ГОСТ Р ИСО 230-7-2021 Нормы и правила испытаний металлорежущих станков. Часть 7. Геометрическая точность осей вращения.
ГОСТ Р ИСО 230-7-2021
НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
НОРМЫ И ПРАВИЛА ИСПЫТАНИЙ МЕТАЛЛОРЕЖУЩИХ СТАНКОВ
Часть 7
Геометрическая точность осей вращения
Test code for metalcutting machine tools. Part 7. Geometric accuracy of axes of rotation
ОКС 25.080.01
Дата введения 2022-07-01
Предисловие
1 ПОДГОТОВЛЕН Федеральным государственным бюджетным учреждением "Российский институт стандартизации" (ФГБУ "РСТ") на основе собственного перевода на русский язык англоязычной версии стандарта, указанного в пункте 4
2 ВНЕСЕН Федеральным агентством по техническому регулированию и метрологии
3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 21 октября 2021 г. N 1238-ст
4 Настоящий стандарт идентичен международному стандарту ИСО 230-7:2015* "Нормы и правила испытаний станков. Часть 7. Геометрическая точность осей вращения" (ISO 230-7:2015 "Test code for machine tools - Part 7: Geometric accuracy of axes of rotation", IDT).
Международный стандарт разработан Техническим комитетом по стандартизации ISO/TC 39 "Станки", Подкомитетом SC 2 "Условия испытаний металлорежущих станков".
Наименование настоящего стандарта изменено относительно наименования указанного международного стандарта для приведения в соответствие с ГОСТ Р 1.5-2012 (пункт 3.5).
При применении настоящего стандарта рекомендуется использовать вместо ссылочного международного стандарта соответствующий ему межгосударственный стандарт, сведения о котором приведены в дополнительном приложении ДА
5 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ
Правила применения настоящего стандарта установлены в статье 26 Федерального закона от 29 июня 2015 г. N 162-ФЗ "О стандартизации в Российской Федерации". Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном (по состоянию на 1 января текущего года) информационном указателе "Национальные стандарты", а официальный текст изменений и поправок - в ежемесячном информационном указателе "Национальные стандарты". В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ближайшем выпуске ежемесячного информационного указателя "Национальные стандарты". Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет (www.rst.gov.ru)
Введение
Настоящий стандарт был пересмотрен на основе комментариев, полученных от промышленных и научных кругов, связанных с наличием погрешностей перемещений оси вращения вращающихся столов, а также при других фрезерных и сверлильных операциях, в которых более чем одно чувствительное направление может иметь решающее значение. В этом пересмотренном издании термины и определения были обновлены с учетом специальных случаев, в которых гармоника 1-го порядка и радиальная погрешность перемещения отличаются в разных направлениях. Они также переупорядочены на основе модифицированной структуры для лучшего разъяснения общих понятий и их приложений. Случаи, когда существует несколько чувствительных направлений, а также следствия погрешности перемещения оси вращения при радиальном расположении деталей (2D-чувствительное направление) также описаны.
ИСО (Международная организация по стандартизации) является всемирной федерацией национальных организаций по стандартизации (комитетов - членов ИСО). Работа по подготовке международных стандартов обычно осуществляется через технические комитеты ИСО. Каждый комитет-член, заинтересованный в деятельности, для которой был создан технический комитет, имеет право быть представленным в этом комитете. Международные государственные и негосударственные организации, взаимодействуя с ИСО, также принимают участие в этой работе. ИСО работает в тесном сотрудничестве с Международной электротехнической комиссией (IEC) по всем вопросам стандартизации в области электротехники.
Процедуры, использованные при разработке настоящего стандарта, а также процедуры его дальнейшего утверждения описаны в директивах ISO/IEC, Часть 1. Для различных типов документов ИСО применяются различные критерии утверждения. Данный международный стандарт разработан в соответствии с редакционными правилами директив ISO/IEC, Часть 2. Дополнительные сведения (см. по адресу: www.iso.org/directives).
Некоторые элементы настоящего международного стандарта могут быть объектом патентных прав. Международная организация по стандартизации не несет ответственности за идентификацию какого-либо одного или всех патентных прав. Сведения о любых патентных правах, обнаруженных во время разработки настоящего стандарта, указаны в разделе "Введение" и/или в списке патентных уведомлений, полученных ИСО. Дополнительные сведения см. по адресу: www.iso.org/patents.
Все торговые названия, используемые в этом стандарте, указаны для удобства пользователей и не должны рассматриваться в качестве одобрения.
Пояснения специальных терминов и выражений, связанных с оценкой соответствия, и сведения о соблюдении ИСО принципов ВТО по недопущению технических препятствий торговле (ТВТ) см. по адресу: http://www.iso.org/iso/home/standards_development/resources-for-technical-work/foreword.htm.
ИСО 230-7:2015 был разработан Техническим комитетом ISO/TC 39 "Станки", Подкомитетом SC 2 "Условия испытаний металлорежущих станков".
Второе издание отменяет и заменяет первое издание (ИСО 230-7:2006), которое было технически пересмотрено.
ИСО 230 состоит из следующих частей, под общим названием "Нормы и правила испытаний металлорежущих станков":
- Часть 1: Геометрическая точность станков, работающих на холостом ходу или в квазистатических условиях;
- Часть 2: Определение точности и повторяемости позиционирования осей станков с числовым программным управлением;
- Часть 3: Определение теплового воздействия;
- Часть 4: Испытания на отклонения круговых траекторий для станков с числовым программным управлением;
- Часть 5: Определение уровня шума;
- Часть 6: Испытания на смещение диагоналей;
- Часть 7: Геометрическая точность осей вращения;
- Часть 8: Оценка уровня вибраций;
- Часть 9: Оценка погрешности измерений для испытания станков в соответствии с базовыми уравнениями стандартов серии ИСО 230;
- Часть 10: Определение измерительных характеристик систем щупов металлорежущих станков с числовым программным управлением;
- Часть 11: Измерительные приборы, применяемые для геометрических испытаний станков.
1 Область применения
Настоящий стандарт определяет методы спецификации и проверки геометрической точности осей вращения, используемых в станках. Шпиндельные узлы, роторные головки, поворотные столы станка представляют собой оси вращения, многие из которых имеют непреднамеренные перемещения в пространстве и в результате являются источниками множественных погрешностей.
Настоящий стандарт распространяется на следующие свойства поворотных осей:
- погрешность перемещения оси вращения;
- перемещения оси, вызванные скоростью.
Другие важные свойства поворотных осей, такие как термически индуцированные сдвиги осей и экологические, вызванные изменением температуры, рассматриваются в ИСО 230-3.
