геометрическую точность станка. По нормали станкостроения Н70-11 станки подразделяются на пять классов точности; станки нормальной точности (Н), повышенной (П), высокой (В), особо высокой (А) и особо точные станки (С). Для типовых моделей станков нормальной точности с установившейся компоновкой геометрическая точность регламентируется соответствующими ГОСТами. В них указываются виды проверок, методы их выполнения и допустимые отклонения. Работа по проверке станка на точность заключается в замерах фактических отклонений и сравнении их с допустимыми, на основе чего делается заключение о состоянии станка и устанавливается необходимый вид ремонта. Проверка станка на точность производится заводом-изготовителем при приемке станка после его изготовления. Затем станок проверяется после транспортирования и установки на место эксплуатации, после ремонта, а также в тех случаях, когда на станке систематически получается бракованная продукция. В настоящей работе студенту предлагается проверить точность токарно-винторезного станка в соответствии с ГОСТ 42—56. Проверки 1—15 охватывают геометрическую точность станка, проверки 16 и 17- точность станка в работе. 3 3. ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ Проверки станков выполняются в изложенной ниже последовательности и в соответствии с приведенными методами. Результаты замеров, выполняемых в процессе проверок, заносятся в журнал лабораторных работ. По окончании выполнения всех проверок в журнале лабораторных работ записывается заключение о состоянии и о необходимом ремонте станка. Ниже приведены дополнительные указания по выполнению проверок 6, 9, 11 и 15. Рис.1. Цилиндрическая оправка с коническим концом Проверки 6, 9, 11. В проверках 6, 9 и 11 используются цилиндрические оправки с коническим концом, устанавливаемые в отверстиях шпинделя (проверки 6 и 9), и пиноли задней бабки (проверка 11). Эти оправки изготовлены с высокой точностью, однако и при этом условии имеется некоторая погрешность взаимного расположения их конической и цилиндрической поверхности (рис. 1). Величину данной погрешности У надо измерить и учесть при осуществлении проверок 6, 9 и 11. Для этой цели при выполнении проверки 6 необходимо, устанавливая оправку в различных угловых положениях относительно шпинделя и измеряя в каждом угловом положении бой конца оправки (путем проворота шпинделя), отыскать такое положение оправки в коническом отверстии шпинделя, при котором биение оправки будет наибольшим. Эта наибольшая величина биения будет равна сумме отклонений оправки У и оси конического отверстия шпинделя х (рис.2,а); x+y . Затем, отметив мелом на торце шпинделя и на оправке их взаимные положения, следует вынуть оправку из конического отверстия, повернуть ее на 180° и вновь установить в шпиндель. 4 При этом оправка займет положение, изображенное на рис. 2б, и индикатором можно будет измерить новую величину биения ее конца, которая в этом случае будет равна разности х и у. Рис.2. Положение оправки в различных угловых положениях относительно шпинделя По этим двум значениям биения конца оправки можно определить действительную величину биения отверстия шпинделя: X=(x+y)+(x-y)/ 2. Если биение оправки у больше, чем биение отверстия шпинделя х, то после поворота оправки на 180° относительно шпинделя точка наибольшего биения переместится вместе с оправкой и при втором положении оправки замеренное индикатором биение будет иметь обратный знак, т.е. будет равно (у - х). В этом случае, так же, как и в первом, величина х определяется как полусумма двух замеров: Х=(х+у)-(у-х)\2. При выполнении проверок 9 и 11 также необходимо исключить влияние неточности оправки на результаты измерения. Однако пос- кольку в этих случаях измеряется не биение, а непараллельность между направлением перемещения суппорта и осями шпинделя и конического отверстия пиноли задней бабки, в этих проверках не требуется устанавливать оправку в положение наибольшего биения. При выполнении этих проверок оправка устанавливается в коническое 5 отверстие в произвольном угловом положении, замеряется отклонение её образующей от параллельности направления движения суппорта. Затем оправка поворачивается на 180° (в проверке 9 вместе со шпинделем, в