Цели и задачи испытаний технологического оборудования.

Проверка точности кинематических цепей станков.

Кинематическая точность есть точность сохранения заданных отношений скоростей движения исполнительных звеньев станка, участвующих в создании какого- либо сложного движения формообразования. Стандартами предусмотрены проверки соответствующих кинематических цепей токарно-винторезных, зубообрабатывающих и других станков.

Токарно-винторезные станки проверяются на ходу ощупыванием измерительным наконечником контрольного прибора витков эталонного винта, установленного в центрах испытуемого станка.

Для зубообрабатывающих станков кинематическая точность - наиболее важный параметр. Кинематические погрешности проявляются на детали в виде ошибок шага и профиля зубьев. Для проверки кинематической точности этих станков используют специальные оптические приборы для измерения углов - теодолит с коллиматором.

Средства измерения точности металлорежущих станков.

Приборы и инструмент общего назначения, применяемые для большинства испытаний точности станков (контрольные линейки и угольники, уровни, щупы, концевые меры, контрольные оправки, индикаторы и микрокаторы и т.д.) достаточно просты и не требуют специальных указаний по их применению.

К числу специальных измерительных приборов относятся:

· оптические приборы для измерения прямолинейности направляющих –коллимационные приборы, визирные трубы;

· оптические приборы для измерения углов – теодолиты и коллиматоры, делительные диски с отсчетными микроскопами;

· эталонные винты и специальные измерительные и самопишущие приборы.

Все средства измерения, применяемые для проверки точности станков, должны быть соответствующим образом проверены и аттестованы, а их погрешности учтены при проведении измерений.

Ремонт характерных деталей.

Среди деталей, наиболее часто нуждающихся в ремонте, отметим: станины, корпусные детали, шпиндели, зубчатые колеса, передачи винт-гайка, червяк-рейка, валы, детали цепных и ременных передач, а также соединения- резьбовые, шпоночные, шлицевые.

Ремонт станин. Трещины в станинах могут быть ликвидированы различными способами: заваркой с последующей механической обработкой, с помощью накладок, штифтов, стяжек.

Для предотвращения дальнейшего распространения трещин используют накладки. Концы трещины засверливают сверлом Ǿ 4…5 мм; вырезают из мягкой листовой стали толщиной 4…5 мм накладку (ее размеры должны перекрывать границы трещины не менее чем на 15 мм); согласно размерам накладки из картона или листового свинца вырезают прокладку; в накладке и прокладке по периметру сверлят сквозные отверстия под винты М5или М6 с потайной головкой на расстоянии 10 мм от края и 10…15 мм друг от друга; в станине размечают по накладке и сверлят отверстия и нарезают резьбу М5 или М6; прокладку и накладку смазывают суриком или клеем (БФ2, карбонильный клей) и закрепляют на станине винтами; края накладки расчеканивают и опиливают.

С помощью стяжек трещины устраняют следующим образом: на некотором расстоянии от трещины по обе ее стороны сверлят и развертывают два отверстия, в которые запрессовывают штифты с выступающими концами; из стального листа изготавливают пластину-стяжку, имеющую два сквозных отверстия (под штифты), межосевое расстояние которых несколько меньше расстояния между штифтами, установленных на станине; трещину стягивают струбцинами; пластину- стяжку нагревают и устанавливают на штифты. При остывании пластины –стяжки трещина стягивается.

Сломанные выступающие выступающие части станины (кронштейны, ушки, стержни) восстанавливают приваркой отломанной часки и установкой вставки или пробки. В последним случае оставшуюся на станине часть сломанного элемента удаляют (строганием, фрезерованием, обрубкой, запиливанием, высверливанием); затем под эту вставку фрезеруют или выпиливают паз или засверливают и развертывают(или нарезают резьбу) под пробку(либо под штифт с резьбовым концом; вставку запрессовывают, а штифт ввинчивают резьбовым концом, смазанным суриком. При наличии в сломанном кронштейне отверстия его растачивают или развертывают до номинального размера после установки вставки.