Настоящий стандарт не распространяется на следующие свойства шпинделей:
- точность углового позиционирования (см. ИСО 230-1 и ИСО 230-2);
- изгиб поверхностей и компонентов (см. ИСО 230-1);
- спецификации интерфейса держателя инструмента;
- измерения инерционных вибраций (см. ИСО/ТР 230-8);
- измерения шума (см. ИСО 230-5);
- диапазон скорости вращения и точность (см. ИСО 10791-6 и ИСО 13041-6);
- балансировочные измерения или методы (см. ИСО 1940-1 и ИСО 6103);
- потери на холостом ходу (потери мощности);
- тепловые эффекты (см. ИСО 230-3).
2 Нормативные ссылки
В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты [для датированных ссылок применяют только указанное издание ссылочного стандарта, для недатированных - последнее издание (включая все изменения)]
ISO 230-1:2012, Test code for machine tools - Part 1: Geometric accuracy of machines operating under no-load or quasi-static conditions (Нормы и правила испытаний металлорежущих станков. Часть 1: Геометрическая точность станков, работающих на холостом ходу или в квазистатических условиях)
3 Термины и определения
В настоящем стандарте применены следующие термины с соответствующими определениями:
Примечание - Термины представлены в такой последовательности, чтобы помочь пользователю развить понимание терминологии оси вращения. Перекрестные ссылки на эти определения в алфавитном порядке приводятся в приложении G.
3.1 Основные понятия
3.1.1 шпиндельный блок (spindle unit): Несущее устройство инструмента или заготовки, обеспечивающее возможность вращения инструмента или заготовки вокруг оси вращения.
Примечание - Механика станка может иметь один или больше шпиндельных блоков.
3.1.2 поворотный стол (rotary table, swivelling table): Компонент станка, несущий заготовку и обеспечивающий возможность изменения угловой ориентации заготовки вокруг оси вращения.
Примечание - Если для операций поворота можно использовать поворотный стол обрабатывающего центра, поворотный стол может быть рассмотрен как блок шпинделя для этих операций.
3.1.3 поворотная головка (rotary head, swivelling head): Компонент станка, несущий инструмент, удерживающий шпиндельный блок и обеспечивающий возможность изменения угловой ориентации узла шпинделя вокруг оси вращения.
Примечание - Иногда в одном компоненте станка можно комбинировать несколько осей вращения.
3.1.4 шпиндель, ротор (spindle, rotor): Вращающийся элемент шпиндельного узла (или поворотный стол/головка).
3.1.5 корпус шпинделя, статор (spindle housing, stator): Стационарный элемент шпиндельного блока (или поворотного стола/головки).
3.1.6 подшипник (bearing): Элемент шпиндельного блока (или поворотный стол/головка), который поддерживает ротор и обеспечивает возможность вращения между ротором и статором.
3.1.7 ось вращения (axis of rotation): Сегмент линии, вокруг которого происходит вращение.
[ИСО 230-1:2012, пункт 3.5.2]
Примечание 1 - См. рисунок 1 а).
Примечание 2 - Во время вращения этот сегмент линии может перемещаться (в радиальном и осевом направлениях) и наклоняется в пределах исходных координат из-за неточностей в конструктивном перемещении подшипников и опорных поверхностей подшипников или сдвига оси, как показано на рисунке 1 а) и 1 b).
3.1.8 положительное направление (positive direction): В соответствии с ИСО 841 направление перемещения, которое вызывает увеличение положительного размера заготовки.
3.1.9 идеальный шпиндель (поворотный стол/головка) [perfect spindle (or rotary table/head)]: Шпиндель или поворотный стол/головка, не имеющие погрешности перемещения своей оси вращения относительно средней линии их оси.
3.1.10 идеальная заготовка (perfect workpiece): Твердое тело, имеющее идеальное состояние вращения вокруг оси.
3.1.11 функциональная точка (functional point): Центральная точка режущего инструмента или точка, связанная с компонентом на станке, где режущий инструмент будет контактировать с деталью для обеспечения удаления материала.
[ИСО 230-1:2012, пункт 3.4.2]
3.1.12 средняя линия оси (axis average line): Сегмент прямой, расположенный относительно опорных осей координат, представляющих среднее значение расположения оси вращения.
Примечание 1 - См. рисунок 1 а).
Примечание 2 - Средняя линия оси - термин для описания изменений местоположения оси вращения при реакции на изменение нагрузки, температуры или скорости.
Примечание 3 - Если не указано иное, положение и ориентация средней линии оси должны быть определены путем соединения рассчитанных центров наименьших квадратов двух наборов данных радиальной погрешности перемещения, принятых в разделенных осями направлениях (см. 3.4).
Примечание 4 - ИСО 841 определяет ось Z станка как "параллельную главному шпинделю станка". Это означает, что ocь Z станка параллельна средней оси главного шпинделя. Однако, поскольку определение средней линии по оси проводится также и по отношению к другим шпинделям и осям вращения, не все оси вращения параллельны оси Z станка. Средняя линия оси должна быть параллельна оси Z станка, только если она связана с главным шпинделем станка.
3.1.13 сдвиг оси (axis shift): <ось вращения> Квазистатическое относительное угловое и линейное перемещение между стороной инструмента и стороной детали средней линии оси из-за изменения условий.
Примечание 1 - См. рисунок 1 с).
Примечание 2 - Причины сдвига по оси включают в себя термические воздействия, изменения нагрузки, а также скорость и направление изменения. Измерения погрешностей перемещений оси вращения выполняют в течение периода времени (количество оборотов) и условий, которые избегают сдвиг оси.
|
|
| |
а) Опорные координатные оси, ось вращения, средняя линия оси и погрешности перемещения шпинделя
| |
|  |
b) Погрешности перемещения оси вращения | c) Погрешности положения и ориентации (сдвиг оси) оси средней линии |
Рисунок 1 - Осевые координатные оси, средняя линия оси и погрешность перемещения оси вращения, показанные для шпинделя С или оси вращения С
3.1.14 структурный цикл (structural loop): Последовательность сборки компонентов, которая указывает относительное положение и ориентацию между двумя указанными объектами (то есть между заготовкой и режущим инструментом).
Примечание 1 - Типичная пара заданных объектов - это режущий инструмент и заготовка на станке (например, токарный станок). В этом случае структурный цикл включает в себя приспособления для заготовки (например, патрон), шпиндель, подшипники и корпус шпинделя, шпиндельную бабку станка, инструментальный суппорт, направляющие станка, каретки и приспособление для крепления инструмента.
3.1.15 радиальное отклонение оси вращения в заданной точке (radial throw of a rotary axis at a given point): Расстояние между геометрической осью детали (или объектом испытаний), соединенной с осью вращения и средней линией оси, когда две оси не совпадают.
[ИСО 230-1:2012, пункт 3.5.10]
3.1.16 отклонение функциональной поверхности в данной секции (run-out of a functional surface at a given section): Суммарное перемещение, измеренное измерительным преобразователем перемещения, воспринимающим подвижную поверхность или перемещаемым на относительно неподвижной поверхности.
Примечание 1 - Термины "общее показание индикатора (TIR)" и "полное перемещение индикатора (FIM)" эквивалентны выбегу.