проверке 11—относительно пиноли задней бабки) и производится второй замер. В соответствии с изложенными выше соображениями (см. рис. 2) действительное отклонение оси шпинделя или оси конического отверстия пиноли задней бабки определяется и в этих случаях как полусумма результатов двух замеров (с учетом знака отклонения, если он меняется). В соответствующие графы журнала, лабораторных работ заносятся по этим трем проверкам значения двух измерений х+у и х—у и полученное по ним расчетом значение искомой величины х. Проверка 15. Цель данной проверки—определение накопленных ошибок ходового винта и передаточной цепи от шпинделя к ходовому винту станка на длине 100 и 300 мм и сопоставление их с допускаемыми величинами. Для определения накопленных ошибок необходимо по всей про- веряемой длине ходового винта произвести измерение ошибок пе- редаточной цепи и винта в ряде точек, расположенных на небольшом расстоянии друг от друга. Затем по значениям этих ошибок построить график ошибок на проверяемой длине и по этому графику определить накопленные ошибки на длине 100 и 300 мм. Расстояние между точками по длине винта, в которых следует измерять ошибку, задается индивидуально. Перемещение суппорта на требуемую длину выполняется путем проворота шпинделя (с эталонным винтом) от руки на требуемое число оборотов по меловой риске. Результаты замеров ошибки в каждой точке заносятся в журнал лабораторных работ. По результатам измерения во всех точках на отдельном листе (который в дальнейшем вклеивается в журнал лабораторных работ) строится, с соблюдением масштабов по осям, график ошибок цепи и ходового винта на всей проверяемой длине и по этому графику находятся и на нем изображаются величины накопленных погрешностей на длине 100 и 300 мм. Пример возможного вида графика ошибок передаточной цепи и ходового винта и определения по нему накопленных ошибок показан на рис 3. 6 Рис. 3. График ошибок передаточной цепи и ходового винта 4. СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЕТА Отчет, выполняемый в журнале лабораторных работ, должен содержать: 1) таблицу с фактическими отклонениями; 2) таблицу фактических ошибок передаточной цепи и ходового винта и построенный по этой таблице график на отдельном вклеенном в журнал листе; 3) заключение о состоянии станка с указанием ремонта, необходимого для устранения погрешностей, превышающих допустимые величины. 5. ЛИТЕРАТУРА 1. Кучер И. М. Металлорежущие станки. М.:Машиностроение, 1971. 2. Ачеркан Н. С. и др. Металлорежущие станки. Т. 2. М.: Машино- строение, 1965. 7 Проверка 1 (рис. 4) Таблица 1 Что проверяется Метод проверки Допуск, мм Прямолинейность продольного перемещения суппорта в вертикальной плоскости. На суппорте (ближе к резцедержателю) парал- лельно направлению его перемещения устанав- ливается уровень. Суппорт перемещается в продольном направлении на всю длину хода, замеры производятся не более чем через 500 мм на станках с длиной хода суппорта до 6 м. При проверке резцедержатель сдвинут к оси центров станка. Погрешность определяется наибольшей ординатой траектории движения от прямой линии. На 1 м хода суппорта — 0,02. На всей длине хода суппорта: до 2 м- 0,04 до 4 м -0,06 (допускается только выпуклость). Рис.4. Проверка прямолинейности продольного перемещения суппорта в вертикальной плоскости 8 Проверка 2 (рис. 5) Таблица 2 Что проверяется Метод проверки Допуск, мм Перекосы суппорта при его продольном перемещении. На суппорте (ближе к резцедержателю) перпендикулярно направлению его переме- щения устанавливается уровень. Суппорт перемещается в продольном направлении на всю длину хода. Замеры производятся не более чем через 500 мм на станках с длиной хода суппорта до 6 м. При проверке резцедержатель сдвинут к оси центров станка. Для станков с наибольшим диаметром обрабатываемого изделия до 800 мм: на 1 м хода суппорта — 0,02; на всей длине хода суппорта: до 2 м—0,03 на 1 м; до 4 м — 0,04 на 1 м. Рис.5. Проверка перекосов суппорта при его продольном перемещении. 