POLITECHNIKA SZCZECIŃSKA

WYDZIAŁ MECHANICZNY

Temat: Sprawdzanie dokładności geometrycznej obrabiarki

W trakcie przeprowadzenia ćwiczenia laboratoryjnego korzystaliśmy z takich przyrządów pomiarowych jak:

• Poziomica koicendencyjna o podziłce nominalnej 0,01mm/metr,

• Czujnik zegarowy o wartości działki elementarnej 0,001 mm

• specjalny mostek do sprawdzania poziomu łoża,

• walec kontrolny,

• trzpień kontrolny z chwytem stożkowym

Do przeprowadzenia badań zostały wykorzystane następujące Polski Normy;

• PN-77/M-55550 „Sprawdzanie dokładności”,

• PN-77/M-55551 „Sprawdzanie dokładności”,

• PN-67/M-55651

„Tokarki kłowe o średnicy toczenia nad łożem do 315 mm”

1. Wprowadzenie:

W Polskich Normach sprawdzania dokładności geometrycznej obrabiarek przyjęto następujące zasady:

1. stosowania pomiarów tylko tych elementów, które mają wpływ na dokładność przedmiotów obrabianych,

2. stosowanie pomiarów bezpośrednich z pominięciem, jeżeli tylko jest to możliwe, pomiarów pośrednich,

3. ustalenie odchyłek jednostronnych tam, gdzie zapewniają one zwiększenie dokładności elementu przy jego zużywaniu się lub odkształcaniu,

4. unikanie pomiarów wymagających dłuższego czasu.

Wskaźniki dokładności obrabiarek dzielimy na wskaźniki podstawowe i uzupełniające. Do ośmiu podstawowych wskaźników dokładności obrabiarek należą:

• dokładność kształtu geometrycznego powierzchni oporowych przeznaczonych do ustalenia narzędzia lub przedmiotu obrabianego,

• dokładność ruchów podstawowych,

• dokładność położenia powierzchni bazowych w stosunku do prowadnic,

• dokładność wzajemnie zależnych, liniowych i kątowych ruchów przestawczych,

• dokładność pozycjonowania,

• powtarzalność powtórnych dosuwów,

• dokładność kształtu i położenia powierzchni,

• dokładność i powtarzalność wymiarów oraz chropowatość powierzchni przedmiotów obrobionych wg ustalonych warunków na sprawdzanej obrabiarce.

Do uzupełniających wskaźników dokładności obrabiarek można zaliczyć zachowanie stałości wzajemnego położenia elementów (zespołów) roboczych obrabiarki w przypadku:

• działania zewnętrznego obciążenia,

• wpływu temperatury, powstającej podczas pracy obrabiarki nieobciążonej,

• drgań obrabiarki, powstających podczas pracy obrabiarki nieobciążonej.

Przygotowanie stanowiska pomiarowego, przyrządów i przebieg ćwiczenia.

W ćwiczeniu badać będziemy dokładność geometryczną tokarki kłowej o szerokości łoża 500 mm..

• Pierwsze zadanie polegało na zmierzeniu wartości prostoliniowości prowadnic łoża suportu w płaszczyźnie pionowej. Użyliśmy do tego specjalny mostek i poziomicę o wartości działki elementarnej 0,02 mm/m.

Mostek ustawiliśmy na przedniej prowadnicy łoża suportu, ustawiliśmy na nim poziomicę równolegle do prowadnicy i dokonywaliśmy odczytu. Mostek z poziomicą przesuwaliśmy wzdłuż całej długości prowadnicy odczytując wskazania poziomicy, co około 100 mm.

Odczyty:

1. (0,0) - 10,07

2. (100,0) - 9,74

3. (200,0) - 9,63

4. (300,0) - 9,62

5. (400,0) - 9,83

Wnioski:

Do powyższych odczytów sporządziliśmy wykres ilustrujący czy łoże suportu jest wklęsłe czy wypukłe i jak przedstawia się rozkład odchyłek.

