Способ диагностирования относительного положения и жесткости инструментальной оснастки в расточных операциях по показателям точности обработанных деталей



Способ диагностирования относительного положения и жесткости инструментальной оснастки в расточных операциях по показателям точности обработанных деталей
Способ диагностирования относительного положения и жесткости инструментальной оснастки в расточных операциях по показателям точности обработанных деталей
Способ диагностирования относительного положения и жесткости инструментальной оснастки в расточных операциях по показателям точности обработанных деталей
Способ диагностирования относительного положения и жесткости инструментальной оснастки в расточных операциях по показателям точности обработанных деталей
Способ диагностирования относительного положения и жесткости инструментальной оснастки в расточных операциях по показателям точности обработанных деталей
Способ диагностирования относительного положения и жесткости инструментальной оснастки в расточных операциях по показателям точности обработанных деталей
Способ диагностирования относительного положения и жесткости инструментальной оснастки в расточных операциях по показателям точности обработанных деталей
Способ диагностирования относительного положения и жесткости инструментальной оснастки в расточных операциях по показателям точности обработанных деталей
Способ диагностирования относительного положения и жесткости инструментальной оснастки в расточных операциях по показателям точности обработанных деталей
Способ диагностирования относительного положения и жесткости инструментальной оснастки в расточных операциях по показателям точности обработанных деталей
Способ диагностирования относительного положения и жесткости инструментальной оснастки в расточных операциях по показателям точности обработанных деталей
Способ диагностирования относительного положения и жесткости инструментальной оснастки в расточных операциях по показателям точности обработанных деталей
Способ диагностирования относительного положения и жесткости инструментальной оснастки в расточных операциях по показателям точности обработанных деталей
Способ диагностирования относительного положения и жесткости инструментальной оснастки в расточных операциях по показателям точности обработанных деталей

 


Владельцы патента RU 2496611:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Камская государственная инженерно-экономическая академия" (ИНЭКА) (RU)

Способ включает обработку заготовки и измерение ее профиля в двух поперечных сечениях. Для повышения точности до обработки измеряют в двух удаленных друг от друга поперечных сечениях значения биения, размера и профиля базовых и обрабатываемых поверхностей заготовки, при закреплении заготовки на станке фиксируют положение точек измерения относительно зажимных элементов оснастки, а также фактические параметры процесса резания, причем деталь с обработанной поверхностью измеряют в тех же точках и от тех же измерительных баз, что и заготовку, затем по результатам измерения определяют положение оси вращения инструмента и оси зажимных элементов оснастки, и по уменьшению значения диаметра обработанной поверхности относительно настроечного размера режущего инструмента с учетом радиальной составляющей силы резания, рассчитанной для фактических параметров процесса резания, определяют жесткость инструментальной оснастки. 4 ил., 2 табл.

 

Изобретение относится к машиностроению, а именно к оценке состояния и диагностике оснастки расточных станков по показателям точности обработанной детали в цеховых условиях.

Известен способ испытания металлорежущего оборудования по показателям геометрической точности, заключающийся в установлении их действительного значения с применением схем измерений с использованием контрольных оправок и измерительных приспособлений, включающий базирование измерительной оправки в шпинделе станка, измерение ее радиального и осевого биения, а также проверка прямолинейности направляющих при помощи индикаторных стоек и уровней (Тепинкичиев В.К. Металлорежущие станки М.: Машиностроение - 1973, стр.457, 458).

Указанный способ применяется при приемке оборудования - как вновь изготовленного, так и прошедшего капитальный и средний ремонт. Способ позволяет определить соответствие действительных значений стандартных геометрических показателей точности узлов металлорежущего оборудования их паспортным значениям.

К недостаткам способа следует отнести применение большого числа специальных высокоточных оправок и измерительных приспособлений, а также множества специальных процедур для оценки разноплановых показателей станочной системы, значительно повышающих трудоемкость оценки технического оценки технического состояния узлов оборудования. По уровню применяемых в способе вспомогательных средств он больше подходит для лабораторных испытаний.

Известен также способ диагностики шпиндельного узла, включающий приложение внешней нагрузки к консольной оправке, установленной в шпинделе, и измерение расстояния от поверхности оправки до датчиков перемещения, расположенных в двух поперечных сечениях оправки на заданном расстоянии между сечениями. Оправку обрабатывают резцом. В качестве датчиков перемещения используют бесконтактные датчики, по сигналам которых определяют поперечные сечения оправки в местах установки датчиков перемещения, по которым определяют геометрический образ оправки в трехмерном пространстве. Для полученного геометрического образа оценивают погрешность радиального размера, геометрической формы, суммарную погрешность формы, а также относительное расположение поверхностей в радиальном и торцевом направлениях, отклонение от цилиндричности. По результатам оценки определяют параметрическую надежность шпиндельного узла (Пат. РФ №2124966; МПК G01M 13/02; опубл. 20.01.1999).