Изношенные отверстия станины восстанавливают наплавлением слоя металла на поверхность отверстия с последующей механической обработкой и установкой ремонтной втулки: изношенное отверстие рассверливают или растачивают под запрессовку в него втулки или стакана; во втулке (стакане) растачивают или развертывают отверстие нужного размера.

Выбор способа восстановления направляющих станины определяется характером и степенью износа, а также условиями ремонта (оснащенностью предприятия специальным оборудованием и приспособлениями). Это может быть шабрение, строгание, шлифование.

Ремонт корпусных деталей. Характерными дефектами корпусов, изготовленных из серого чугуна, являются; изнашивание посадочных отверстий под подшипники и стаканы, резьбовых отверстий, отверстий под валики переключения передач, под установочные штифты, сколы и трещины, коробление присоединительных поверхностей. Для восстановления большинства корпусов наиболее рациональной является схема базирования, которая применялась предприятием- изготовителем детали. Однако использование технологических баз завода-изготовителя не всегда возможно из-за износа базовых поверхностей, поэтому в технологический процесс восстановления корпусных деталей нужно вводить зачистку базовых поверхностей последних в местах контакта с установочными элементами приспособлений. При восстановлении корпусных деталей следует растачивать все основные отверстия, связанные между собой размерами с жесткими допусками и имеющие важное функциональное назначение (отверстия под подшипники и стаканы под них, под оси шестерен или отверстия, определяющие относительное расположение присоединяемых деталей и сборочных единиц) за одну установку вне зависимости от того, изношены все отверстия или только некоторые из них.

Для восстановления основных (посадочных) отверстий корпусов следует применять те способы, при которых на поверхность отверстий наносят слой материала толщиной не менее 1 мм, обеспечивающий последующую точную их обработку лезвийным инструментом. К этим способам относятся: газотермическое нанесение порошковых материалов, металлизация, установка ремонтных втулок.

Основные отверстия корпусных деталей можно восстанавливать путем постановки свертных тонкостенных колец с их последующим закреплением в отверстии раскатыванием. Отверстия восстанавливаемого корпуса растачивают на 0,9…1 мм на сторону. Затем в них нарезают винтовые канавки с треугольным профилем с углом, равным 60…80˚, и глубиной 0,3…0,5 мм. В зависимости от длины отверстий шаг винтовых канавок выбирают 3…5 мм. Затем в отверстия запрессовывают свертные кольца из углеродистой листовой стали толщиной 1,2…1,5 мм и раскатывают многороликовыми дифференциальными раскатками на радиально-сверлильных и горизонтально-расточных станках. При раскатывании металл колец деформируется и заполняет винтовые канавки. При этом обеспечивается высокая прочность соединений. Для восстановления взаимного расположения отверстий после раскатывания применяют чистовое растачивания (припуск 0,1…0,3 мм на сторону).

Восстанавливать изношенные отверстия корпусов можно также посредством размерных отверстий свертных колец, которые устанавливают в отверстия с использованием низких температур (жидкий азот). Операция по чистовому растачиванию свертных колец заменяется дорнованием.

Появившиеся за время эксплуатации корпусных деталей трещины устраняют посредством металлических, изготовленных из малоуглеродистой стали, фигурных вставок. Кромки трещины стягиваются за счет установки последних в специально выполненные пазы. Вставки выполняют в виде цилиндров, соединенных перемычками. Форма подготовляемого паза корпуса, имеющего трещину, должна соответствовать форме вставки. Герметичность трещины обеспечивается путем запрессовки вставки с применением эпоксидного композиционного материала. Трещины и обломы корпусных деталей устраняют также заваркой.

Ремонт шпинделей. В процессе эксплуатации станка поверхности шпинделя в результате действия ряда факторов изнашиваются. Шпиндели имеют посадочные поверхности для базирования технологической оснастки, поэтому при ремонте стремятся восстановить начальные размеры его поверхностей. Подготовка полого шпинделя к проведению ремонта механической обработкой выполняют следующим образом. Сначала определяют неизношенные поверхности в целях их использования в качестве баз для центрирования детали, осуществляемого установкой технологических пробок. Эта операция требует точного исполнения, так как она во многом определяет качество ремонта. Перед установкой пробок контролируют состояние отверстий на концах шпинделя: их зачищают от царапин и забоин, проверяют на краску посредством контрольных пробок (отпечатки краски должны покрывать не менее 70 % площади поверхности отверстия, контактируемой с поверхностью пробки); при необходимости отверстия доводят точением, шлифованием или притиркой.

