Katedra Technologii Maszyn i Automatyzacji Produkcji

Maszyny technologiczne

Sprawdzanie dokładności geometrycznej tokarki kłowej

III MiBM

Dawid Kulczykowski

LP2

Sprawdzenie geometrycznej sprawności obrabiarki jest jednym z etapów badań odbiorczych określonych normą. Do najbardziej istotnych czynników wpływających na dokładność wymiarowo – kształtową obrabianych przedmiotów zalicza się geometryczne błędy wykonania podstawowych elementów obrabiania. Po pewnym okresie eksploatacji obrabiarka traci swoją dokładność na skutek zużywania się poszczególnych jej elementów.

Stopień utraty tej dokładności musi być oceniany ilościowo według ściśle ustalonych kryteriów, tak aby po remoncie doprowadzić obrabiarkę do stanów prawidłowej używalności. Względy te wymagają stosowania ogólnych zasad i norm pomiaru dokładności obrabiania.

Sprawdzenie dokładności geometrycznej obejmuje :

1. Pomiary geometryczne bezpośrednie polegające na sprawdzeniu dokładności geometrycznej obrabiarki w stanie spoczynku poprzez określenie wzajemnych położeń i ruchu elementów podstawowych w stosunku do odpowiednio wybranych osi i płaszczyzn odniesień;

2. Pomiary geometryczne pośrednie próbą pracy polegające na sprawdzeniu obrabiarki przez pomiar dokładności próbnie obrobionych przedmiotów.

Powszechnie stosowane są pomiary bezpośredniego sprawdzenia ze względu na jednoznaczną ocenę przyczyn niedokładności ujawnionych.

Wymagania ogólne dotyczące pomiarów geometrycznych obrabiarek zawiera polska norma PN-77/M-55551, natomiast polska norma PN-94/M-55651 wg ISO 1708:1989 dotyczy warunków odbioru tokarek kłowych i badania dokładności.

Pomiar prostoliniowości łoża tokarki – odchyłka od prostoliniowości jest to największa odległość między zarysem przedmiotu ,a prostą odniesienia. Prosta odniesienia – jest to prosta, stykająca się z zarysem rozpatrywanym na zewnątrz materiału i ustawiona tak, aby największa odległość między nią a zarysem była najmniejsza z pośród możliwych.

Prowadnice łoża tokarki powinny być tak ukształtowane, aby wpływ występujących nacisków oraz zużycie naturalne było przeciwne w stosunku do dopuszczalnych nacisków. Stąd zarówno przednie i tylne prowadnice powinny być wypukłe. Polska norma określa dopuszczalne odchyłki prostoliniowości prowadnic (tokarka kłowa – dopuszczalne odchyłki 0-0,02 [mm/m])

Poziomice stosowane przy pomiarach dokładności obrabiarki powinny posiadać odpowiednią czułość rozumianą jako wysokość pochylenia poziomnicy na długości 1000 [mm] przy wychyleniu pęcherzyka o jedną działkę elementarną. Czułość poziomnicy zależy od promienia wygięcia rurki szklanej (ampułki wypełnionej alkoholem lub eterem etylowym) w ten sposób, że w środku powstaje pęcherzyk z mieszaniny powietrza i pary cieczy. Po przechyleniu ampułki, pęcherzyk przemieszcza się tak, aby zająć najwyższe z możliwych położeń , przy czym wielkość przemieszczania pęcherzyka jest proporcjonalna do kąta α według zależności X=R*α.

Do badania stosowane są poziomnice liniałowe i ramowe o czułości 0,02 [mm/m], α=4” .

Stosując kolejno pomiary można obliczyć sumaryczne odchylenie od poziomu wyjściowego dla kolejnych punktów pomiarowych :

$\mathbf{y}_{\mathbf{\text{si}}}\mathbf{=}\sum_{\mathbf{i = 1}}^{\mathbf{i = n}}\mathbf{hi}\mathbf{\text{\ \ \ \ \ \ }}\mathbf{,}\mathbf{\text{\ \ \ \ \ \ }}$ $\mathbf{h}_{\mathbf{i}}\mathbf{= \alpha x*}\frac{\mathbf{L}}{\mathbf{1000}}$

Przyjmując prostą odniesienia zgodnie z sumą minimum kwadratu wyznacza się współczynniki prostej m i b , a następnie wyznacza się odchylenie od prostoliniowości.

Δ=Δmax−Δmin,      y = mx + b , y = mx , $\mathbf{m = tg}\frac{\mathbf{y}_{\mathbf{\text{si}}}}{\mathbf{L*n}}$

Sprawdzanie bicia promieniowego

Tolerancja bicia promieniowego oznacza zakres, w którym mogą się zmieniać wskazania czujnika podczas jednego pełnego obrotu elementu obrabiarki, np. wrzeciona.

W zakres bicia promieniowego wchodzą 3 błędy :

1. Nachylenie osi sprawdzanej powierzchni do osi obrotów

2. Nierównoległość przemieszczenia osi długości w stosunku do osi obrotów

3. Błędy kształtu sprawdzanej powierzchni.

W przypadku sprawdzania bicia wrzeciona tokarki sprawdza się :

1. Bicie kła wrzeciennika

2. Bicie środkującej powierzchni końcówki wrzeciona

3. Bicie wewnętrzne stożka wrzeciona

Dla tych pomiarów odchyłka wynosi 0,01 [mm]

Sprawdzenie bicia osiowego

Na wartość bicia powierzchni czołowej wpływają 3 błędy :

1. Osiowy przesuw wrzeciona

2. Odchyłka prostopadłości wrzeciona do osi obrotów

3. Nierówność powierzchni czołowej

W przypadku sprawdzania bicia osiowego tokarki należy sprawdzić bicie osiowe oporowej powierzchni kołnierza wrzeciona.