К недостаткам способа следует отнести узкие диагностические возможности способа, ограниченные условием его применения только для узлов токарной технологической системы, причем исключительно в условиях лаборатории. Кроме этого, способ не учитывает величину фактического припуска и параметры процесса резания, что не позволяет судить о степени жесткости элементов технологической системы, а также о величине и направлении отклонений положения отдельных элементов узлов технологической системы.

Технической задачей, на решение которой направлено изобретение является получение информации о величине и векторе отклонения относительного положения элементов оснастки, а также о степени жесткости их лимитирующих элементов.

Указанная задача решается тем, что в дополнение к способу диагностики шпиндельного узла, включающем обработку заготовки и измерение ее профиля в двух поперечных сечениях, до обработки измеряют в двух удаленных друг от друга поперечных сечениях значения биения, размера и профиля обрабатываемых и базовых поверхностей заготовки, при закреплении заготовки на станке фиксируют положение точек измерений относительно зажимных элементов оснастки, а также фактические параметры процесса резания, а обработанную поверхность измеряют в тех же точках и от тех же измерительных баз, что и заготовку, затем по результатам измерения определяют относительное положение оси вращения инструмента и оси зажимных элементов оснастки, а по уменьшению значения диаметра обработанной поверхности относительно настроечного размера режущего инструмента с учетом величины радиальной составляющей силы резания, рассчитанной для фактических параметров процесса резания определяют жесткость инструментальной оснастки.

Выполнение в способе диагностики шпиндельного узла, включающем обработку заготовки и измерение ее профиля в двух поперечных сечениях, измерений в двух удаленных друг от друга поперечных сечениях до обработки размера и профиля обрабатываемых и базовых поверхностей заготовки, в сочетании с фиксированием положения точек измерений относительно зажимных элементов оснастки при закреплении заготовки на станке, регистрацией фактических параметров процесса резания, а также измерение обработанной поверхности в тех же точках и от тех же измерительных баз обеспечит получение строгой математической модели, включающей геометрический образ заготовки до и после обработки, что позволит рассчитать величины отклонений положения элементов узлов оснастки, а также жесткости их лимитирующих элементов.

Анализ известных технических решений в данной области техники показал, что предложенный способ диагностирования относительного положения и жесткости инструментальной оснастки в расточных операциях имеет признаки, которые отсутствуют в аналогах, а их использование в заявляемой совокупности существенных признаков позволяет получить новый технический результат.

Заявителю не известны способы диагностирования относительного положения и жесткости инструментальной оснастки в расточных операциях и заявленная совокупность существенных признаков не вытекает явным образом из современного уровня техники, что подтверждает соответствие заявляемого технического решения условию «новизна».

Заявляемое техническое решение поясняется чертежами, где:

Фиг.1 - Схема разметки заготовки (1 - заготовка; 2 - поперечное сечение заготовки; 4 - базовая поверхность заготовки; 5 - точки измерений);

Фиг.2 - Разрез А-А на фиг.1 (1 - заготовка; 3 - обрабатываемая поверхность заготовки; римские цифры I-XVI - обозначения угловых координат точек измерения показателей точности);

Фиг.3 - Разрез Б-Б на фиг.1 (1 - заготовка; 3 - базовая поверхность заготовки; 4 - обрабатываемая поверхность заготовки; 6 - зажимные элементы оснастки; римские цифры I-XVI - обозначения угловых координат точек измерения показателей точности);

Фиг.4 - Схема обработки заготовки на расточной операции (1 - заготовка; 3 - обрабатываемая поверхность заготовки; 4 - базовая поверхность заготовки; 5 - точки измерений; 6 - зажимные элементы оснастки; 7 - опорная поверхность оснастки; 8 - режущий инструмент);

Таблица 1 - Результаты диагностирования относительного положения и жесткости инструментальной оснастки в расточных операциях обработки детали «Гильза цилиндра дизельного двигателя»

Таблица 2 - Содержание корректирующих действий.