Одним из способов восстановления изношенных поверхностей шпинделя является применение тонкостенных компенсационных колец и втулок, которые устанавливают на эпоксидный клей. Для установки компенсационных колец или втулок с изношенной поверхности удаляют механической обработкой слой металла размерами не более 10.. 15% от номинального. Для восстановления шейки шпинделя под подшипник качения (неподвижная посадка) компенсационное кольцо может быть тонкостенным(1…2.5 мм) и изготовленным из того же материала, что и ремонтируемый шпиндель. Внутренний диаметральный размер поверхности кольца выполняют по месту с зазором 0,04…0,05 мм, параметр шероховатости R_a 20, а наружный с припуском 3…5мм. Кольцо фиксируется на эпоксидный клей.

Шпиндели, имеющие износ шеек на сторону 0,005…0,01 мм, ремонтируют притиркой на токарном станке. Притирку осуществляют специальным инструментом – жимком. Он состоит из кольца-хомутика с фиксирующим винтом и разрезной втулки-притира изготовляемой из чугуна, меди или латуни. Диаметр внутреннего отверстия втулки-притира выполняют по размеру восстанавливаемой шейки шпинделя. На обрабатываемую поверхность накладывают тонкий слой смеси, состоящей из мелкого наждачного порошка и масла. После этого надевают жимок и слегка завинчивают фиксирующий винт. Включают станок, который приводит во вращение ремонтируемый шпиндель и равномерно перемещают жимок вдоль обрабатываемой поверхности шейки шпинделя. Обновляют время от времени слой притирочной смеси и подвинчивают фиксирующий винт. И так до полного устранения износа.

Если износ шейки до 0,05 мм на сторону сначала выполняют их предварительное шлифование для восстановления точности геометрической формы поверхности, затем осуществляют их хромирование. При износе более 0,05 мм на сторону используют наплавку.

При ремонте резьбы шпинделя она прорезается до полного профиля, а резьба «гайки» к ней изготавливаются заново.

Ремонт деталей резьбовых соединений.

 

 

 

 

 

 

 

Цели и задачи испытаний технологического оборудования.

Все испытания и исследования оборудования автоматизированных производств условно можно подразделить на следующие виды: сертификационные испытания, приемосдаточные испытания серийного оборудования, испытания опытных образцов новых моделей и лабораторные испытания и исследования станков, отдельных узлов и механизмов.

Система сертификации оборудования разработана в целях реализации закона Российской Федерации «О защите прав потребителя» в области обрабатывающих станков и предоставляет возможность изготовителям и продавцам подтвердить соответствие продукции требованиям стандартов по безопасности и экологической чистоте. Предусмотрены два типа сертификации: обязательная и добровольная.

Обязательной сертификации подлежат (в настоящее время) малогабаритные станки с массой не более 0,3 т и мощностью привода главного движения 2 кВт. При этом проверке подвергаются следующие параметры:

· безопасность конструкции;

· электробезопасность;

· безопасность гидро- и пневмооборудования;

· уровень шума и вибрации;

· содержание вредных веществ в воздухе рабочей зоны;

· эргономические параметры.

Основная цель приемосдаточных испытаний – проверка качества изготовления, сборки и регулирования оборудования и соответствие его заранее установленным нормативам и техническим условиям. Испытания проводятся контролерами ОТК завода изготовителя в цеховых условиях и состоят из следующих этапов:

· установка и выверка станка;

· предварительное опробование станка;

· испытания станков на холостом ходу;

· испытания станков под нагрузкой;

· проверка станков на точность;

· испытания станков на жесткость;

· испытания станков на виброустойчивость;

· дополнительные испытания станков с ЧПУ.

