6. Режущий инструмент.

Для увеличения производительности и сокращения количества и операций, а следовательно и себестоимости изделия проектируем комбинированный режущий инструмент.

В технологическом процессе комбинированным режущим инструментом является т сверло- зенкер, который позволяет производить одновременно две технологических операции – сверление и зенкерование. Это позволяет уменьшить время, затрачиваемое на обработку, а также исключает необходимость производить закупку двух отдельных режущих инструментов. Применение этого инструмента позволяет увеличить производительность труда. Комбинированные инструменты широко применяют в серийном производстве и служат показателем высокой культуры производства предприятия.

7. Средство измерения.

Так как деталь имеет довольно специфичную конструкцию и большое количество измерительных баз, требующих внушительное количество специального измерительного инструмента и оснастки, а также определенный уровень навыков от контролера, было решено производить больший объем контроля на контрольно-измерительной машине(КИМ Global)

Описание измерительного устройства

КИМ Global представляет собой измерительную машину нового поколения, предназначенную для решения самого широкого круга задач размерного контроля в промышленности.

Важнейшими потребительскими качествами КИМ Global являются: чрезвычайно высокая производительность и надежность, повышенная точность и неограниченная универсальность применения.

КИМ имеет портальную компоновку. Основание (рабочий стол) выполнено из черного южноафриканского гранита. Особенностью КИМ Global является то, что направляющая, по которой происходит перемещение портала, выполнена внутри гранитного основания. По сравнению с традиционной схемой крепления направляющей (когда она просто приклеивается сверху плиты основания), данная схема имеет ряд существенных преимуществ:

• абсолютно ровная поверхность рабочего стола (без выступающей сбоку стола направляющей портала);

• возможность загрузки и выгрузки деталей с любой стороны рабочего стола КИМ;

• удобство измерения детали с любой стороны;

• стойки измерительного портала имеют одинаковую длину, за счет этого при изменении температуры окружающей среда не происходит перекоса портала.

Подвижные части КИМ Global изготовлены из легких металлов и сплавов. Конструкция подвижных частей обеспечивает максимальную жесткость конструкции при минимально возможной массе. Несущая траверса портала КИМ выполнена по запатентованной технологии TRICISION^®, которая является дальнейшим развитием технологии портала треугольной формы, позволяющей повысить жесткость портала и существенно снизить его центр тяжести. Применение треугольной траверсы портала на КИМ Global позволяет уменьшить ее массу на 24%, при этом центр тяжести сечения траверсы будет на 50% ниже по сравнению с традиционной формой. Перемещение всех подвижных частей производится на аэростатических опорах (пневмоподшипниках), что обеспечивает легкость и плавность перемещения КИМ, а также полностью исключает механический износ направляющих.

Двигатели привода КИМ вынесены за пределы базовой металлоконструкции, за счет этого тепло, выделяемое при работе двигателей, не оказывает влияния на характеристики точности КИМ. Привод от двигателей осуществляется через зубчатоременную передачу металлоармированным ремнем с эллиптическим профилем зуба. Такая передача полностью исключает возможность люфтов привода и сводит к минимуму вибрации при высоких скоростях измерения.

Подобные конструктивные решения позволили достигнуть уникальных динамических качеств КИМ Global:

• максимальная скорость перемещения 52 м/мин;

• максимальное ускорение 4,3 м/с².

Высокая точность измерения обеспечивается за счет ряда новых технических решений, использованных в конструкции КИМ:

• стальные оптические линейки по технологии AURODUR® со сверхвысокой разрешающей способностью (до 0,039 мкм), имеющие рабочую поверхность, выполненную из золота. Оптические линейки имеют коэффициент линейного расширения, официально сертифицированный PTB (Физико-Техническим институтом Германии);

• линейная компенсация температуры оптических линеек и детали (7 датчиков);

• полная математическая компенсация геометрических погрешностей машины по 21 параметру.

КИМ Global оснащаются автоматической поворотной головкой модели Renishaw PH10MQ повышенной точности и, по выбору заказчика, любым из трех видов измерительных щупов Renishaw: ТР20 (стандартный), ТР200 (повышенной точности), SP600M (для непрерывного сканирования). Подобное сочетание позволяет обеспечить измерение любых элементов и поверхностей деталей. По заказу, КИМ может также оснащаться измерительной головкой Renishaw SP80 (особо высокой точности), измерительным щупом Apollo (высокочувствительным щупом для измерения мягких и легкодеформируемых материалов), а также различными типами бесконтактных лазерных щупов Renishaw.