Способ диагностирования относительного положения и жесткости инструментальной оснастки в расточных операциях по показателям точности обработанных деталей включает обработку заготовки 1 и измерение ее профиля в двух поперечных сечениях 2. До обработки измеряют в двух удаленных друг от друга поперечных сечениях 2 значения биения, размера и профиля обрабатываемых 3 и базовых 4 поверхностей заготовки 1. При закреплении заготовки 1 на станке фиксируют положение точек измерений 5 относительно зажимных элементов оснастки 6, а также фактические параметры процесса резания. После чего измеряют обработанную поверхность в тех же точках 5 и от тех же измерительных баз.

По полученным результатам измерения и параметрам процесса резания определяют относительное положение оси вращения инструмента 8 и оси зажимных элементов оснастки 6. По уменьшению значения диаметра обработанной поверхности относительно настроечного размера с учетом величины радиальной составляющей силы резания рассчитанной для известных параметров процесса резания определяют нежесткость инструментальной оснастки.

Описание способа показано на примере диагностирования двухшпиндельного расточного станка на операции растачивания чугунной втулки гильзы цилиндра дизельного двигателя.

Идентификация комплекта заготовок заключалась в следующем:

- отбор и маркировка комплекта из двух заготовок без случайных дефектов (трещин, забоин, раковин), которые могли бы повлиять на результаты измерений;

- разметка двух рядов по 16 точек измерения (I-XVI) на заготовке вдоль окружности в верхнем и нижнем сечении заготовки (сечение №1 и №2);

- измерение в заданных точках заготовки показателей точности базовой и обрабатываемой поверхностей, а также радиального биения;

- расчет координат отклонений относительного расположения осей прилегающих базовых и обрабатываемых поверхностей.

Результаты измерения диаметров и биения для идентификации опорных и обрабатываемых элементов заготовки приведены в табл.1. Предельные размеры растачиваемого отверстия: dmin=119,7 мм и dmax=119,9 мм. Перед обработкой инструмент был настроен на размер 119,89 мм.

Результаты измерения в заданных точках после обработки заготовок также приведены в табл.1. На первом шаге анализа данных измерений, установлено, что лимитирующими показателями точности гильзы являются отклонения от круглости вала и втулки, а также биение. У обоих полуфабрикатов наблюдается наследование угловой фазы отклонения от круглости, что свидетельствует о недостаточной жесткости инструментальной оснастки. Затем выявлена величина и фаза несоосности оси патрона относительно шпинделя.

На основании анализа результатов диагностического эксперимента по каждому показателю однозначно определено содержание корректирующих действий при необходимости с указанием величины и направления коррекции (см. табл.2).

Апробация способа диагностирования в заводских условиях доказала, что при условии тщательной подготовки диагностического эксперимента он значительно сокращает время на планирование корректирующих действий, а результативность и эффективность ее значительно выше, чем у стандартизованных методик.

Способ диагностирования пригоден для применения в любых способах формообразования на любых видах технологических систем, однако наиболее эффективна на операциях шлифования, растачивания, агрегатных, токарных многошпиндельных.

Таблица 1
Результаты диагностирования относительного положения и жесткости модулей оборудования и оснастки в расточных операциях обработки детали «Гильза цилиндра дизельного двигателя»
Диагностический показатель До обработки После обработки
Размеры базовой поверхности (Di, мм)
-----
Таблица 1 (продолжение)
Диагностический показатель До обработки После обработки
Размеры обрабаты
ваемой
поверх
ности:
сечение №2 (di, мм)
Таблица 1 (продолжение)
Диагнос
тический
показа
тель
До обработки После обработки
Отклоне
ние центров сечений прилегающих окружностей и обрабатываемой поверхности в сечении №1
Таблица 1 (продолжение)
Диагностический показатель До обработки После обработки
Отклонение центров сечений прилегающих окружностей базовой и обрабатываемой поверхности в сечении №2
Таблица 1 (окончание)
Диагностический показатель До обработки После обработки
Отклоне
ние оси
обрабаты
ваемой
поверхнос
ти от оси базовой
Таблица 2
Содержание корректирующих действий
Диагностический показатель Элемент До обработки Фактор После об
работки
Корректирующее действие
Значение Фаза Значение Фаза
мм мм
Наибольшее отклонение профиля от прилегающей окружности Внутренняя цилиндрическая поверхность -0,085 III-XI Нежесткость режущих вставок борштанги 0,010 III-XI Изменить конструкцию оснастки
Диаметр прилегающей окружности Внутренняя цилиндрическая поверхность 118,66 --- Настройка режущих вставок борштанги 119,79 --- ----
Отклонение центра окружности втулки от центра окружности вала Гильза 0,315 IV-XII Налаженность оси патрона зажимного патрона 0,085 IV-XII Сместить патрон 0,12/7

