2.2. Применение испытательно-диагностических комплексов

Для проведения испытаний технологических оборудований на надежность и диагностики его состояния применяется соответствующие технические средства, в том числе испытательно-диагностические комплексы, в разаработке которых можно выделить два следующих подхода.

Первый- создание стационарных испытательно-диагностических центров, на которых подвергаютсяиспытаниям по обширной программе как опытные образцы станков (это должно гарантировать, что при серийном изготовлении новых моделей их выходные параметры и характеристики будут находиться в заданных пределах в течение всего срока эксплуатации), так и отдельные экземпляры выпускаемых серийно моделей (для подтверждения их качества и надежности)

Второй - разработка и создание переносных испытательно-диагностических комплексов. С их помощью на стадии приемосдаточных испытаний оценивают регламентированные показатели качества и надежности станков, которые затем аттестуются по результатам этой проверки. Применение таких комплексов дает возможность: оценивать показатели качества и надежности узлов станков на стадиях приемосдаточных испытаний и эксплуатации; практически польностью автоматизировать процесс испытаний и аттестации станка; существенно сократить время испытаний; повысить объективность и достоверность оценки показателей качества и надежности узлов станков; прогнозировать и оценивать изменения выхохщых характеристик узлов во времени; управлять выходными характеристиками узлов, пользуясь результатами диагностирования и их технического состояния.

При выборе и разработке предлагаемых в данном учебном пособии технических средств и методик дня испытания технологического оборудования реализован второй подход

3. Методы экспериментальной оценки точности и параметрической надежности технологического и оборудования.

Важнейшим показателем возможностей технологического оборудования в обеспечении качества изготавливаемых детален является параметрическая надежность.

Диагностирование оборудования и оценка его параметрической надежности должны производиться на основе исследования параметров, представляющих собой наиболее полные источники информации об изменении точностных возможностей оборудования в процессе его эксплуатации под воздействием всей совокупности факторов.

Некоторые методики и технические средства, используемые для оценки точности и параметрической надежности технологического оборудования, реализованы при проведении лабораторных работ, выполняемых на токарно- винторезном станке (рис.6)

Рис.6 Токарно-винторезный станок модели 16К20ВФ1

3.1. Описание объекта испытания и выбор исследуемых параметров.

Наиболее ответственным узлом токарно-винторезного станка, во многом определяющим его технологические возможности, является шпиндельный узел (ШУ) предназначенный для выполнения важнейших функций, связанных с реализацией главного движения резания, точность осуществления которого оказывает решающе влияние на качество изготавливаемых деталей. При этом ШУ находится под воздействием целого комплекса внутренних и внешних факторов, снижающих его точность. На ШУ приходится основная доля погрешностей станка, которая непосредственно переносится на изготавливаемую деталь.

Требования к качеству и параметрической надежности ШУ в настоящее время резко возросли, что в свою очередь, вызывает необходимость совершенствования методов их диагностики и оценки параметрической надежности. Анализ применяемых методов проверки ШУ на соответствие нормам геометрической точности, жесткости, виброустойчивости, теплостойкости и др. показывают, что они не позволяют в полной мере судить о реальных технологических возможностях ШУ (и станка в целом) в обеспечении качества изготавливаемых деталей. Один из существенных недостатков - это отсутствие выходного параметра, который служил бы интегральным показателем качества ШУ и который отражал бы реакцию узла на весь комплекс действующих факторов.

В качестве выходных параметров ШУ целесообразно выбирать параметры траекторий фиксированных (опорных) точек, которые наиболее полно, определяют положение в пространстве вращающегося шпинделя вместе с приспособлением (патроном) и заготовкой. Одна из таких точек располагается на переднем конце оси шпинделя. Траектория этой точки (сокращенно - траектория движения оси шпинделя) принимается за интегральный показатель качества и технологических возможностей ШУ, т.к. параметры траектории оси шпинделя, во-первых, тесно связаны с различными показателями качества обрабатываемых деталей (точностью размера, отклонением формы и взаимного расположения поверхностей, волнистостью и шероховатостью), и, во-вторых, чувствительны к множеству действующих на ШУ факторов, сопутствующих процессу обработки.

На рис. 7 а, б показаны траектории движения оси шпинделя (в плоскости, перпендикулярной к оси шпинделя), анализ которых позволяет оценить влияние ШУ на качество обрабатываемых деталей под воздействием динамических (рис.

7а) температурных (рис. 76) факторов. Размах траектории величина

_VH _VUI

мгновенного смещения Л , и смешение траектории во времени Л , определяют

точность диаметрального размера детали; параметр, характеризующий форму траектории Xi и двойная амплиту да микронеровностей траектории Хз определяют соответственно отклонение формы (отклонение от круглости) волнистость поверхности детали. Числовые значения параметра траектории могут составлять от 50 до 90% числовых значений показателей качества изготавливаемых деталей. Таким образом, параметры траектории движения (ПТД) оси шпинделя представляют собой диагностические признаки (носители информации), позволяющие устанавливать причины отклонения показателей качества изготавливаемых деталей (размера, формы, волнистости и шероховатости) от заданных значений.

В свою очередь, определение причин несоответствия фактических значений ПТД оси шпинделя требуемым значениям из условия достижения заданных показателей качества изготавливаемых деталей является следующей задачей диагностики, в процессе проведения которой предусматривается контроль действующих на технологическое оборудование динамических и тепловых нагрузок и оценка их влияния на ПТД оси шпинделя. Результаты проводимой диагностики позволяют разрабатывать конкретные мероприятия с целью компенсации влияния эксплуатационных нагрузок на ПТД оси шпинделя и, следовательно, обеспечения параметрической надежности технологического оборудования и повышения качества изготавливаемых деталей

.

Рис. 7 Параметры траектории движения оси шпинделя.