Все модели КИМ Global могут оснащаться магазинами для автоматической смены щупов (или наконечников щупов).

КИМ Global использует контроллер системы ЧПУ нового поколения, построенный на современных элементах схемотехники.

Вычислительная система КИМ Global использует современные мощные персональные компьютеры с операционными системами WINDOWS .

По выбору Заказчика, КИМ Global может оснащаться измерительным программным обеспечением PC-DMIS или QUINDOS (в том числе, с набором дополнительных программных опций).

Простота управления высокоскоростным и точным сканированием.

Технология сканирования КИМ Global сочетает и оптимизирует системы тепловой компенсации и геометрической точности, контроллеры движения на высокой скорости и точности измерений при сканировании.

Технология Point, Click and Scan Tecnology позволяет легко, быстро и точно производить сканирование. Для этого достаточно ввести взятую модель детали, выбрать мышкой участки, подлежащие сканированию и нажать на пиктограмму "Scan". Программное обеспечение автоматически введет движения для обхода препятствий. Трассу сканирования можно предварительно просмотреть на экране и после этого нажать на кнопку "OK" для пуска цикла.

Специальная возможность объектно-ориентированного сканирования позволяет контроллеру выбрать трассу сканирования по одной команде оператора.

Функция контроллера OBSERVER подключает контур обратной связи головки датчика, что позволяет снизить погрешность измерений и время цикла с помощью более точного приближения головки к номинальным размерам элемента.

Эксклюзивная система 3D VECTOR FORCE OPTIMIZATION (3D VFO)– оптимизация трехмерных векторных сил – обеспечивает точную компенсацию датчиков и улучшенный анализ данных при сканировании. Воздействие всех сил – перемещений, вибраций, изменений веса – на данные, полученные с датчиков, автоматически компенсируются в реальном времени. Вы всегда получаете точные данные в любых условиях при любых конфигурациях датчика.

Основные характеристики

• жесткая алюминиевая конструкция;

• особая конструкция балки TRICISION позволяет получить хорошее соотношение между жесткостью и весом с большим преимуществом в точности и устойчивости;

• тяжелый, надежный гранитный стол защищает от воздействий вибрации;

• монолитная конструкция стола: запатентованные направляющие в форме ласточкиного хвоста выполнены непосредственно в гранитной плоскости, что улучшает точность и повторяемость измерений;

• система поглощения вибраций на оси Z обеспечивает хорошую стабильность, несмотря на высокую динамичность во время работы;

• вынесенные электродвигатели приводов снижают вес перемещаемых частей, обеспечивая быструю настройку и способствуют рассеиванию тепла;

• оптические линейки высокой разрешающей способности AuroDur имеют сертифицированный коэффициент теплового расширения;

• запатентованная конструкция противовеса шпинделя улучшает выполнение измерений;

• малая занимаемая площадь и небольшая высота позволяет размещать систему в небольшом пространстве;

• рабочая плоскость, на одном уровне с направляющими, облегчает доступ к рабочему столу со всех сторон.

Эксплуатационные характеристики

• Конструкция КИМ Global заключает в себе все наилучшие технические достижения нескольких поколений координатно-измерительных машин.

• Простая, проверенная конструкция, содержащая на 20% меньше деталей, чем традиционные координатно-измерительные комплексы. Результатом этого являются:

• повышение надежности;

• снижение времени на обслуживание;

• увеличенный ресурс;

• снижение эксплуатационных расходов.

• Конструкционные решения, выполненные при помощи ЭВМ, включая анализ с использованием метода конечных элементов и анализ методом нормальных волн, снижают структурные отклонения и воздействие вибрации на работу системы.

• Мостовая конструкция понижает центр тяжести и обеспечивает большой диапазон перемещения, по сравнению с мостовыми конструкциями компаний-конкурентов. Результатом этого являются:

• улучшенный контроль устойчивости моста, обеспечивающий более точные объемные измерения;

• уменьшение ошибок повторяемости;

• улучшенные характеристики ускорений / замедлений;

• повышение производительности при измерениях.

• Непрерывная интерполяция координат перемещения и возможность точного трехмерного позиционирования (FLY) позволяют совместить стадии перемещения и избежать вынужденных остановок и углов при перемещении. Результатом этого являются:

• увеличение производительности машин до 40%;

• непрерывное, плавное перемещение между точками маршрута;

• быстрый сбор данных.

