metod_15.03.04_atppp_toap_lr_2016 (Методические документы)

МИНОБРНАУКИ РОССИИФедеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшегообразования«Московский технологический университет»МИРЭАСОГЛАСОВАНОУТВЕРЖДАЮУчебно-методический советДиректор Института информационныхИнститута информационных технологийтехнологий________________________________________А.С. Зуев«____» ______________ 2016 г.«____» ______________ 2016 г.учебно-методическое пособие проведения лабораторных работТехнологическое оборудование автоматизированных производствНаправление подготовки:15.03.04 «Автоматизация технологических процессов и производств»Профиль:"Автоматизация технологических процессов и производств впромышленности"Составитель:Лизогуб Вадим АндреевичМосква 20161АннотацияУчебно-методическоепособиепредназначенодлябакалавровдлявыполнения лабораторных работ часть 2 по дисциплине «Технологическоеоборудование автоматизированных производств» по направлению:15.03.04 – Автоматизация технологических процессов и производств.Пособие содержит описание лабораторных работ и методику ихвыполнения.

Пособие помогает студентам глубже изучить устройство,испытания и наладку узлов станочного оборудования широко используемогона машиностроительных и приборостроительных производствах.Изучаются основные виды испытанийвинторезных станков;универсальныхтокарно-регулировки подшипников шпиндельныхузловразличных станков; устройство и регулировки передачи винт – гайка каченияприводов подач станков и роботов с ЧПУ; устройство, выбор параметров иконструирование промышленных роботов.СодержаниеЛабораторная работа № 1Испытания токарно – винторезного станка.3Лабораторная работа № 2Регулирование внутреннего зазора – натяга подшипниковкачения шпиндельных узлов металлорежущих станков.14Лабораторная работа № 3.Передача винт-гайка качения приводов подач оборудования с ЧПУ23Лабораторная работа № 4.Изучение конструкции, выбор и расчет параметровпромышленного робота282РАБОТА 1 Испытания токарно – винторезного станкаЦель работыРабота знакомит с основными видами испытаний металлорежущих станковна точность, жёсткость и виброустойчивость.Содержание работы1 Общие сведения об испытаниях станков.2 Измерение радиального, осевого и торцового биения шпинделя (точностьвращения шпинделя).3 Испытания на виброустойчивость при резании.4 Испытания шпиндельного узла на жёсткость.Основными испытаниями серийных станков являются.а) испытания станка на холостом ходу;б) испытания станка в работе под нагрузкой;в) проверку станка на соответствие нормам точности и жёсткости;г) испытания на виброустойчивость при резании;д) проверку уровня колебаний холостого хода;е) испытания на надёжность (для станков с ЧПУ);ж) выборочно испытания на шум.Испытания станков на точностьТочность обработки деталей на станке характеризуется величинамиотклонений размеров, форм, относительного положения элементов полученнойповерхности от соответствующих параметров заданной геометрическойповерхности.На точность влияет большое количество факторов, основными из которыхявляются следующие:1 Геометрическая точность технологической системы;2 Температурные деформации;3 Технологическая жёсткость;4 Размерный износ инструмента;5 Устойчивость механической системы;6 Вынужденные колебания.3Геометрическая точность станка определяется качеством изготовления исборки станка и является одной из важнейших характеристик точностныхвозможностей станка.

Геометрическая точность должна контролироваться длякаждого серийного станка.В нашей стране точность станков нормируется ГОСТами «Нормыточности и жёсткости». В качестве типовых проверок указываются следующие:1 Геометрическая точность формы посадочных поверхностей (отклонение откруглости, цилиндричности, конусности, плоскостности, прямолинейности);2 Взаимное расположение поверхностей (отклонение от параллельности,перпендикулярности, соосности);3 Форма траектории движения исполнительных звеньев станка;4 Точность координатных перемещений (точность позиционирования) длястанков с ЧПУ;Для токарных станков испытания на точность включают следующиепроверки:а) Проверка радиального биения отверстия шпинделя передней бабки;б) Проверка радиального биения оси отверстия шпинделя (биение оправки уторца и на вылете 300мм);в) Проверка параллельности оси шпинделя передней бабки направлениюпродольного перемещения суппорта;г) Проверка осевого биения шпинделя передней бабки;д) Проверка перпендикулярности плоскости фланца шпинделя оси вращения;е) Проверка параллельности перемещения пиноли задней бабки направлениюпродольного перемещения суппорта;ж) Проверка параллельности оси конического отверстия пиноли задней бабкинаправлению продольного перемещения суппорта;з) Проверка правильности расположения осей отверстий шпинделя переднейбабки и пиноли задней бабки;и) Проверка параллельности направления перемещения салазок суппорта осишпинделя передней бабки;к) Точность деталей после чистовой обточки на станке.41.

