Файл: Маталин, А. А. Многооперационные станки.pdf

Система отсчета координат в рассматриваемом станке-—с плавающим нулем; следовательно, информация об относитель­ ном положении оси шпинделя и оси вращения стола не может быть внесена заранее при изготовлении станка.

При обработке контрольного образца, в котором растачивае­ мые соосные отверстия расположены по оси симметрии, доста­ точно предварительно совместить ось шпинделя с осью вращения стола. При обработке деталей можно опорную координату уста­ навливать таким же образом, либо иметь на базирующем при­ способлении элемент, расположенный на известном расстоянии от оси вращения стола.

Если при обработке контрольного образца и можно так по­ строить последовательность обработки, чтобы после совмещения оси шпинделя и оси вращения стола последний уже не смещать, то в реальных условиях обработки деталей перемещения стола неизбежны. А это дополнительно внесет погрешность от неста­ бильности установки координат (при оси отверстия вблизи оси вращения стола) и от погрешности установки координат (если ось отверстия смещена относительно оси вращения стола).

Нестабильность (неповторяемость) установки координат для станка рассматриваемого типоразмера класса точности П равна 8 и 5 мкм (соответственно приемо-сдаточные и внутризаводские нормы). Так как координату нужно устанавливать дважды, то суммарная погрешность, по правилу суммирования случайных

величин, равна V 82 + 82 = 8 У 2 = 11 для приемо-сдаточных

и 5 2 = 7 мкм — для внутризаводских норм. Несоосность, вы­ званная погрешностью двух установок координат, может соста­

вить 16 У 2 = 23 и 10 У 2 = 14 мкм соответственно для при­ емо-сдаточных и внутризаводских норм. Несколько меньше циф­ ры получаются и при рассмотрении возможных источников несоосности отверстий, измеренной в вертикальной плоскости.

Таким образом, существующие допуски на погрешности пе­ ремещения не обеспечивают заданной соосности отверстий, об­ рабатываемых с двух сторон. Необходимо это учитывать и при­ нимать соответствующие меры, например, ввести в станке «мет­ ки» центрального положения стола или упоры, расположенные с обратной стороны стола, соосно со шпинделем, используя ко­ торые ось шпинделя могла бы автоматически устанавливаться на продолжении оси готового отверстия.

Перпендикулярность вертикальной поверхности основанию стола, допуск 10 и 8 мкм на длине 150 мм (соответственно при­ емо-сдаточные и внутризаводские нормы). Перпендикулярность перемещения, шпиндельной головки рабочей поверхности стола составляет 20 и 12 мкм на длине 500 мм. Поэтому можно ожи­ дать, что перпендикулярность обработанного образца будет со­ ответствовать нормам.

285

3.Проверку прямолинейности и взаимной неперпендикулярности перемещения рабочих органов в тех случаях, когда это возможно, целесообразно объединить.

4.Проверку перпендикулярности хода головки следует вести не относительно рабочей поверхности стола, а относительно пе­ ремещений стола и салазок.

5.Необходимо произвести работы по повышению точности

деления поворотного стола до 3—4" (при делении на 4 части).

6.Следует изменить соотношение между допусками на по­ грешность установки координат и погрешность межцентровых расстояний в образце, так как соблюдение первых не гарантиру­ ет выполнения вторых.

7.Растачивание соосных отверстий с двух сторон и с задан­ ной соосностью практически невыполнимо.

§6. ОЦЕНКА ГЕОМЕТРИЧЕСКОЙ ТОЧНОСТИ МНОГООПЕРАЦИОННЫХ СТАНКОВ С ВЕРТИКАЛЬНЫМ ШПИНДЕЛЕМ

Для многооперационных станков с вертикальным шпинделем задача оценки геометрической точности решается аналогично. Пусть (рис. 146) по основанию 1 станка перемещаются салазки 2, под прямым углом к которым перемещается стол 3. Шпиндель станка расположен в гильзе 4, установленной в головке 5.

286

Опуская промежуточные выкладки, получаем текущие значе­ ния составляющих погрешностей по осям координат:

аттестации (т. е. от осей X', Y', Z) в м. Методика анализа и использования полученных выражений

не отличается от рассмотренной для станка с горизонтальным шпинделем.

§ 7. О ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ТОЧНОСТИ

Выше было дано определение технологической точности как точности обработки на заданных режимах при соответствующем качестве инструмента, настройке станка и т. п. При этом по­ грешность обработки больше кинематической за счет деформа­ ций системы СПИД силами резания. Упругие деформации при обработке, жесткость и виброустойчивость металлорежущих станков и расчет их несущих элементов рассмотрены в существу­ ющих работах достаточно полно.

Жесткость рабочего органа в направлении его перемещения определяется в основном осевой жесткостью последнего звена привода подач. Угловая жесткость правильно спроектированных направляющих относительно осей, перпендикулярных направле­ нию перемещения, приводит к погрешностям, значительно мень­ шим.

2 8 7

Остановимся на особенностях расчета жесткости привода подач с относительно новыми элемен­ тами — винтовыми передачами качения, которые используются вследствие их бесспорных пре­ имуществ (беззазорности, высо­ кого к. п. д., высокой жесткости, долговечности).

Винтовая передача качения состоит из ходового винта 1 (рис. 147), двух гаек 2, заключенных в корпус 3, комплекта шариков 4 и

каналов возврата тел качения 5. Винт и гайка имеют резьбу по­ лукруглого профиля, радиус которого гп близок к радиусу шари­

угол контакта был равен 45°. Канал возврата шариков, соединя­ ющий два соседних витка резьбы, выполнен в специальном вкла­ дыше, который вставлен в гайку. В гайке обычно имеются три окна, расположенных под углом 120°; вкладыши изготовлены из закаленной стали и точно пригнаны к гайкам, шарики при этом разделены на три независимых потока.

Обе гайки снабжены зубчатыми венцами, входящими в соот­ ветствующие зубчатые венцы корпуса. Число зубьев венцов от­ личается на единицу, вследствие чего можно тонко регулировать натяг, поворачивая одну гайку относительно другой; сила натяга при этом создается за счет деформации контактирующих тел.

Осевая податливость этих передач слагается из податливости крепления корпуса гайки к рабочему органу, собственно подат­ ливости пары качения, осевой податливости винта и податливо­ сти его опор. Анализ ряда промышленных конструкций показы­ вает, что, несмотря на общеизвестность и доступность расчета, опорные элементы передачи часто проектируются неверно; это приводит к существенному снижению суммарной осевой жестко­ сти привода подач. Во избежание этого следует тщательно учи­ тывать податливость элементов и стыков между ними.

Рассмотрим вкратце составляющие Осевой податливости при­ вода подач с винтовыми передачами качения. Собственная по­ датливость передачи зависит от ее размера, количества одно­ временно работающих тел качения, качества изготовления и монтажа передачи и величины предварительного натяга. Зави­ симость деформации одной гайки от величины осевой силы не­ линейна. Исходя из формулы Герца осевая сила

Q — kб’2кгс,

где б — деформация, вызванная силой Q, в мкм;

k — коэффициент, зависящий от типоразмера передачи.

2 8 8