9 Проверка 3 (рис.6) Таблица 3 Что проверяется Метод проверки Допуск мм Прямолиней- ность продольного перемещения суппорта в горизонталь- ной плоскости. При длине хода суппорта до 3м проверка производится с помощью цилиндрической оправки, закрепляемой между центрами передней и задней бабок и индикатора. На суппорте устанавливается индикатор так, чтобы его мери- тельный штифт касался боковой образующей оправки. Показания индикатора по концам оправки должны быть одинаковыми, что достигается соответствующей установкой задней бабки. После достижения указанных условии суппорт перемещается в продольном направлении на всю длину хода. При проверке резцедержатель сдвинут к оси центров станка. Погрешность определяется ординатой траектории от исходной прямой. На 1 м хода суппорта — 0, 02. На всей длине хода суппорта: до 2 м — 0, 03 до 4 м — 0 ,04 (при перемещении суппорт может иметь отклонение только к оси цент - ров станка). Рис.6. Проверка прямолинейности продольного перемещения суппорта в горизонтальной плоскости 10 Проверка 4 (рис. 7) Таблица 4 Что проверяется Метод проверки Допуск Параллельность направляющих задней бабки направлению продольного перемещения суппорта. На суппорте устанавливается индикатор так, чтобы его мерительный штифт касался направляющей задней бабки. Проверка производится поочередно по каждой направляющей задней бабки (при использовании одного индикатора), или по всем направляющим одновременно (при использовании набора индикаторов). Замеры производятся в плоскостях, перпендикулярных к соответствующим направляющим задней бабки Суппорт перемещается в про -дольном направлении на всю длину направляющих задней бабки. Для горизонтальных и наклонных направляющих: на 1 м хода суппорта — 0, 02; на всей длине хода суппорта: до 2м—0,025; до 4 м — 0, 03. Рис.7. Проверка параллельности направляющих задней бабки направлению продольного перемещения суппорта 11 Проверка 5 (рис. 8) Таблица 5 Что проверяется Метод проверки Допуск, мм Радиальное биение центрирующей шейки шпинделя передней бабки. На станке устанавливается индикатор так, чтобы его мерительный штифт касался центрирующей шейки шпинделя и был перпендикулярен к образующей. Шпиндель приводится во вращение. Для станков с наи- большим диаметром об- рабатываемого изделия до 400 мм—0,0010. Рис. 8. Проверка радиального биения центрирующей шейки шпинделя передней бабки 12 Проверка 6 (рис. 9) Таблица 6 Что проверяется Метод проверки Допуск, мм Радиальное биение оси отверстия шпинделя передней бабки. В отверстие шпинделя передней бабки плотно вставляется цилиндрическая оправка. На станке устанавливается индикатор так, чтобы его мерительный штифт касался поверхности оправки. Шпиндель приводится во вращение. Измерения производятся у торца шпинделя и на расстоянии 300 мм от него. Для станков с наибольшим диаметром обрабатываемого изделия до 400 мм: у торца шпинделя — 0,010; на расстоянии 300мм- 0,020. Рис.9. Проверка радиального биения оси отверстия шпинделя передней бабки 13 Проверка 7 (рис. 10) Таблица 7 Что проверяется Метод проверки Допуск, мм Осевое биение шпинделя передней бабки. В отверстие шпинделя пе- редней бабки вставляется короткая оправка, торцовая поверхность которой перпендикулярна к ее оси. На станке устанавливается индикатор так, чтобы его мерительный штифт касался торца оправки у его центра. Шпиндель приводится во вращение. Проверка производится при затянутых упорных подшипниках. Для станков с наи- большим диаметром обрабатываемого изделия до 400 мм— 0,010. Рис.10. Проверка осевого биения шпинделя передней бабки 14 Проверка 8 (рис. 11) Таблица 8 Что проверяется Метод проверки Допуск, мм Торцовое биение опорного буртика шпинделя передней бабки. На станке устанавливает- ся индикатор так, чтобы его мерительный штифт касался торцовой поверх- ности буртика шпинделя передней бабки на воз- можно большем расстоя- нии от центра. Шпиндель приводится во вращение. Замеры производятся не менее чем в двух диамет- рально противоположных точках одного диаметра (индикатор переставляет- ся). Погрешность опреде- ляется как наибольшая ве-личина показаний инди-катора. Проверка произ-водится при затянутых упорных подшипниках. Для станков с наи- большим диаметром обрабатываемого изделия до 400 мм — 0,020. Рис.11. Проверка торцового биения опорного буртика шпинделя передней бабки 15 Проверка 9 (рис. 12) Таблица 9 Что проверяется Метод проверки Допуск, мм Параллельность оси шпинделя