Измерение радиального и осевого биения шпинделя(точность вращения шпинделя)Радиальноебиениецентрирующейшейки(конусногоотверстия)шпинделя векторно складывается из погрешности формы и эксцентриситеташейки (конусного отверстия) и биения оси вращения шпинделя (блуждающегобиения), возникающего за счёт погрешностей подшипников качения опоршпинделя.Таким образом, погрешность вращения шпинделя можно представить какгде- биение, причиной которого является эксцентриситет,блуждающее биение вследствие погрешностей тел качения и дорожеккачения.Величинуможно представить в зависимости от биения каждойопоры шпинделя если в каждой опоре установлено по одному подшипнику позависимостиЕсли в каждой опоре установлено по два и более подшипников тогдагде– радиальное биение за счёт эксцентриситета подшипниковпередней и задней опор шпинделя,- количество подшипников в передней и в задней опорах шпинделя,– длина переднего конца и межопорной части шпинделя.Осевое биение шпинделя также складывается из биения за счёт перекосаколец упорных подшипников и блуждающего биения.Следуетотметить,чтоврядеслучаевпогрешностьформыиэксцентриситет центрирующей шейки шпинделя не влияют на точностьобработки (шпиндели токарных и шлифовальных станков).5Измерение биения шпинделя производится при его медленном вращениипо схемам измерения рис.1Рис.1 Схема измерения радиальногобиения шпинделя.Рис.2 Схема измерения торцового (б)и осевого (а) биения шпинделя.Последовательность испытаний1 Установить индикатор на магнитной стойке или на кронштейне ножкой наконтролируемую поверхность согласно рис.1 и рис.2.2Примедленномвращениишпинделяизмеритьрадиальноебиениецентрирующей посадочной поверхности шпинделя за каждый оборот.Результаты занести в таблицу 1.3 Установить индикатор ножкой на торец фланца шпинделя согласно рис.

2 имедленно вращая шпиндель измерить торцевое биение фланца за каждыйоборот. Результаты занести в таблицу 1.4 Установить индикатор ножкой с пяточкой на шарик прикреплённыйпластилином к оправке по оси вращения шпинделя согласно рис.2 и медленновращая шпиндель измерить осевое биение шпинделя за каждый оборот.Результаты занести в таблицу 1.Для каждой проверки выполнить по 10 измерений.5 Вычислить среднее значение и среднеквадратическое отклонение от среднегозначения для каждого биения по зависимостям66 Сравнить полученные результаты с паспортными данными станка.Таблица 1№12345678910измеренияРадиальноеΔр.ср.=Δр, мкмОсевоеΔо.ср.=Δо, мкмТорцевоеΔт.ср.=Δт, мкмДля станков среднего размера типа 16К20 классов точности Н и Пдопустимое радиальное биение центрирующей шейки шпинделя равно 10мкм.и 7мкм.

соответственно, осевое биение 8мкм. и 5мкм. соответственно.2 Испытания на виброустойчивостьПри обработке деталейна станках часто наблюдается потеряустойчивости системы, что приводит к появлению автоколебаний (дроблениюпри резании).Динамическое качество станка определяется частотойсобственных колебаний fсб.,амплитудой колебаний А, демпфированием(коэффициентом демпфированиягде λ – логарифмическийдекремент затухания колебаний, m – масса колеблющейся системы, k –податливость системы).Испытаниестанканавиброустойчивостьвцеховыхусловияхпроводится по предельной стружке.

Предельная стружка это максимальнаяширина срезаемого слоя металла без потери устойчивости. Определениепредельной стружки проводится путём обработки регламентированныхзаготовок в регламентированных условиях. Момент потери устойчивости7определяется по дребезжащему звуку, по волнистости на поверхности резания,по зазубренности сходящей стружки.Однако этот метод не достаточно точен. Для повышения точностиопределения момента потери станком устойчивости используют датчикиколебаний, фиксирующие резкое увеличение амплитуды колебаний эталоннойоправки, установленной в шпинделе.

Сигнал с датчика усиливается и подаётсяна экран осцилографа, на котором хорошо виден момент резкого увеличенияамплитуды колебаний.Важнейшим условием, определяющим работоспособность системы,является её устойчивость. Для оценки устойчивости системы станкаиспользуют критерий Найквиста, по которому оценка устойчивости замкнутойсистемы проводится по характеристике разомкнутой системы. Разомкнутаясистема получается разрывом одной из связей замкнутой системы. Дляустойчивости замкнутой системы необходимо и достаточно, чтобы амплитудо –фазо – частотная характеристика (АФЧХ) разомкнутой системы Wраз. Неохватывала точку с координатой -1, лежащую на вещественной оси Rе: системас характеристикой Wа –устойчива, а с характеристикой Wб –не устойчиваРис. 3 АФЧХ разомкнутых систем.Для экспериментального определения АФЧХ используется комплектвибровозбудительной и измерительной аппаратуры рис.4.8Рис.

4. Комплект аппаратуры для снятия АФЧХ.Гармонически изменяющийся сигнал задаётся звуковымгенератором 1, затем он усиливается усилителем мощности 2 и подаётся навибратор 3. Вибратор трясёт систему, вызывая её колебания. Величина силы,создаваемой вибратором, измеряется датчиком силы 4, а величина амплитудыколебаний измеряется датчиком колебаний 4а.