Dla wszystkich klas dokładności dopuszcza się tylko wypukłość łoża suportu, ponieważ w czasie pracy kompensuje to naciski. Po wykresie można zauważyć, że łoże jest wklęsłe. Tokarka posiada duże błędy prostoliniowości prowadnic łoża suportu i można powiedzieć, że jest wyeksploatowana.

Dane ćwiczenie wykazało, iż należy ono do takich wskaźników podstawowych, jak:

• dokładność kształtu i położenia powierzchni

• dokładność wzajemnie zależnych, liniowych i kątowych ruchów przestawczych,

2. Równoległość prowadnic łoża suportu - brak zwichrowania prowadnic.

W tym zadaniu mostek ustawiliśmy na dwóch prowadnicach łoża suportu. Poziomicę ustawiliśmy prostopadle do prowadnicy i przesuwaliśmy wzdłuż całej długości prowadnic łoża odczytując wskazania poziomicy, co około 100 mm.

Odczyty:

1. (0,0) - 6,52

2. (100,0) - 6,54

3. (200,0) - 6,64

4. (300,0) - 6,62

5. (400,0) - 6,62

Wnioski:

Na podstawie wykresu jesteśmy w stanie określić ( w miarę oddalania się od wrzeciona tokarki ), zmienia się położenie łoża suportu.

Dane ćwiczenie wykazało, iż należy ono do takich wskaźników podstawowych, jak:

• dokładność kształtu i położenia powierzchni

• dokładność wzajemnie zależnych, liniowych i kątowych ruchów przestawczych,

3. Prostoliniowości przesuwu suportu w płaszczyźnie poziomej.

Do tego zadania użyliśmy walec kontrolny i czujnik mikrometryczny. Walec osadziliśmy w kłach, zamocowaliśmy czujnik na suporcie, przystawiliśmy końcówkę czujnika do bocznej tworzącej walca i mierzyliśmy odchyłki, co 20 mm.

Odczyty:

1. (0,0) + 0,00

2. (50,0) - 0,08

3. (100,0) - 0,09

4. (150,0) - 0,09

5. (200,0) - 0,08

6. (250,0) - 0,04

7. (300,0) + 0,02

8. (350,0) + 0,10

9. (400,0) + 0,20

10. (450,0) + 0,30

11. (500,0) + 0,35

Wnioski:

Wykres przedstawia przebieg nie-prostoliniowości i przebieg odchyłek od prostoliniowości. Odległości się zmniejszają, więc suport w płaszczyźnie poziomej wchodzi do osi przedmiotu obrabianego. Błędy są duże i kilkukrotnie przewyższają dopuszczalne odchyłki.

Dane ćwiczenie wykazało, iż należy ono do takich wskaźników podstawowych, jak:

• dokładność kształtu i położenia powierzchni

• dokładność wzajemnie zależnych, liniowych i kątowych ruchów przestawczych

4. Równoległość linii kłów do prowadnic łoża w płaszczyźnie pionowej.

Aby wykonać to ćwiczenie osadziliśmy w kłach walec kontrolny o długości równej w przybliżeniu dwukrotnej średnicy toczenia, zamocowaliśmy czujnik na suporcie, nastawiliśmy oś konika w płaszczyźnie poziomej współosiowo z osią wrzeciona, przystawiliśmy końcówkę czujnika w płaszczyźnie pionowej do walca na jednym z jego końców i przesuwając suportem co 20 mm dokonywaliśmy odczytów.

Odczyty:

1. + 0,00

2. + 0,01

3. + 0,03

4. + 0,03

5. + 0,06

6. + 0,10

7. + 0,11

8. + 0,08

9. + 0,06

Wnioski:

Na sporządzonym wykresie widać, że na pewnej długości prowadnic, linia kłów jest niżej niż powinna się znajdować. Ten błąd może być przyczyną ciężaru przedmiotów obrabianych. Obróbka dużych i ciężkich przedmiotów spowodowała obniżenie się linii kłów szczególnie w środkowej części prowadnic gdzie przeprowadza się najwięcej operacji.