Способ диагностирования относительного положения и жесткости инструментальной оснастки в расточных операциях по показателям точности обработанных деталей, включающий обработку заготовки и измерение ее профиля в двух поперечных сечениях, отличающийся тем, что до обработки измеряют в двух удаленных друг от друга поперечных сечениях значения биения, размера и профиля базовых и обрабатываемых поверхностей заготовки, при закреплении заготовки на станке фиксируют положение точек измерений относительно зажимных элементов оснастки, а также фактические параметры процесса резания, причем деталь с обработанной поверхностью измеряют в тех же точках и от тех же измерительных баз, что и заготовку, затем по результатам измерения определяют положение оси вращения инструмента и оси зажимных элементов оснастки, и по уменьшению значения диаметра обработанной поверхности относительно настроечного размера режущего инструмента с учетом радиальной составляющей силы резания, рассчитанной для фактических параметров процесса резания, определяют жесткость инструментальной оснастки.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к испытательной технике, в частности к стендам для проведения испытаний на действие радиальных нагрузок и переменных вращающих моментов на вращающиеся валы приводов.

Изобретение относится к машиностроению, а именно к испытательной технике, и может быть использовано при исследованиях работы зубчатых передач, преимущественно низкоскоростных.

Изобретение относится к испытательной технике, а именно к стендам для испытания механических передач, и может применяться, в частности, для испытания зубчатых передач при их изготовлении или в процессе эксплуатации.

Изобретение относится к машиностроению, а именно к испытательной технике, и может быть использовано в стендах замкнутого контура при обкатке и испытании элементов машин.

Изобретение относится к машиностроению и может найти применение в испытательной технике, а именно в стендах для испытания машин, механизмов, валов, агрегатов, приводов и т.п.

Изобретение относится к испытательной технике и предназначено для проведения испытаний узлов хвостовой части трансмиссий вертолетов. .

Изобретение относится к области испытательной техники и может быть использовано для диагностики механических трансмиссий горных и технологических машин. .

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в устройствах контроля ветряных двигателей. .

Изобретение относится к испытательной технике. .

Изобретение относится к машиностроению, а именно к испытательной технике, и может быть использовано при исследованиях работы зубчатых передач, преимущественно низкоскоростных.

Изобретение относится к применению алмазных кольцевых сверл и может быть использовано на предприятиях, обрабатывающих стекло, керамику, кварц, керамику, ферриты, ситаллы, гранит, мрамор, бетон и другие хрупкие неметаллические материалы.

Изобретение относится к машиностроению, в частности к станкостроению, предназначено для построения систем диагностики разрушения режущего инструмента на станках с ЧПУ и обрабатывающих центрах, и может быть использовано в качестве наглядного пособия для студентов станкостроительных специальностей в лабораторных работах для изучения систем диагностики процесса резания, базирующихся на использовании виброакустической эмиссии (ВАЭ) зоны резания.

Изобретение относится к области машиностроения, к процессам получения систем координированных отверстий. .

Изобретение относится к машиностроению, к способам и к конструкциям устройств станков с ЧПУ и обрабатывающих центров для комплексной обработки корпусных деталей, крышек, фланцев, панелей, плит, кронштейнов и других деталей, имеющих точные координированные отверстия.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при обработке металлов резанием. .

Изобретение относится к судостроению, в частности к способам и устройствам для обработки отверстий в фундаментах, на которые устанавливаются судовые механизмы и оборудование.

Изобретение относится к устройству ориентации дрели при сверлении. Устройство содержит рукоятку и затяжной хомут, посредством которого рукоятка фиксируется на корпусе дрели. В рукоятке размещен лазерный излучатель и оптика, фокусирующая свет лазера на оптоволоконные проводники света , которые через фокусирующие линзы направляют свет параллельно оси вращения дрели наружу - два световых луча на рабочую поверхность и один - в обратную направлению сверления сторону. Два световода размещены внутри полого стержня, закрепленного на ручке или хомуте. Задний торец стержня снабжен оптической шторкой на случай, когда луч свет, направленный в противоположную направлению сверления сторону, не нужен для работы. В торце ручки установлен коаксиальный «пузырьковый уровень». Сверление данным устройством поверхности, на которой оператор наблюдает проекции двух лучей световодов, совпадающих с предварительно помеченными люминофором опорными точками, позволяет сохранять первоначальную ориентацию дрели относительно образца. 5 з.п. ф-лы, 3 ил.
Наверх