Примечание 2 - Измеренное отклонение вращающейся поверхности включает неточность профиля поверхности (формы), радиальное отклонение оси, погрешность перемещения оси вращения и, возможно, перемещение поверхности относительно оси вращения (из-за динамического возбуждения заготовки) и структурную погрешность перемещения.
[ИСО 230-1:2012, пункт 3.9.7]
3.1.17 отклонение стационарной точки (stationary point run-out): Общее перемещение, вычисленное измерительным преобразователем перемещения, воспринимающим точку на вращающейся поверхности, которая имеет незначительное боковое перемещение относительно измерительного преобразователя, когда он и поверхность вращаются вместе.
Примечание 1 - См. рисунок 2 и ИСО 230-1:2012, пункт 10.2.2.
|
 |
Рисунок 2 - Схема выборки приложений для использования стационарного точечного отклонения (радиальный тест на концентричность и контроль грани на параллельность)
3.1.18 погрешность [отклонение] прямоугольности между двумя средними линиями осей (squareness error between two axis average lines): Угловое отклонение от 90° между средней линией оси на вращающемся компоненте станка и (по отношению к) средней линии оси вращающегося компонента станка.
[ИСО 230-1:2012, пункт 3.6.9]
3.1.19 погрешность [отклонение] прямоугольности между линейной осью перемещения и средней линией оси (squareness error between a linear axis of motion and an axis average line): Угловое отклонение от 90° между опорной прямой точкой на линейном движущемся компоненте станка и (по отношению к) оси средней линии вращающегося компонента станка.
Примечание 1 - Положительное направление, связанное с осью вращения, принято как положительное направление линейного перемещения, вытекающее из правила правой руки по ИСО 841.
[ИСО 230-1:2012, пункт 3.6.8]
3.1.20 люфт (play): Условие нулевой жесткости в ограниченном диапазоне перемещений из-за зазора между элементами структурного цикла.
[ИСО 230-1:2012, пункт 3.3.3]
3.1.21 гистерезис (hysteresis): Линейное (или угловое) перемещение между двумя объектами, возникающее в результате последовательного приложения и удаления равных сил (или моментов) в противоположных направлениях.
Примечание 1 - Гистерезис вызван механическими причинами, такими как зазор привода, зазор направляющей, механическими деформациями, трением и незакрепленными соединениями.
[ИСО 230-1:2012, пункт 3.3.4]
3.1.21.1 настройка гистерезиса (setup hysteresis): Гистерезис различных компонентов в тестовой установке, обычно из-за ослабления механических соединений.
[ИСО 230-1:2012, пункт 3.3.5]
3.1.21.2 гистерезис станка (machine hysteresis): Гистерезис структуры станка при воздействии определенных нагрузок.
[ИСО 230-1:2012, пункт 3.3.6]
3.2 Термины погрешности перемещения
3.2.1 погрешность перемещения оси вращения (axis of rotation error motion): Непредусмотренные изменения положения и ориентации оси вращения относительно ее средней линии в зависимости от углового положения вращающегося компонента.
[ИСО 230-1:2012, пункт 3.5.4 - изменен для лучшего понимания]
Примечание 1 - См. рисунок 3.
Примечание 2 - Эта погрешность перемещения может быть измерена как перемещение поверхности идеального цилиндрического или сферического объекта испытаний с его осевой линией, совпадающей с осью вращения.
Примечание 3 - Погрешности перемещения указывают как местоположение и направление, как показано на рисунке 3 а), и не включают перемещения из-за сдвигов по оси, связанных с изменениями температуры, нагрузки или скорости вращения.
3.2.2 структурная погрешность перемещения (structural error motion): Погрешность перемещения, вызванная внутренним или внешним возбуждением и зависящая от эластичности, массы и изменения структурного цикла.
Примечание 1 - См. 3.9.
Примечание 2 - Структурная погрешность перемещения может быть реакцией на вращение шпинделя/поворотного стола/головки, которое может повлиять на измерения.
3.2.3 погрешность перемещения подшипника (bearing error motion): Погрешность перемещения, происходящая из-за дефектного подшипника, между неподвижными и вращающимися компонентами оси вращения.
Примечание 1 - См. приложение А.
3.2.4 статическая погрешность перемещения (static error motion): Особый случай погрешности перемещения, в котором оно происходит, из-за шпинделя (или поворотного стола/головки) при перерывах в работе в серии дискретных поворотных положений.
Примечание 1 - Этот случай используется для измерения погрешности перемещения без каких-либо динамических воздействий.
|
|
| |
a) Общий случай погрешности перемещения оси вращения
| |
|  |
b) Погрешность перемещения оси | с) Погрешность перемещения грани
|
|  |
d) Радиальная погрешность перемещения | е) Погрешность перемещения вследствие наклона |
1 - шпиндель (ротор); 2 - идеальная заготовка; 3 - осевая средняя линия; 4 - измерительный преобразователь перемещения; 5 - погрешность перемещения; 6 - чувствительное направление; 7 - положение оси; 8 - радиальное расположение детали; 9 - направляющий угол
Рисунок 3 - Общий случай погрешности перемещения оси вращения и осевой, торцевой, радиальной погрешностей перемещения и погрешности перемещения вследствие наклона при фиксированном чувствительном направлении
3.3 Последствия погрешности перемещения оси вращения
Примечание - Измерение погрешности перемещения оси вращения учитывает предполагаемое использование оси вращения. Как предусмотрено в определении 3.2.1, погрешность перемещения оси вращения указывает общее перемещение, в трехмерном пространстве, оси вращения относительно средней линии этой оси. Последствия влияния этого перемещения на точность обрабатываемых деталей зависят от типа обработки. Например, для простейших случаев обработки, таких как одноточечные токарные и расточные операции, только часть погрешности перемещения в направлении режущего инструмента в любой момент времени имеет значение. Но для операций фрезерования с несколькими режущими кромками погрешность перемещения в нескольких направлениях может иметь значение. Аналогичным образом при осевом сверлении отверстий на детали, установленной на поворотном столе, требуется определить погрешность перемещения оси вращения вращающегося стола к отверстию в плоскости, перпендикулярной к средней линии оси, которая должна быть известна. Кроме того, круглые поверхности представляют собой случай, когда определения погрешности перемещения в направлении режущего инструмента недостаточно для описания связи между погрешностью перемещения оси вращения и ее влиянием на обрабатываемый профиль детали. Следующие определения обеспечивают основу для методов измерения и анализа этой погрешности перемещения, принимая во внимание приложения.
3.3.1 чувствительное направление (sensitive direction): Направление, перпендикулярное к поверхности заготовки в функциональной точке.
Примечание 1 - См. рисунок 3.
Примечание 2 - Для многих механических и измерительных операций существует только одно чувствительное направление, в то время как для некоторых других операций может быть несколько чувствительных направлений. Однако для целей тестирования учитываем, что только одно чувствительное направление может быть адекватным, если не указано иное.