Dokładność ustalona dopuszcza tylko oś konika leżącą wyżej, oraz błędy równoległości linii kłów do prowadnic łoża w płaszczyźnie pionowej rzędu 0 - 0,02 mm.

Dane ćwiczenie wykazało, iż należy ono do takich wskaźników podstawowych, jak:

• dokładność kształtu i położenia powierzchni

• dokładność kształtu geometrycznego powierzchni oporowych przeznaczonych do ustalania narzędzia lub przedmiotu obrabianego,

5. Bicie środkującej powierzchni końcówki wrzeciona.

Aby sprawdzić tą zależność przystawiliśmy końcówkę czujnika prostopadle do środkującej powierzchni końcówki wrzeciona. Pokręcaliśmy wrzecionem odczytując wskazania czujnika. Pomiary przeprowadziliśmy w dwóch wzajemnie prostopadłych płaszczyznach.

Odczyty:

W płaszczyźnie poziomej:

0,0

0,01

W płaszczyźnie pionowej:

0,01

0,00

Wnioski:

Otrzymane wyniki są kilkukrotnie wyższe od możliwych do przyjęcia przez jakąkolwiek klasę dokładności. Końcówka wrzeciona nie nadaje się do użytkowania.

Dane ćwiczenie wykazało, iż należy ono do takich wskaźników podstawowych, jak:

• dokładność kształtu i położenia powierzchni

• dokładność pozycjonowania

• dokładność położenia powierzchni bazowych w stosunku do prowadnic

6. Bicie osiowe czołowej powierzchni kołnierza wrzeciona.

Pomiaru dokonaliśmy w czterech punktach po obrocie wrzecionem o kąt 90^O przy samym stożku na powierzchni szlifowanej.

Odczyty:

1. 0,00

2. 0,00

3. 0,00

4. 0,00

Wnioski:

Po przeprowadzonej próbie nie występuje bicie na osiowej, czołowej powierzchni kołnierza wrzeciona.

7. Bicie promieniowe wewnętrznego stożka wrzeciona.

Do tego zadania użyliśmy trzpień kontrolny z chwytem stożkowym oraz czujnik mikrometryczny. Trzpień osadziliśmy w stożku wrzeciona, przystawiliśmy końcówkę czujnika prostopadle do powierzchni walcowej trzpienia i pokręcaliśmy wrzecionem odczytując wskazania czujnika. Pomiaru dokonaliśmy w dwóch płaszczyznach: pionowej i poziomej oraz ze zmianą osadzenia trzpienia w stożku wrzeciona o kąt 90^O. Odchyłkę określa średnia arytmetyczna z otrzymanych wskazań czujnika w poszczególnych przekrojach trzpienia.

A	0	0	0	0
		0,5	4	3	4
	B	1	9	6	5
		16,5	15	0	15

Odczyty:

W

Wnioski:

Bicie promieniowe wewnętrznego stożka wrzeciona wielokrotnie przekracza dopuszczalną klasę dokładności dla danej tokarki. Stożek jest zwichrowany i nie nadaje się do pracy.

Dane ćwiczenie wykazało, iż należy ono do takich wskaźników podstawowych, jak:

• dokładność kształtu i położenia powierzchni

• dokładność pozycjonowania

• dokładność położenia powierzchni bazowych w stosunku do prowadnic

Odnosi się również do wskaźnika uzupełniającego takiego, jak:

• powstanie drgań obrabiarki

Podsumowanie ćwiczenia:

Po przeanalizowaniu większości ważniejszych cech geometrycznych obrabiarki można stwierdzić, że tokarka której dokładność geometryczną sprawdzaliśmy nie nadaje się do pracy. Można powiedzieć, że tokarka nie spełnia norm i ze względów geometrycznych jest nieprzydatna, lub niektóre jej części podlegają wymianie. Można również po określeniu jej klasy dokładności przeznaczyć ją do obróbki części nie wymagających większych dokładności.

---