передней бабки направлению продольного перемещения суппорта. В отверстие шпинделя пере- дней бабки плотно вставля- ется цилиндрическая оправ- ка. На суппорте устанавли- вается индикатор так, чтобы его мерительный штифт ка- сался поверхности оправки: а) по верхней образующей; б) по боковой образующей. Суппорт перемещается вдоль станины. В каждой плоскости провер- ки замер средней арифмети- ческой результатов обоих замеров в данной плоскости производится по двум диа- метрально противополож- ным образующим (при пово- роте шпинделя на 180°). Погрешность определяется средней арифметической результатов обоих замеров в данной плоскости. Для станков с наи- большим диаметром обрабатываемого изделия до 400 мм: по верхней образующей—0,030; по боковой образующей—0,012; на длине 300 мм (свободный конец оправки может отклоняться только вверх и в сторону резца переднего суппорта). Рис.12. Проверка параллельности оси шпинделя передней бабки направлению продольного перемещения суппорта 16 Проверка 10 (рис.13) Таблица 10 Что прове- ряется Метод проверки Допуск, мм Параллельность направления перемещения салазок суппорта оси шпинделя передней бабки. В отверстие шпинделя передней бабки плотно вставляется ци- линдрическая оправка. На салазках суппорта устанав- ливается индикатор так, чтобы его мерительный штифт касался поверхности оправки по ее бо- ковой образующей. Поворотная часть суппорта устанавливается в таком поло- жении, чтобы при передвиже- нии салазок показания индика- тора по концам оправки были одинаковы. После достижения этого условия индикатор пере- ставляется так, чтобы его мери- тельный штифт касался повер- хности оправки по ее верхней образующей. Салазки суппорта перемеща- ются вдоль верхних направля- ющих на всю длину хода. На длине хода салазок: до 100 мм-0,03; до 300 мм-0,04. Рис.13. Проверка параллельности направления перемещения салазок суппорта оси шпинделя передней бабки 17 Проверка 11 (рис. 14) Таблица 11 Что проверяется Метод проверки Допуск, мм Параллельность оси конического отверстия шпинделя зад- ней бабки (пиноли) направлению продольного перемещения суппорта. В отверстие шпинделя задней бабки плотно вставляется ци- линдрическая оправка. На суппорте устанавливается индикатор так, чтобы его ме- рительный штифт касался поверхности оправки: а) по верхней образующей; б) по боковой образующей. Суппорт перемещается вдоль станины. В каждой плоскости провер- ки замер отклонения произ- водится по двум диаметраль- но противоположным образу- ющим (для чего оправка пере- ставляется в отверстии пино- ли). Погрешность определя- ется средней арифметической результатов обоих замеров в данной плоскости. Для станков с наи- большим диаметром об- рабатываемого изделия до 400 мм на длине 300 мм — 0,03 (свобод- ный конец оправки может отклоняться только вверх и в сторону резца переднего суппорта). Рис.14. Проверка параллельности оси конического отверстия шпинделя задней бабки направлению продольного перемещения суппорта 18 Проверка 12 (рис. 15) Таблица 12 Что прове- ряется Метод проверки Допуск, мм Параллель- ность перемещения пиноли направлению продольного перемещения суппорта. Пиноль вдвигается в заднюю бабку и зажимается. На суппорте устанавливается индикатор так, чтобы его мерительный штифт касался поверхности (положение А) в точках, расположенных: а) на верхней образующей; б) на боковой образующей. Пиноль освобождается, выдвигается на половину максимального выдвижения и снова зажимается. Суппорт перемещается в про- дольном направлении так, чтобы штифт индикатора снова коснулся образующей пиноли в той же точке, что и при первоначальной установке (положение Б). - Погрешность определяется алгебраической разностью по- казаний индикатора в положении А и Б. Для станков с наибольшим диаметром об- рабатываемого изделия до 400 мм: на верхней образующей — 0,03; на боковой образующей 0,01 (при выдви -жении конец пиноли может отклоняться только вверх и в сторону резца переднего суппорта). Рис.15. Проверка параллельности перемещения пиноли направлению продольного перемещения суппорта 19 Проверка 13 (рис. 16) Таблица 13 Что прове- ряется Метод проверки Допуск, мм Расположе- ние осей отверстий шпинделя передней бабки и пиноли на