3.3.2 нечувствительное направление (non-sensitive direction): Направление, перпендикулярное к чувствительному направлению.
3.3.3 фиксированное чувствительное направление (fixed sensitive direction): Чувствительное направление, где функциональная точка в системе координат станка не изменяется с угловым положением вращающейся детали.
Примечание 1 - См. рисунок 4.
Примечание 2 - Для фиксированного чувствительного направления результаты измерения относительного перемещения между инструментом и заготовкой соответствуют отклонению формы обрабатываемой поверхности заготовки.
Примечание 3 - Одноточечная поворотная операция имеет фиксированное чувствительное направление, но это не относится к повороту некруглых поверхностей.
Примечание 4 - Поворотный стол может иметь несколько фиксированных чувствительных направлений. Например, поворотный стол, используемый для одноточечного поворота в направлениях X или Y, может иметь два фиксированных чувствительных направления.
|
 |
Рисунок 4 - Основные чувствительные направления при торцевании, точении и снятии фаски
3.3.4 вращающееся чувствительное направление (rotating sensitive direction): Чувствительное направление, которое вращается синхронно с угловым положением вращающегося компонента.
Примечание 1 - См. рисунок 5.
Примечание 2 - Сверлильный станок имеет вращающееся чувствительное направление. Фрезерный шпиндель с многозубчатой фрезой имеет несколько вращающихся чувствительных направлений.
|
 |
Рисунок 5 - Иллюстрация вращательного чувствительного направления в два момента времени при сверлении отверстия
3.3.5 изменяющееся чувствительное направление (varying sensitive direction): Чувствительное направление, которое изменяется в зависимости от углового положения вращающегося компонента (как результат изменения нормальной поверхности из-за формы поверхности заготовки).
Примечание 1 - См. рисунок 6.
Примечание 2 - Например, одноточечный поворот некруглой заготовки, или обработка многоугольника при повороте станка, или кузнечное шлифование.
|
 |
Рисунок 6 - Изменяющееся чувствительное направление для операции токарной обработки
3.3.6 2D-эффект погрешности перемещения оси вращения (2D effect of axis of rotation error motion): Влияние погрешности перемещения оси вращения на положение функциональной точки в плоскости перпендикулярно к средней линии оси.
Примечание 1 - В случае сверления отверстия на заготовке, установленной на вращающемся столе, погрешность перемещения оси вращения вызывает отклонение в положениях отверстий.
3.4 Направленное разложение погрешности перемещения оси вращения
Примечание - Как и в случае погрешности перемещения линейной оси (см. ИСО 230-1:2012, пункт 3.4.3), погрешности перемещения осей вращения раскладываются в направлении вдоль трех ортогональных осей. Поскольку только компонент(ы) погрешности перемещения оси вращения чувствительного направления (направлений) влияют на геометрию обрабатываемой части, погрешность перемещения в трехмерном пространстве измеряется и анализируется вдоль чувствительного направления (направлений). Следующие определения обеспечивают направленное разложение погрешности перемещения.
3.4.1 радиальная погрешность перемещения (radial error motion): Погрешность перемещения в направлении, перпендикулярном к средней линии оси, и в заданном осевом положении.
Примечание 1 - См. рисунок 3d).
Примечание 2 - Эта погрешность перемещения может быть измерена как перемещение в радиальном направлении поверхности идеального цилиндрического или сферического объекта испытаний с его осевой линией, совпадающей с осью вращения.
Примечание 3 - Термин "радиальный выбег" включает в себя дополнительные отклонения из-за центрирования и неидеальной крутости объекта испытаний, и, следовательно, не эквивалентен радиальной погрешности перемещения.
3.4.2 чистая радиальная погрешность перемещения (pure radial error motion): Погрешность перемещения, в котором ось вращения остается параллельной средней линии оси и перемещается перпендикулярно к ней в чувствительном направлении.
Примечание 1 - Чистая радиальная погрешность перемещения - это общее представление перемещения радиальной погрешности перемещения при отсутствии погрешности перемещения вследствие наклона. Не следует пытаться его измерить.
3.4.3 погрешность перемещения вследствие наклона (tilt error motion): Погрешность перемещения в угловом направлении относительно средней линии оси.
Примечание 1 - См. рисунок 3е).
Примечание 2 - Это перемещение может быть оценено как разница между двумя одновременными измерениями радиальной погрешности перемещения в двух радиальных плоскостях, разделенных расстоянием вдоль средней линии оси, деленным на расстояние между осями.
Примечание 3 - "Конические", "колебательные", "ошибки перекоса", а также ошибки вследствие "опрокидывания" и "возвышения" не являются предпочтительными терминами для обозначения погрешности перемещения вследствие наклона.
Примечание 4 - Термин "погрешность перемещения вследствие наклона", а не "угловое перемещение", был выбран, чтобы избежать путаницы с вращением вокруг оси или с ошибкой углового позиционирования устройств, таких как поворотные столы.
3.4.4 осевая погрешность перемещения (axial error motion): Погрешность перемещения, коаксиальная со средней линией оси.
Примечание 1 - См. рисунок 3 b).
Примечание 2 - Эта погрешность перемещения может быть измерена как перемещение в осевом направлении вдоль средней линии оси поверхности идеального плоского диска или сферического объекта испытаний с его осевой линией, совпадающей с осью вращения.
Примечание 3 - "Осевое скольжение", "торможение", "возвратно-поступательное движение" и "дробление" не являются предпочтительными условиями для осевой погрешности перемещения.
3.4.5 торцевая погрешность перемещения (face error motion): Погрешность перемещения параллельно средней линии оси в заданном радиальном местоположении.
Примечание 1 - См. рисунок 3 с).
Примечание 2 - Торцевая погрешность перемещения - это комбинация осевой погрешности перемещения и погрешности перемещения вследствие наклона. Термин "торцевой выбег" аналогичен "радиальному выбегу" (см. 3.4.2) и, следовательно, не эквивалентен торцевой погрешности перемещения.
3.5 Разложение измеренной погрешности перемещения оси вращения на основе частоты вращения
3.5.1 общая погрешность перемещения (total error motion): Погрешность перемещения, регистрируемая для нескольких оборотов, состоящая из синхронного и асинхронного компонентов оси вращения и структурной погрешности перемещения.
3.5.2 синхронная погрешность перемещения (synchronous error motion): Часть общей погрешности перемещения, которая возникает при целочисленных кратных частотах вращения.
Примечание 1 - Это средний контур полярного графика общей погрешности перемещения, усредненный по числу оборотов.
3.5.3 основная погрешность перемещения (fundamental error motion): Синусоидальная часть общей погрешности перемещения, которая возникает при частоте вращения.
Примечание 1 - См. рисунок А.10.
Примечание 2 - Обычно основная радиальная погрешность перемещения считается незначительной, поскольку в случае одного фиксированного или вращающегося чувствительного направления погрешность перемещения в радиальном направлении при частоте вращения не приводит к отклонениям формы в обработанных деталях (например, не влияет на крутость свернутых или буровых цилиндров).