 

Перед проведением испытаний станок устанавливают на специальном фундаменте минимум на три точки опоры. Клиновыми башмаками станок выверяют по уровню в продольном и поперечном направлениях с точностью 0,02…0,04 мм/м. Фундаментные болты не затягивают.

Во время предварительного опробования станка проверяются усилия на маховичках и рукоятках для ручного перемещения, работа всех органов управления, легкость нахождения нужного положения органа управления при его переключении, производятся все возможные переключения с одной скорости на другую. При этом в качестве оснастки используют динамометры сжатия или растяжения, динамометрические ключи. Также проводится испытания изоляции (величина сопротивления, напряжение на пробой) электрооборудования.

После приступают к испытаниям на холостом ходу. Пустив станок, проверяют все частоты движения шпинделя, ползуна или стола от наименьшей до наибольшей и на последней оставляют станок работать до наступления установившейся температуры, но не менее 1,5…2 часа. Температура не должна превышать в механизме узла 60˚для подшипников скольжения и 70˚ для подшипников качения.

Одновременно проверяют механизм подач на малых, средних и наибольших рабочих подачах на предмет работоспособности всех механизмов (патрона, пиноли, механизмов быстрого перемещения, механизмов ограничения).

Особое внимание следует уделить проверки исправности действий системы смазки, системы охлаждения, гидравлических и пневматических устройств. Работа станка должна быть плавной, без толчков, без сильного шума, стуков или сотрясений, вызывающих вибрацию станка. Шум вхолостую работающего станка должен быть еле слышным на расстоянии 4…5 метров.

Испытания станков под нагрузкой производятся при нагружении главного привода станка максимальным моментом, который обеспечивается различными нагружающими устройствами (на пример, электромагнитным порошковым тормозом) или резанием заготовки с соответствующей глубиной. При этом контролируется мощность, потребляемая двигателем из сети P_c. Баланс мощности при этом выглядит следующим образом:

P_c = P_д + P_х.х + P_н + P_эф

где P_д - нагрузочные потери в приводе станка; P_эф – мощность на выходном валу(шпинделе).

По результатам измерений мощности определяют коэффициент полезного действия привода η = P_эф / P_c, который характеризует качество привода.

При испытаниях станков на точность, которые проводятся в статическом состоянии, можно выделить четыре группы проверок:

· проверка точности базовых поверхностей;

· проверка взаимного расположения базовых поверхностей;

· проверка формы траектории движения исполнительных органов станка;

· проверка соответствия фактических перемещений исполнительного органа номиналу.

Более подробно проверки на точность рассмотрим в следующим разделе.

Испытание станков на жесткость производится статическим нагружением, при котором нагружающее усилие создается самими механизмами станка или специальными домкратами. Величину нагрузки измеряют преварительно отградуированными динамометрами с индикатором нагрузки. Направление, величина и координаты точки приложения нагружающей силы должны примерно соответствовать реальным условиям процесса резания. При проверке обычно измеряют суммарную податливость станка, характеризуемую относительным смещением (деформацией) его узлов, несущих инструмент и обрабатываемую заготовку.

Вовремя испытаниеястанков на виброустойчивость проводится оценка границы устойчивости при обработке. Испытание может осуществляться при резании и при нагружении упругой системы станка вибраторами.

Станки с ЧПУ дополнительно проверяются на безотказность их работы по заданной программе. Оценивается при этом точность позиционирования и зона чувствительности, рассеивание положения инструмента при его многократной автоматической смене, точность и чистота обработки контрольного образца. Рассеяние положения инструмента характеризуется среднеквадратическим отклонением S фактических положений от положения, принятого за начальное. Единичное значение отклонения f_i есть разница в показаниях индикаторов при i-й смене и при начальном положении отдельно для радиального и осевого направления, то есть fi = p_{1 (I)} – p_{1 (0)}. Размах отклонений определяется:,R = f_mах – f_min, где f_mах и f_min –максимальные и минимальные единичные отклонения. Средквадратическое отклонение определяется как S = α R, где α – коэффициент, равный 0,43- для серийных станков и 0,32 – для опытных. Точность и шероховатость обработки характеризуется отклонениями фактических размеров и формы профиля от заданных по чертежу.