одинаковой высоте над направляющи -ми станины. Между центрами передней и задней бабок зажимается цилиндрическая оправка, длина которой приблизительно равна двум длинам каретки. На суппорте устанавливается индикатор так, чтобы его мерительный штифт касался поверхности оправки у ее верхней образующей. Верхняя часть суппорта перемещается в поперечном направлении вперед и назад для определения наибольшего показания индикатора. Замеры производятся у обоих концов оправки приблизительно на одинаковых расстояниях от ее торцов. Погрешность определяется алгебраической разностью наибольших показаний индикатора в обоих замерах. Для станков с наибольшим диаметром об- рабатываемого изделия до 400 мм -0,06 (ось отверстия пиноли может быть только выше оси отверстия шпинделя пе- редней бабки). Рис.16. Проверка расположения осей отверстий шпинделя передней бабки и пиноли на одинаковой высоте над направляющими станины 20 Проверка 14 (рис. 17) Таблица 14 Что проверяется Метод проверки Допуск, мм Осевое биение ходового винта. Индикатор устанавливается так, чтобы его мерительный штифт касался торца винта у его центра. Винт, нагруженный в осевом направлении, приводится во вращение. Проверка производится как при правом, так и при левом вращении винта (при соответствующих направлениях осевой нагрузки,создаваемой рабочим давлением между винтом и гайкой при продольном перемещении суппорта). Для станков с наибольшим диаметром обрабатываемого изделия: до 400 мм – 0010. Рис.17. Проверка осевого биения ходового винта 21 Проверка 15 (рис. 18) Таблица 15 Что проверяется Метод проверки Допуск, мм Точность пере- даточной цепи от шпинделя к ходовому винту без участия коробки подач. Между передней и задней бабками укрепляется эталонный винт с точной гайкой, плотно на- вернутой или снабженной устрой- ством для выбора люфта. Гайка закрепляется так, чтобы она могла только перемещаться вдоль винта, но не поворачивать- ся. На каретке устанавливается индикатор так, чтобы его мери- тельный штифт упирался в торец гайки. Ходовому винту сообщает- ся вращение от шпинделя с пере- дачей, равной отношению шага эталонного винта к шагу ходового винта. Накопленная ошибка опре- деляется как наибольшая алгебра- ическая разность показаний инди- катора между любыми двумя точ- ками, расположенными на нарезке эталонного винта в пределах за- данной длины 100 и 300 мм. Накопленная погрешность для станков с наибольшим диаметром обрабатываемого изделия до 400 мм: 0,03—на длине 100 мм; 0, 04 на длине 300 мм. Рис.18. Проверка точности передаточной цепи от шпинделя к ходовому винту без участия коробки подач 22 Проверка 16 Таблица 16 Что проверяется Метод проверки Допуск, мм Правильность геометрической формы наружной цилиндрической поверхности образца после его чистовой обра- ботки на станке (отсутствие овальности, конусности). Стальной или чугунный валик обрабатывается при за- креплении в патроне или в ко- ническом отверстии шпинделя (без задней бабки). Диаметр валика должен быть не менее 1/8 наибольшего диаметра обрабатываемого изделия и не более 300 мм. Длина образца должна быть равна трем его диаметрам, но не более 500 мм. После чистовой обточки об- разец измеряется микрометром. Погрешность определяется: а) разностью взаимно пер- пендикулярных диаметров любого сечения валика; б) разностью диаметров, рас- положенных в одной осевой плоскости. Для станков с наи- большим диаметром об- рабатываемого изделия до 400 мм на длине 100 мм: а) . . 0,010; б) . . 0,02. 23 Проверка 17 (рис. 19) Таблица 17 Что проверяется Метод проверки Допуск, мм Плоскостность торцовой по- верхности образца после чистовой обточки на станке. У стальной или чугунной планшайбы диаметром не ме- нее 1/2 наибольшего диаметра обрабатываемого изделия об- тачивается торцовая поверх- ность. На суппорте станка устанавливается индикатор так, чтобы его мерительный штифт касался проверяемой поверхности. Верхняя часть суппорта перемещается в поперечном направлении на длину, равную диаметру образца. Погрешность определяется половиной разности показаний индикатора. При диаметре образца: 200 мм—0,015; 300 мм—0,020 (допускается только вогну- тость). Рис.19. Проверка торцовой поверхности образца после чистовой обточки на станке |