Примечание 3 - В большинстве случаев измеренная (видимая) основная радиальная погрешность перемещения является результатом радиального хода эталонного объекта.
Примечание 4 - Если основная радиальная погрешность перемещения отличается в направлениях X и Y, то ею нельзя пренебречь в случаях изменения чувствительного направления и/или определения влияния 2D-эффектов на положение функциональной точки.
3.5.4 остаточная синхронная погрешность перемещения (residual synchronous error motion): Часть синхронной погрешности перемещения, которая возникает при целочисленных кратных частотах вращения, отличных от фундаментальных.
3.5.5 асинхронная погрешность перемещения (asynchronous error motion): Часть общей погрешности перемещения, которая возникает при частотах, отличных от целых кратных частот вращения.
Примечание 1 - Асинхронная погрешность перемещения - это отклонение общей погрешности перемещения от синхронной погрешности перемещения.
Примечание 2 - Асинхронная погрешность перемещения содержит следующие погрешности перемещения:
а) непериодические,
б) периодические, но происходящие на частотах, отличных от частоты вращения и ее целочисленных кратных, и
в) периодические на частотах, являющихся субгармоничными частоте вращения.
3.6 Термины для полярных графиков погрешности перемещения оси вращения
3.6.1 полярный график погрешности перемещения (error motion polar plot): Представление погрешностей перемещений оси вращения в полярных координатах, создаваемых построением графика перемещения относительно угла поворота шпинделя или поворотного стола/головки.
Примечание 1 - См. рисунок 7.
3.6.2 полярный график общей погрешности перемещения (total error motion polar plot): Полярный график зарегистрированной общей погрешности перемещения.
Примечание 1 - См. рисунок 7 а).
3.6.3 полярный график синхронной погрешности перемещения (synchronous error motion polar plot): Полярный график синхронной погрешности перемещения.
Примечание 1 - См. 3.5.2 и рисунок 7 b).
Примечание 2 - Допустимо создать полярный график синхронной погрешности перемещения путем нахождения среднего значения полярного графика общей погрешности перемещения в зависимости от числа оборотов.
3.6.4 полярный график асинхронной погрешности перемещения (asynchronous error motion polar plot): Полярный график асинхронной погрешности перемещения.
Примечание 1 - См. рисунок 7 с).
3.6.5 полярный график основной погрешности перемещения (fundamental error motion polar plot): Круг наилучшей формы, проходящий через синхронный осевой график или полярный график торцевой погрешности перемещения вокруг заданного центра полярных профилей.
|
|
| |
а) Общая погрешность перемещения
| |
|  |
b) Синхронная погрешность перемещения
| c) Асинхронная погрешность перемещения
|
|  |
d) Внутренняя погрешность перемещения | e) Внешняя погрешность перемещения |
Рисунок 7 - Полярные графики погрешности перемещения
3.6.6 полярный график остаточной синхронной погрешности перемещения (residual synchronous error motion polar plot): Полярный график остаточной синхронной погрешности перемещения.
3.6.7 полярный график внутренней погрешности перемещения (inner error motion polar plot): Контур внутренней границы полярного графика общей погрешности перемещения.
Примечание 1 - См. рисунок 7 d).
3.6.8 полярный график внешней погрешности перемещения (outer error motion polar plot): Контур внешней границы полярного графика общей погрешности перемещения.
Примечание 1 - См. рисунок 7 е).
3.7 Термины для центров полярных графиков погрешности перемещения оси вращения
Примечание - Так как погрешность перемещения оси вращения отображают в виде полярных графиков, оценка погрешностей перемещений зависит от значения центров этих графиков. В этом подразделе даны определения этих центров для оценки значения погрешности перемещения. В таблице 1 приведены предпочтительные центры полярных графиков для типов погрешности перемещения. Если центр не указан в каком-либо конкретном описании испытания, предполагается предпочтительный центр.
Таблица 1 - Предпочтительные центры полярных графиков для различных типов погрешности перемещения
|
|
Типы погрешности перемещения | Предпочтительный центр |
Радиальная погрешность перемещения | LSC центр |
Погрешность перемещения вследствие наклона | LSC центр |
Осевая погрешность перемещения | PC центр |
Торцевая погрешность перемещения | PC центр |
3.7.1 центр полярного графика погрешности перемещения (error motion polar plot centre): Центр, определенный для оценки полярных графиков погрешности перемещения.
Примечание 1 - См. рисунок 8.
3.7.2 центр полярной диаграммы; PC центр (polar chart centre, PC centre): Центр полярной диаграммы.
Примечание 1 - См. рисунок 8.
3.7.3 центр полярного профиля (polar profile centre): Центр, полученный из полярного профиля математическим или графическим методом.
3.7.4 центр наименьших квадратов; LSC центр [least-squares circle centre (LSC centre)]: Центр круга, который минимизирует сумму квадратов достаточного числа равноотстоящих радиальных отклонений, измеренных от него, до полярного графика погрешности перемещения.
Примечание 1 - См. рисунок 8.
|
 |
1 - полярный график погрешности перемещения; 2 - величина погрешности перемещения для LSC центра
Рисунок 8 - Полярный график погрешности перемещения - PC центр (центр полярной диаграммы) и LSC центр (центр наименьших квадратов) и величина погрешности перемещения для LSC центра
3.7.5 минимальный радиальный разделительный центр; MRS центр [minimum radial separation centre (MRS centre)]: Центр, который минимизирует требуемую радиальную разность, содержащую полярный график погрешности перемещения между двумя концентрическими кругами.
3.7.6 центр максимальной вписанной окружности; MIC центр [maximum inscribed circle centre (MIC centre)]: Центр наибольшего круга, который можно вписать в полярный график погрешности перемещения.
3.7.7 центр минимальной ограниченной окружности; МСС центр [minimum circumscribed circle centre (МСС centre)]: Центр наименьшего круга, который будет содержать только полярный график погрешности перемещения.
Примечание 1 - Если не указано иное, центр полярного профиля определяют с использованием полярного графика синхронной погрешности перемещения.
Примечание 2 - Заготовка центрирована с нулевой погрешностью центрирования, когда центр полярной диаграммы совпадает с выбранным центром полярных профилей.
3.8 Термины для значений погрешности перемещения оси вращения
Примечание - В большинстве случаев значение погрешности перемещения равно разности в радиусах двух концентрических окружностей, которые будут просто содержать соответствующий полярный график погрешности перемещения, а полученное значение зависит от местоположения общего центра этих двух кругов. Определения этого подраздела помогают понять явления и расчет. Математический анализ позволяет вычислять значения без построения полярных графиков погрешности перемещения.
3.8.1 значение погрешности перемещения (error motion value): Оценка магнитной составляющей погрешности перемещения при заданном числе оборотов.