• Автоматическая утилита настройки AUTOTUNE уменьшает промежуточные интерполяционные ошибки, значительно повышая достоверность первичных данных.

• Усовершенствованные возможности термокомпенсации:

• линейная компенсация: 2 сенсора на каждое направление и 1 сенсор на деталь;

• мультисенсорная структурная компенсация ACTIV, позволяющая добиться в суровых производственных условиях тех же результатов, что и в защищенной среде.

• Упрощенная настройка системы и сервиса:

• быстрый доступ ко всем компонентам системы через съемные крышки;

• полный набор встроенных утилит для сложных сервисных процедур и диагностики.

Терминология

A = диаметр сферического наконечника

B = общая длина

C = диаметр стержня

D = эффективная рабочая длина

Компания Renishaw использует стандартное определение общей длины, которая измеряется от задней установочной поверхности щупа до центра сферического наконечника (шарика).

КИМ состоит из:

• стол – сделанный из адориканского гранита,

• линейка – вдоль стола,

• портал – передвигается по линейке,

• расчетное устройство,

• компьютер с программным обеспечением,

• принтер,

• мотор перемещения,

• головка PHIOM – тип поворотной головки. Головка состоит из зонда и щупа,

• сменное устройство зондов (сменщик).

Описание схемы измерения точностных характеристик детали на КИМ

В маршруте изготовления детали присутствует контрольная операция измерения детали на контрольно–измерительной машине.

В режиме измерения при касании шарика какой-либо поверхности происходит считывание координат центра шарика в момент касания.

Точность измерительной машины составляет:

E=1,9+3L/1000 (мкм),

где L – длина эталона в мм.

Отличия режима перемещения от режима измерения заключается в том что:

• скорость перемещения увеличивается,

• можно перемещаться по всем осям одновременно,

• в момент касания шарика координаты не считываются, а касание является ударом.

В режиме измерения после касания шарика щуп уводится в противоположном направлении.

Для ручного перемещения головки измерительной машины предназначен джойстик. Он состоит из 3-х потенциометров, обеспечивающих передвижение головки КИМ по всем осям с изменяющейся скоростью.

Главная функция КИМ заключается в обеспечении касания шарика нужных нам поверхностей со знанием при этом координат касания.

• Отверстия: Высокоскоростное сканирование может создать большой массив данных по точкам за несколько секунд, что позволит получить комплексное описание геометрии отверстия, включая размеры, положение и форму, с высочайшей повторяемостью и точностью. Оно также может смоделировать размер калибра пробки или измерительного кольца, и произведёт достоверное вычисление наибольшего диаметра, который впишется в отверстие.

• Цилиндры: Сбор большого количества данных по точкам при каждом измерении сечения позволяет более точно определить форму и ось цилиндра, предоставляя возможность вычисления наиболее важных размерных характеристик формы, таких как максимальный и минимальный размеры элемента, что облегчает анализ соединения сопряжённых деталей.

• Плоскости: Сканирование предоставляет большее количество точек для оценки погрешности формы и выравнивания детали за более короткое время, чем общепринятая технология поточечного измерения. Результатом является более точная установка, что отражается в улучшении общей точности измерения. Улучшенные функциональность и производительность, обеспечиваемые автоматизированным производством, повысили качество инженерных запросов.

Состояние КИМ перед запуском программы измерения

1. Зонд находится в головке.

2. Зонд клавиши 1 находится в головке.

3. Зонд расположен на расстоянии 50-100 мм по оси Х от сменного устройства.

4. Зонд направлен вниз (А=0, В=0).

5. Стол и щупы должны быть чистыми.

Аварийные ситуации КИМ

1. Заедание.

2. Удар щупа (давление шарика от 7 до 12 грамм).

3. Инертный удар (в воздухе не касаясь детали).

4. Силовое касание

Версия	Модели	Ход осей (мм)
		X	Y	Z
ADVANTAGE	5.07.05	500	700	500
	7.07.05	700	700	500
	7.10.05	700	1000	500
	7.10.07	700	1000	660
	9.12.08	900	1200	800
	9.15.08	900	1500	800
	9.20.08	900	2000	800
	12.15.10	1200	1500	1000
	12.22.10	1200	2200	1000
	12.30.10	1200	3000	1000
	15.20.14	1500	2000	1350
	15.26.14	1500	2600	1350
	15.33.14	1500	3300	1350
	20.33.15	2000	3300	1500
	20.40.15	2000	4000	1500