Файл: Регулирование качества продукции средствами активного контроля..pdf

измерениям, данную схему можно отнести к диаметральному изме­

Рис. 37. Схема контроля положения режущей поверхности шлифовального круга

щей поверхности шлифовального круга характеризует также и по­ ложение обрабатываемой поверхности.

Фиксируемая измерительным прибором линия АА относится одновременно к обрабатываемой поверхности и режущей поверхно­ сти шлифовального круга, в результате чего контроль положения од­ ной из поверхностей означает одновременно контроль положения другой. Именно поэтому оба метода измерения должны быть отне­ сены к косвенным.

Однако между этими методами есть и некоторое различие, не

ром при контактном методе измерения режущей поверхности кру­ га). Как следует из рисунка, линия А-А является одновремецно ли­ нией вершин неровностей поверхности шлифовального круга и ли­ нией впадин неровностей поверхности детали. Поскольку размер детали определяется по линии вершин неровностей ее поверхности, то при изменении их высоты, вызванном затуплением шлифоваль­ ного круга, может возникнуть погрешность измерения. Но, как показывают исследования, изменение высот неровностей шлифо­ ванных поверхностей (при затуплении круга) не превышает

102

0,5—{ мкм. Такому изменению величины Rz соответствует диамет­ ральная погрешность 1—2 мкм. Следовательно, можно утверждать, что линия вершин неровностей режущей поверхности шлифоваль­ ного круга достаточно точно характеризует положение обрабаты­ ваемой поверхности.

Контроль положения режущей поверхности шлифовального кру­ га целесообразно применять при шлифовании деталей сложной формы (например, сверл, зубчатых колес, лемехов и т. д.), так как контроль непосредственно самих деталей в этом случае является затруднительным.

При подналадке контроль положения режущей поверхности шлифовального круга позволяет одновременно компенсировать износ круга в процессе шлифования и в результате правки, в то вре­ мя как подналадчики, контролирующие непосредственно изготов­ ляемые детали, компенсируют только износ круга в процессе шлифо­ вания.

При правке с шлифовального круга срезается слой абразивного материала толщиной 0,02—0,03 мм. Если этот износ не скомпенси­ ровать до начала обработки, то неизбежно возникнет брак. Подналадчик, контролирующий положение режущей поверхности шли­ фовального круга, легко компенсирует износ круга при правке до процесса обработки. При использовании подналадчиков, контро­ лирующих обрабатываемые детали, для автоматической компенса­ ции этого износа приходится применять специальные, довольно сложные устройства.

Точность одноконтактных измерений ниже точности диаметраль­ ных. Это объясняется тем, что при одноконтактных измерениях воз­ никают более длинные измерительные цепи, а следовательно, оказы­ вают и более сильное влияние на точность регулирования тепловые и силовые деформации технологической системы.

Существенным недостатком одноконтактных измерительных устройств, контролирующих детали в процессе обработки, является

обрабатываемых деталей и не могут существенно уменьшить влия­

лико. Это объясняется тем, что шлифовальный круг тщательно ба­ лансируют.

1 Эти выводы относятся к электроконтактным системам. Индуктивные и элек­ тропневматические системы вследствие значительной инерционности реагируют на вибрации гораздо меньше.

103

Способы повышения точности косвенных методов измерения.

При плоском шлифовании на станках с прямоугольным столом ис­ пользуется одноконтактное измерительное устройство (рис. 38,а) . Размерная цепь, определяющая точность регулирования, характе­ ризуется зависимостью

Погрешность ôL обусловливается тепловыми и силовыми де­ формациями стойки 2, на которой смонтирован измерительный при­ бор /. Можно принять, что температура стойки равна температуре

/7

Ù

Рис. 38. Схемы контроля при плоском шлифова­ нии

окружающего воздуха. Погрешности ôh, èk и ôz зависят от тепло­ вых и силовых деформаций соответствующих звеньев измеритель­

воздуха. Погрешность самого прибора, включая погрешность, вызы­

Наибольшее влияние на точность активного контроля оказыва­ ют тепловые деформации звеньев U и /2 , возникающие под влия­ нием тепла, выделяющегося в системе гидропривода. На точность влияют также силовые деформации и изменение толщины слоя смазки в направляющих стола станка (звено z).

Вместе с тем точность регулирования можно существенно повы­ сить, если использовать схему измерения, изображенную на

104

рис. 38,6. При этом базой измерения является стол станка, а изме­ рительное устройство выполнено «плавающим». На точность такой системы не влияют тепловые и силовые деформации звеньев h и h, а также изменение толщины слоя смазки в направляющих стола станка. Точность обработки в основном зависит от тепловых де­ формаций обрабатываемых деталей, погрешности самого измери­ тельного прибора и толщины слоя металла, снимаемого с детали за один проход.

В предлагаемой схеме направление износа обоих наконечников прибора одинаковое и, следовательно, не оказывает существенного

мкм

На основании схемы двухконтактного измерения было разрабо­ тано соответствующее измерительное устройство. Сравнительная

105

работы станка составляет при одноконтактном измерении пример­ но 20 мкм, а при двухконтактном — 6 мкм. В начале работы стан­ ка (рис. 39, а) размеры шлифуемых деталей несколько увеличива­ ются, а затем начинают постепенно уменьшаться. Начальное уве­ личение размеров деталей объясняется влиянием силовых дефор­ маций и уменьшением толщины масляного слоя в направляющих вследствие нагревания смазки. Затем по мере разогревания стани­ ны и стола станка основное значение с точки зрения точности при­ обретает влияние их тепловых деформаций, стабилизирующихся на протяжении значительного промежутка времени.

При двухконтактном измерении (рис. 39, б) отсутствует сколь­ ко-нибудь существенное функциональное изменение размеров дета­ лей.

Рассмотренный пример показывает, что недооценка влияния на

чика в общем объеме погрешности может составлять всего 2—4%. Каким образом можно повысить точность систем регулирования размеров, работающих по методу правки круга перед чистовыми проходами1 ? Этот метод регулирования основан на фиксации поло­ жений режущей поверхности шлифовального круга и исполнитель­ ных органов станка. В качестве примера рассмотрим применение

указанного метода при шлифовании колец подшипников.

Принцип действия системы заключается в следующем. Шлифо­ вальный крут с ускоренной подачей подводят к поверхности заго­ товки кольца. После создания в системе некоторого натяга шлифо­ вальная бабка с помощью реле мощности, включенного в цепь электродвигателя привода круга, переключается с ускоренного пе­ ремещения на рабочую черновую подачу. Работа при черновом ре­ жиме производится до тех пор, пока кулачок, закрепленный на лим­ бе механизма поперечной подачи, не замкнет контакт, включающий выхаживание. Длительность выхаживания задается при помощи реле времени.

После выхаживания шлифовальный круг правят. Затем осу­ ществляют чистовое шлифование, которое заканчивается при замы­

обработку, износ правящего инструмента, колебание величины из­ носа круга при чистовом шлифовании, качество материала загото­ вок колец, колебание диаметра их базовой поверхности и некото­ рые другие факторы. Суммарная погрешность регулирования сос­ тавляет 0,02 мм. Эта погрешность в значительной степени обуслов-

1 По такому принципу работают станки «Хилд—Сайзматик».

106