3.8.2 значение общей погрешности перемещения (total error motion value): Масштабная разница в радиусах двух концентрических окружностей от заданного центра погрешности перемещения, достаточная для содержания полярного графика полной погрешности перемещения.
Примечание 1 - Определены четыре значения общей погрешности перемещения: общая радиальная погрешность перемещения, общая погрешность перемещения вследствие наклона, общая осевая погрешность перемещения и общая торцевая погрешность перемещения.
3.8.3 значение синхронной погрешности перемещения (synchronous error motion value): Масштабная разница в радиусах двух концентрических окружностей от заданного центра погрешности перемещения, достаточная для содержания полярного графика синхронной погрешности перемещения.
Примечание 1 - См. рисунок 9.
|
 |
a - значение асинхронной погрешности перемещения на основе PC центра; b - значение синхронной погрешности перемещения на основе LSC центра; c - график синхронной погрешности перемещения
Рисунок 9 - Полярный график погрешности перемещения, асинхронная погрешность перемещения и значения синхронной погрешности перемещения
3.8.4 значение асинхронной погрешности перемещения (asynchronous error motion value): Максимальная масштабированная ширина полярного графика асинхронной погрешности перемещения, измеренная вдоль радиальной линии через заданный центр полярных профилей.
Примечание 1 - См. рисунок 9.
Примечание 2 - Значение асинхронной погрешности перемещения найдено из полярного графика общей погрешности перемещения как максимум радиальной ширины "облачной полосы" в любом угловом положении по окружности. Это единственное измерение, которое не использует концентрические круги, поскольку оно включает радиальное изменение под определенным углом, а не радиальные изменения вокруг всей окружности. Чтобы быть действительно верным, значение асинхронной погрешности перемещения должно быть измерено вдоль радиальной линии от центра полярной диаграммы (PC), а не от подходящего лучше всего центра, хотя это противоречит тому, что кажется единственно верным (см. рисунок 9).
3.8.5 значение основной погрешности перемещения (fundamental axial error motion value): Значение, эквивалентное удвоенному масштабированному расстоянию между PC центром и указанным центром полярных профилей полярного графика синхронной погрешности перемещения.
Примечание 1 - В качестве альтернативы это амплитуда измеренной синхронной погрешности перемещения на частоте вращения.
Примечание 2 - Основное значение радиальной погрешности перемещения игнорируют (см. 3.5.3) для одиночных фиксированных или вращающихся чувствительных направлений.
3.8.6 значение остаточной синхронной погрешности перемещения (residual synchronous error motion value): Масштабная разница в радиусах двух концентрических окружностей от заданного центра погрешности перемещения, достаточная для содержания полярного графика остаточной синхронной погрешности перемещения.
3.8.7 значение внутренней погрешности перемещения (inner error motion value): Масштабная разница в радиусах двух концентрических окружностей от заданного центра погрешности перемещения, достаточная для содержания полярного графика внутренней погрешности перемещения.
3.8.8 значение внешней погрешности перемещения (outer error motion value): Масштабная разница в радиусах двух концентрических окружностей от заданного центра погрешности перемещения, достаточная для содержания полярного графика внешней погрешности перемещения.
3.9 Термины для структурной погрешности перемещения
3.9.1 структурная погрешность перемещения с вращающимся шпинделем (поворотным столом/головкой) [structural error motion with rotating spindle (or rotary table/head)]: Перемещение одного элемента структурного цикла относительно другого элемента, измеренное в то время, когда шпиндель (или поворотный стол/головка) вращается.
Примечание 1 - На некоторых станках система привода шпинделя может передавать большие отклонения в структуру.
3.9.2 структурная погрешность перемещения с невращающимся шпинделем (поворотным столом/головкой) [structural error motion with non-rotating spindle (or rotary table/head)]: Перемещение одного или нескольких элементов структурного цикла относительно оси вращения, измеренное в то время, когда шпиндель (или поворотный стол/головка) не вращается.
Примечание 1 - Во многих случаях важно изолировать источники структурного перемещения от внешних источников, т.е. охлаждающей жидкости или гидравлических насосов, или возбуждения, вызванного вибрацией пола.
3.9.3 график структурной погрешности перемещения (structural error motion plot): Временной прямоугольный график перемещения или полярный график для регистрации структурного перемещения.
Примечание 1 - Может потребоваться полярный график, чтобы решить, какой компонент полного структурной погрешности перемещения синхронен с вращением шпинделя.
3.9.4 значение структурной погрешности перемещения (structural error motion value): Перемещение (макс-мин), измеренное в течение определенного времени при заданных рабочих условиях.
3.10 Термины для сдвига оси
3.10.1 радиальный сдвиг (radial shift): Сдвиг оси в направлении, перпендикулярном к средней линии оси.
3.10.2 наклонный сдвиг (tilt shift): Сдвиг оси в угловом направлении относительно средней линии оси.
3.10.3 осевой сдвиг (axial shift): Сдвиг оси в направлении, параллельном средней линии оси, измеренный на функциональной поверхности (например, EZ0, TABLE, EZ0, SPINDLENOSE).
3.10.4 торцевой сдвиг (face shift): Сочетание осевых и наклонных сдвигов по оси вращения, измеренных в определенном радиальном местоположении.
Примечание 1 - См. рисунок 3 с).
3.10.5 график сдвига оси, вызванного скоростью (speed-induced axis shift plot): Прямолинейный график перемещения оси вращения при изменении скорости вращения.
3.10.6 значение сдвига оси, вызванного скоростью (speed-induced axis shift value): Разница между измеренными максимальным и минимальным перемещениями оси вращения на измерительном преобразователе одиночного перемещения (или комбинации измерительных преобразователей перемещения для измерения наклона и грани) при различных заданных скоростях вращения.
4 Общие положения
4.1 Измерительные приборы
В настоящем стандарте все линейные размеры, отклонения и соответствующие допуски выражены в миллиметрах; угловые размеры выражены в градусах, а угловые отклонения и соответствующие допуски выражены в соотношениях в качестве основного метода, но в некоторых случаях микрорадианы или дуги могут использоваться для уточнения. Эквивалентность единиц угловых отклонений и угловых допусков задана следующим выражением:
4.2 Ссылки на ИСО 230-1
Для применения настоящего стандарта следует применять требования ИСО 230-1, особенно в отношении установки станка перед испытанием, разогревом шпинделя и других подвижных компонентов, описания методов измерения и рекомендуемой неопределенности испытательного оборудования.
4.3 Рекомендуемые приборы и испытательное оборудование
Приведенные здесь измерительные приборы являются лишь примерами. Другие инструменты, способные измерить те же величины и имеющие такую же или меньшую погрешности измерения, также могут быть использованы.
b) Оборудование для сбора данных, такое как компьютерная система для выборки и хранения данных перемещения для последующего анализа;
c) Испытательная оправка, конструкция которой должна быть указана в конкретных стандартах или согласована между поставщиком/производителем и пользователем, см. ИСО 230-1:1996, раздел А.3;
d) Приспособление для крепления измерительных преобразователей перемещения.
