RU2496611C2 - Способ диагностирования относительного положения и жесткости инструментальной оснастки в расточных операциях по показателям точности обработанных деталей - Google Patents

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

Info

Publication number
RU2496611C2
RU2496611C2 RU2011150761/02A RU2011150761A RU2496611C2 RU 2496611 C2 RU2496611 C2 RU 2496611C2 RU 2011150761/02 A RU2011150761/02 A RU 2011150761/02A RU 2011150761 A RU2011150761 A RU 2011150761A RU 2496611 C2 RU2496611 C2 RU 2496611C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
workpiece
tooling
boring
cutting
machined
Prior art date
Application number
RU2011150761/02A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2011150761A (ru
Inventor
Станислав Владимирович Касьянов
Алексей Геннадьевич Кондрашов
Дамир Тамасович Сафаров
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Камская государственная инженерно-экономическая академия" (ИНЭКА)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Камская государственная инженерно-экономическая академия" (ИНЭКА) filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Камская государственная инженерно-экономическая академия" (ИНЭКА)
Priority to RU2011150761/02A priority Critical patent/RU2496611C2/ru
Publication of RU2011150761A publication Critical patent/RU2011150761A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2496611C2 publication Critical patent/RU2496611C2/ru

Links

Images

Landscapes

  • Numerical Control (AREA)
  • Machine Tool Sensing Apparatuses (AREA)

Abstract

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.

Description

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)
Figure 00000001
-----
Таблица 1 (продолжение)
Диагностический показатель До обработки После обработки
Размеры обрабаты
ваемой
поверх
ности:
сечение №2 (di, мм)
Figure 00000002
Figure 00000003
Таблица 1 (продолжение)
Диагнос
тический
показа
тель
До обработки После обработки
Отклоне
ние центров сечений прилегающих окружностей и обрабатываемой поверхности в сечении №1
Figure 00000004
Figure 00000005
Таблица 1 (продолжение)
Диагностический показатель До обработки После обработки
Отклонение центров сечений прилегающих окружностей базовой и обрабатываемой поверхности в сечении №2
Figure 00000006
Figure 00000007
Таблица 1 (окончание)
Диагностический показатель До обработки После обработки
Отклоне
ние оси
обрабаты
ваемой
поверхнос
ти от оси базовой
Figure 00000008
Figure 00000009
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

Claims (1)

  1. 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.
RU2011150761/02A 2011-12-13 2011-12-13 Способ диагностирования относительного положения и жесткости инструментальной оснастки в расточных операциях по показателям точности обработанных деталей RU2496611C2 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011150761/02A RU2496611C2 (ru) 2011-12-13 2011-12-13 Способ диагностирования относительного положения и жесткости инструментальной оснастки в расточных операциях по показателям точности обработанных деталей

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011150761/02A RU2496611C2 (ru) 2011-12-13 2011-12-13 Способ диагностирования относительного положения и жесткости инструментальной оснастки в расточных операциях по показателям точности обработанных деталей

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2011150761A RU2011150761A (ru) 2013-06-20
RU2496611C2 true RU2496611C2 (ru) 2013-10-27

Family

ID=48785121

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2011150761/02A RU2496611C2 (ru) 2011-12-13 2011-12-13 Способ диагностирования относительного положения и жесткости инструментальной оснастки в расточных операциях по показателям точности обработанных деталей

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2496611C2 (ru)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106768741A (zh) * 2016-12-07 2017-05-31 北京工业大学 一种考虑混凝土微凸体破碎的机床‑基础结合面接触刚度计算方法
RU2811308C1 (ru) * 2023-05-18 2024-01-11 Публичное акционерное общество "КАМАЗ" Способ определения параметров токарных переходов обработки резанием по измерениям показателей точности образца изделия