Долговременная точность измерительного оборудования должна быть проверена, например с помощью испытаний преобразователя на дрейф.
Перед началом испытаний измерительные приборы должны быть термически стабилизированы.
4.4 Окружающая среда
Станок и, если необходимо, измерительный прибор должны находиться в тестовой среде достаточно долго (предпочтительно в течение ночи) до достижения термически стабильного состояния перед испытанием. Их защищают от сквозняков и внешнего излучения, таких как солнечный свет и верхние нагреватели.
4.5 Проверка вращающегося компонента
Вращающийся компонент должен быть полностью собран и полностью работоспособен. Испытания по оси вращения следует выполнять в незагруженном состоянии.
Примечание - Это не типовой тест для шпиндельного блока или поворотного стола/головки. Испытания одного и того же шпиндельного блока или поворотного стола/головки на разных станках могут создавать разные результаты из-за монтажа, термических эффектов и вибрационных условий.
4.6 Прогрев вращающегося компонента
Испытаниям предшествует соответствующая процедура прогрева, указанная изготовителем и/или согласованная поставщиком/изготовителем и пользователем.
Если никаких других условий не указано, предварительные перемещения следует ограничивать только теми, которые необходимы: установкой измерительного прибора для поворотных головок, поворотных и вращающихся столов. Шпиндели должны быть проверены после того, как они будут разогреты на половине максимальной скорости вращения в течение не менее 10 мин.
4.7 Испытания для определения структурной погрешности смещения
4.7.1 Общие сведения
Эти испытания предназначены для определения относительного перемещения между инструментом и заготовкой, вызванного структурой станка и окружающей средой.
4.7.2 Процедура испытаний
Во-первых, необходимо измерить структурную погрешность перемещения с мощностью и вспомогательными системами станка, но при отключении станка, то есть в положении аварийной остановки.
Затем - измерить структурную погрешность перемещения с мощностью и вспомогательными системами станка, такими как гидравлическая, при включении станка, то есть с устройством в режиме ожидания подачи питания.
4.7.3 Анализ результатов
Значением структурной погрешности перемещения является перемещение от пика до нижней точки (диапазон), наблюдаемое относительно короткий период времени (например, 1 с).
5 Методы испытаний для определения погрешности перемещения для блоков шпинделя механического инструмента
5.1 Общие сведения
Погрешности перемещения шпинделей станка в одном чувствительном направлении образуют одинаковую форму и устраняют погрешности, которые должны быть направлены на заготовку, и, таким образом, являются наиболее значимыми для характеристики производительности станков. Погрешности перемещения в нечувствительном направлении не оцениваются. Однако могут быть эффекты второго порядка, которые в некоторых случаях значительны (например, поворотные детали с очень маленькими диаметрами).
5.2 Параметры испытаний и технические характеристики
Для каждого проделанного измерения следует учитывать следующее:
a) радиальные, осевые или торцовые точки, на которых сделаны измерения;
b) идентификация всех объектов испытаний, целей и приспособлений;
c) расположение измерительной установки;
d) положение любых линейных или поворотных ступеней позиционирования, которые подключены к тестируемому устройству;
e) угол направления чувствительного направления, например осевые, радиальные или промежуточные углы соответственно;
f) представление результата измерения, например значение погрешности перемещения, полярный график, график по времени, график частотного содержания;
g) скорость вращения шпинделя (ноль для статической погрешности перемещения);
h) продолжительность времени в секундах или число оборотов шпинделя;
i) надлежащая процедура прогрева или обкатки;
j) частотная характеристика прибора, заданная как герц или циклы за оборот, включая характеристику спада любых электронных фильтров, а в случае цифровой измерительной аппаратуры - разрешение перемещения и частота дискретизации;
k) структурный цикл, включая положение и ориентацию измерительных преобразователей, которые сообщают о погрешности перемещения относительно корпуса шпинделя, заданные объекты, относительно которых оси шпинделя и опорная координатная ось расположена, и элементы, соединяющие эти объекты;
I) время и дата измерения;
m) тип и статус калибровки всех приборов, используемых для испытаний;
n) другие рабочие условия, которые могут влиять на измерение, такие как температура окружающей среды.
5.3 Испытания оси вращения шпинделя - Вращающееся чувствительное направление (направления)
5.3.1 Общие положения
Эти испытания применимы к операциям механической обработки с вращающимися инструментами, например к расточке, фрезерованию, сверлению и шлифованию контуров.
5.3.2 Радиальная погрешность перемещения
5.3.2.1 Испытательная установка
На рисунке 10 схематически представлена испытательная установка для измерений. В этой установке прецизионная испытываемая сфера или другой подходящий объект испытаний, такой как цилиндр, установлен на шпинделе станка. Измерительные преобразователи перемещения смонтированы на столе (т.е. компоненте заготовки) станка в ортогональных ориентациях. Испытываемая сфера центрирована на оси вращения (это минимизирует радиальный бросок). Угловое положение шпинделя измеряется с помощью устройства для измерения угла, такого как поворотный измерительный преобразователь, установленный на шпинделе.
Вместо использования поворотного измерительного преобразователя угловое положение шпинделя может также быть определено путем установления сферы испытания немного эксцентрично. Этот эксцентриситет генерирует сдвинутые по фазе за один оборот на 90° синусоидальные сигналы, наложенные на выходы измерительного преобразователя перемещения. Угловое положение может таким образом быть рассчитано с использованием таких синусоидальных сигналов, необходимых для полярного построения. Тем не менее этот компонент измеренной погрешности должен быть удален перед анализом данных.
Использование осциллографа является самым простым в случае измерения радиальной погрешности перемещения с вращающимся чувствительным направлением, при использовании метода, описанного Тлаусти [9]. На рисунке 11 изображена схема, показывающая горизонтальные и вертикальные измерительные преобразователи перемещения, которые устанавливаются в радиальном направлении относительно испытываемой сферы. Сигналы измерительных преобразователей усиливаются и подаются на соответствующие горизонтальные и вертикальные оси осциллографа. При использовании колебательной пластины эталонная сфера делается эксцентричной по отношению к средней линии оси. Для идеальной оси вращения результат будет идеальным кругом по мере вращения оси. Для несовершенной оси радиальная погрешность перемещения в направлении эксцентриситета эталонной сферы изменяет форму на дисплее осциллографа. Перемещение под прямыми углами к эксцентриситету эталонной сферы перемещает контур осциллографа по касательной к основному кругу, что оказывает незначительное влияние на форму. Таким образом, устройство дает измерение радиальной погрешности перемещения вдоль вращающегося чувствительного направления, которое параллельно средней линии оси линии геометрического центра эксцентричной опорной сферы. Если инструмент или измерительный преобразователь могут быть установлены на оси только в одной угловой ориентации, эталонная сфера должна быть эксцентричной в этом направлении. Если ориентация произвольная, то ось должна быть испытана с эксцентричной сферой, по крайней мере, в двух направлениях, разделенных 90°.
|
 |
1 - испытываемая сфера; 2 - стол; 3 - шпиндель (ротор); 4 - устройство измерения углового положения; 5 - измерительный преобразователь перемещения
Рисунок 10 - Схема испытательной установки для измерения радиальной погрешности перемещения с вращающимся чувствительным направлением с использованием устройства измерения углового положения и эталонного центрированного объекта (сферы) (метод Ванхерка/Петерса)
|
 |
1 - колебательная пластина; 2 - вертикальный измерительный преобразователь; 3 - горизонтальный измерительный преобразователь; 4 - перемещение эталонной сферы в направлении инструмента
Рисунок 11 - Метод испытания радиальной погрешности перемещения с вращающимся чувствительным направлением и сферой, установленной эксцентрично на шпинделе (метод Тлаусти)
5.3.2.2 Процедура испытания
________________
5.3.2.3 Анализ данных
Радиальную погрешность перемещения определяют путем регистрации радиальных перемещений шпинделя (ротора) как функции углового положения шпинделя относительно стационарного заданного положения, измеренного двумя измерительными преобразователями перемещения, расположенными перпендикулярно друг к другу, и вычислением и отображением погрешности перемещения полярной диаграммы согласно формуле:
________________
5.3.3 Погрешность перемещения вследствие наклона
5.3.3.1 Настройка испытания
Измерение погрешности перемещения вследствие наклона требует измерений радиальной погрешности перемещения на двух пространственно-разделенных точках, как показано на рисунке 12. Объект испытаний с двумя точными измерительными сферами, расположенными на расстоянии друг от друга, или цилиндрическая оправка могут быть прикреплены к шпинделю и выровнены по оси вращения шпинделя. Рекомендуемые минимальные расстояния между сферами/измерительными преобразователями перемещения для разных размеров шпинделей приведены в таблице 2.
Для измерения погрешности перемещения вследствие наклона существует два метода. В методе 1 предполагается использование двух измерительных преобразователей перемещения, а метод 2 предполагает использование четырех измерительных преобразователей перемещения для измерения наклона. И та и другая процедуры приемлемы. Однако из-за трудностей синхронизации между двумя наборами данных, полученных в два разных периода времени, результаты, полученные этими двумя методами, могут быть неодинаковыми. Следовательно, предпочтительным является метод 2.
Таблица 2 - Рекомендуемое минимальное осевое разделение между сферами/измерительными преобразователями перемещения для измерения погрешности перемещения вследствие наклона
|
|
|
Номинальный диаметр шпинделя на переднем подшипнике, мм | Минимальное осевое расстояние между измерительными преобразователями перемещения, мм | |
более | менее |
|
- | 10 | 25 |
10 | 18 | 32 |
18 | 30 | 40 |
30 | 50 | 50 |
50 | 80 | 63 |
80 | 120 | 80 |
120 | 180 | 100 |
180 | 250 | 125 |
250 | - | 150 |
|
 |
А - измерительные преобразователи (сенсоры) (1-5); В - угловое измерительное устройство; С - шпиндель; D - контрольная оправка; Е - зажимное приспособление; F - стол
Рисунок 12 - 5-сенсорная испытательная установка для измерения погрешности перемещения вдоль вращающегося чувствительного направления шпинделя (используется для метода 2 измерения погрешности перемещения)
5.3.3.2 Процедура испытания - метод 1
________________
Затем заново следует закрепить шар или другой объект на минимально рекомендуемом осевом расстоянии (см. таблицу 2) от предыдущей позиции и выполнить второй набор измерений при тех же трех скоростях шпинделя.
5.3.3.3 Анализ данных - метод 1
Синхронная радиальная погрешность перемещения и асинхронная радиальная погрешность перемещения, соответствующие каждой скорости шпинделя в двух осевых положениях, определяются в соответствии с 5.3.2.3. Разница в измерениях синхронной радиальной погрешности перемещения, деленной на расстояние между ними (см. таблицу 2), является синхронной погрешностью перемещения вследствие наклона, в радианах. Разница в измерениях асинхронной радиальной погрешности перемещения, деленной на длину, является асинхронной погрешностью перемещения вследствие наклона.
5.3.3.4 Процедура испытания - метод 2
Необходимо установить объекты испытаний и измерительные преобразователи перемещения в соответствии с 5.3.3.1 и выполнить измерения при трех скоростях шпинделя. Эти скорости вращения должны указываться в процентах от максимальной скорости в специальных стандартах. При каждой скорости вращения показания измерительного преобразователя перемещения должны регистрироваться как функция углового положения шпинделя.
5.3.3.5 Анализ данных - метод 2
5.3.4 Осевая погрешность перемещения
5.3.4.1 Испытательная установка
На рисунке 13 схематически представлена испытательная установка для измерения. В этой установке прецизионная испытываемая сфера установлена в шпинделе станка. Измерительный преобразователь перемещения установлен на столе станка в аксиальном отношении к испытываемой сфере. Сфера центрирована на оси вращения для минимизации погрешности концентричности. Угловое положение шпинделя измеряется с помощью устройства для измерения угла, такого как поворотный кодер, установленный на шпинделе.
5.3.4.2 Процедура испытания
________________
|
 |
1 - контрольный объект (испытываемая сфера); 2 - стол; 3 - шпиндель; 4 - угловое измерительное устройство; 5 - измерительный преобразователь перемещения
Рисунок 13 - Установка для измерения осевой погрешности перемещения
5.3.4.3 Анализ данных
________________
5.4 Испытания шпинделя - Фиксированное чувствительное направление
5.4.1 Общие положения
Эти испытания применимы к операциям механической обработки с фиксированным чувствительным направлением, например токарным и цилиндрического шлифования.
5.4.2 Испытательная установка
На рисунке 14 схематично представлены некоторые испытательные установки, подходящие для измерения погрешности перемещения шпинделя в случае фиксированного чувствительного направления, то есть для рабочего шпинделя. (В следующих испытаниях предполагается, что сигнал, пропорциональный угловой ориентации шпинделя, генерируется так, что полярные графики погрешности перемещения могут быть составлены как функция угла шпинделя.) Испытываемая прецизионная сфера или другой подходящий объект установлен в шпинделе станка, а измерительный преобразователь перемещения установлен на инструмент или приспособление, жестко прикрепленное к стойке инструмента. Сфера или другой объект должны быть центрированы вокруг оси вращения, чтобы минимизировать радиальный бросок. Радиальный бросок можно ошибочно принять за основную осевую погрешность перемещения.
5.4.3 Радиальная погрешность перемещения
5.4.3.1 Процедура испытания
Радиальную погрешность перемещения следует измерять путем позиционирования измерительного преобразователя перемещения в радиальном направлении, как показано на рисунке 14.
Для получения доступа к полной версии без ограничений вы можете выбрать подходящий тариф или активировать демо-доступ.