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1703268A1 (ru) * 1989-06-14 1992-01-07 Научно-Исследовательский Институт Автоматизации Производственных Процессов Мгту Им.Н.Э.Баумана Стенд дл испытани шпиндельных узлов
RU2123923C1 (ru) * 1997-11-06 1998-12-27 Московский государственный технологический университет "СТАНКИН Способ диагностики токарных станков по параметрам точности и устройство для его осуществления
RU2124966C1 (ru) * 1996-11-14 1999-01-20 Московский государственный технологический университет "СТАНКИН" Способ диагностики шпиндельного узла
JP2011189425A (ja) * 2010-03-12 2011-09-29 Honda Motor Co Ltd スピンドル診断装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1703268A1 (ru) * 1989-06-14 1992-01-07 Научно-Исследовательский Институт Автоматизации Производственных Процессов Мгту Им.Н.Э.Баумана Стенд дл испытани шпиндельных узлов
RU2124966C1 (ru) * 1996-11-14 1999-01-20 Московский государственный технологический университет "СТАНКИН" Способ диагностики шпиндельного узла
RU2123923C1 (ru) * 1997-11-06 1998-12-27 Московский государственный технологический университет "СТАНКИН Способ диагностики токарных станков по параметрам точности и устройство для его осуществления
JP2011189425A (ja) * 2010-03-12 2011-09-29 Honda Motor Co Ltd スピンドル診断装置

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106768741A (zh) * 2016-12-07 2017-05-31 北京工业大学 一种考虑混凝土微凸体破碎的机床‑基础结合面接触刚度计算方法
CN106768741B (zh) * 2016-12-07 2018-12-07 北京工业大学 一种考虑混凝土微凸体破碎的机床-基础结合面接触刚度计算方法
RU2811308C1 (ru) * 2023-05-18 2024-01-11 Публичное акционерное общество "КАМАЗ" Способ определения параметров токарных переходов обработки резанием по измерениям показателей точности образца изделия

Also Published As

Publication number Publication date
RU2011150761A (ru) 2013-06-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7171114B2 (ja) シャフトワークのインサイチュ非接触検出方法
CN108917548B (zh) 涡轮叶片型面检测方法及测量装置
EP3238875A1 (en) Five-axis machine tool cutter posture and cutter tip position error synchronous detection mechanism
JP6522448B2 (ja) 位置度検査装置
CN110567339B (zh) 一种特大型轴承端面圆周孔位置度的检测方法
CN107234460A (zh) 大型原位可重构数字加工方法及球体加工装置及方法
CN105066883A (zh) 一种快速测量回转体零件端面销孔位置度的方法
JP2011206862A (ja) 多軸加工機における回転工具の位置合わせ方法
RU2496611C2 (ru) Способ диагностирования относительного положения и жесткости инструментальной оснастки в расточных операциях по показателям точности обработанных деталей
US20090228137A1 (en) Method for testing the fit or for testing the imbalance of a tool
Liu et al. Error compensation in CNC turning solely from dimensional measurements of previously machined parts
CN117086564A (zh) 一种水轮机主轴修复方法
RU2727470C2 (ru) Способ оперативной диагностики модулей металлообрабатывающих станков
CN111571113B (zh) 轴瓦座修复方法
KR102061821B1 (ko) 5축 공작 기계용 표준시편
JP2015039732A (ja) 工作機械及び工作機械を用いたワーク加工部測定方法
CN108663009A (zh) 连杆类零件的给定方向相对基准要素轴线的平行度误差测量方法
CN110480277B (zh) 一种吊舱转舵安装法兰的加工工艺
CN104596465B (zh) 用于检测三轴金刚石车床轴系误差的特征样件及方法
Halchuk et al. Impact of technological system’s characteristics on the machining accuracy of bearing rings
CN104999294B (zh) 快速高精度定位单元
KR102196244B1 (ko) 3차원 가공면 치수 동시 측정 장치 및 측정 방법
JP7455488B2 (ja) 基準器の校正値の診断方法及び診断装置
CN114178556B (zh) 一种多孔组臂架结构件的同步镗孔方法
Timko et al. Mapping of errors the geometric specification of the machining center

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20131214