Дополнительные испытания станков с ЧПУ.

Выполняются с целью оценки точности станков, оснащенных системами ЧПУ, и получения информации о безотказности их работы по заданной программе. Оценивается точность позиционирования и зоны нечувствительности, от положения инструмента при его многократной автоматической смене точность и чистота обработки контрольного образца, безотказность станка и системы ЧПУ.

Рассеяние положения инструмента при его многократной автоматической смене характеризуется среднеквадратическим отклонением S фактических положений контрольной оправки от положения, принятого за начальное. Единичное значение отклонения f_i есть разница в показаниях индикаторов при i-той смене и при начальном положении (индекс 0) отдельно для радиального и осевого направлений, то есть f_i=p_li - p_l0. Во всех случаях измерение отклонений повторяется 5 раз для серийных станков и 10 раз – для опытных образцов.

Точность и шероховатость обработки поверхностей контрольного образцахарактеризуется отклонениями фактических размеров и формы профиля образца от заданных на чертеже. Образец обрабатывают в два прохода – черновой и чистовой. Режимы резания на чистовом проходе подбирают таким образом, чтобы обеспечить наивысшую точность обработки.

На токарных патронно-центровых станках производится обработка контрольных образцов с прямолинейными и круговыми контурами. Производится контроль угла конуса, прямолинейности образующей, отклонения от круглости поверхностей в поперечном сечении и поверхностей, образованных дугами в продольном сечении, шероховатости поверхности.

Испытанию на безотказность подвергают все выпускаемые станки с ЧПУ в процессе приемо-сдаточных испытаний и при испытании опытных образцов. Они проводятся на холостом ходу по управляющей тест-программе и в работе. Тест-программа должна содержать контрольные точки, координаты которых при испытаниях могут быть периодически проверены с помощью внешних измерительных устройств.

Длительность одного цикла работы станка по управляющей программе на холостом ходу (наработка) при приемо-сдаточных испытаниях серийных, легких и токарных станков составляет 8 часов. Отказы и сбои во время испытаний на холостом ходу не допускаются. Испытания на безотказность в работе проводят при обработке деталей по управляющей программе после испытаний на холостом ходу.

93 Исследование шумовых характеристик

Волны, распространяющиеся в сплошной жидкой, твёрдой или газо­образной средах из-за каких-либо возмущений, создают колебания и шум. В диапазоне частот 16 Гц…20 кГц, в котором колебания воспринимаются ухом человека как звук, волны называются зву­ковыми. Колебания с частотами ниже 16 Гц называют инфразвуком, выше 20 кГц – ультразвуком.

Перенос энергии при распространении звуковой волны характе­ризуют вектором мгновенной интенсивности звука (плотности потока звуковой мощности), Вт/м2,

,

где р – звуковое давление (превышение давления над давлением в невозмущенной среде), Па; – вектор скорости колебаний частиц среды, м/с.

Среднее по времени значение мгновенной интенсивности звука называют вектором интенсивности звука.

Другой энергетической характеристикой звукового поля является плотность звуковой энергии W, Дж/м³, равная усредненной по времени сумме потенциальной и кинетической энергии волны в данной точке среды. Интенсивность звука и плотность звуковой энергии тесно связаны с величинами, определяющими физиологическое воздействие звука на человека.

Источник звука (излучатель) характеризуется звуковой (акустической) мощностью, частотным спектром излучения и характеристикой направленности. Звуковой мощно-стью Р, Вт, источника звука называют общую звуковую энергию, излучаемую им в едини- цу времени. Большинство реальных источников излучают звук неодинаково в различных направлениях. Неравномерность излучения звука источником по направлениям характери- зуют коэффициентом направленности, равным отношению интенсивности звука, созда- ваемого источником в свободном поле в данной точке сферы, в центре которой он нахо- дится, к средней интенсивности звука на поверхности той же сферы.

Для описания гармонических процессов в комплексной форме в акустике широко используется понятие импеданса. Он определяется отношением комплексного давления к комплексной скорости:

и не зависит от времени. С помощью импедансов характеризуют излучательные свойства источников звука, звукоизолирующие свойства ограждений, свойства звукопоглощающих поверхностей и др.

Интенсивность звуков, с которыми приходится иметь дело на прак­тике борьбы с шумами, изменяется в очень широких пределах – на 15 порядков (в 10¹⁵ раз). Кроме того, раздражающее действие шума на человека пропорционально не квадрату звукового давления, а лога­рифму от него. Поэтому на практике пользуются уровнями в дБ (де­цибел) интенсивности звука:

,

звукового давления

,

скорости частиц

,

где I₀ = 10^-12 Вт/м², р₀ = 2 × 10^-5 Па, = 5 × 10^-8 м/с – соответственно исходные интенсивность звука, среднеквадратичное звуковое давление и скорость частиц. При нормальных атмосферных условиях для плоской волны L_I = L.

Уровень звуковой мощности (дБ) источника шума определяется соотношением:

,

где р₀ = I₀S₀ = 10^-12 Вт – исходная мощность, равная мощности пере­носимой звуковой волной интенсивности I₀ через единичную площадку S₀ = 1 м². Уровень суммы нескольких величин определяется по уровням последних L_i, i =1, 2, ..., n соотношением:

, (*)

где n – число складываемых величин.

Если складываемые уровни одинаковы (L_i = L), то

.

Чувствительность слуха падает с понижением частоты звука. Для того, чтобы приблизить результаты объективных измерений к субъек­тивному восприятию, вводят понятие корректированного уровня звукового давления (уровня звуковой мощности и т.п.). Коррекция заклю­чается в том, что вводятся зависящие от частоты звука поправки к уровню соответствующей величины. Эти поправки стандартизованы в международном масштабе. Наиболее употребительна коррекция А. Корректированный уровень звукового давления

называется уровнем звука и измеряется в дБА. Стандартное значение коррекции DL_A приведено ниже:

Суммарный уровень звука со сложным спектральным составом определяется по уровням звука составляющих по формуле (*), куда вместо L_i подставляется L_Ai.

Для измерения шума применяют шумомеры разных видов, полосо­вые фильтры, анализаторы, измерительные микрофоны, самописцы, магнитофоны и другие приборы. В общем случае шумоизмерительный прибор состоит из измерительного микрофона, усилителя, частотных фильтров и измерительного прибора.

В зависимости от типа металлорежущего оборудования, мощности его приводов, интенсивности и стабильности процесса резания уровни звука, создаваемые на расстоянии 1 м от ограждающих поверхностей, составляют 60…110 дБА. При типовых условиях эксплуатации станков верхний предел этого диапазона 90 дБА. Спектр шума станков обычно, имеет максимум, расположенный в диапазоне 500…2000 Гц.

Основные источники шума металлорежущих станков можно разделить на пять групп: 1) зубчатые передачи, входящие в приводы главного и вспомогательного движений; сюда относятся сменные колёса и закрытые коробки передач; 2) гидравлические агрегаты; 3) электродвигатели; 4) вспомогательные устройства (например, направляющие трубы токарных автоматов); 5) процесс резания. Кроме того, источ­никами шума являются подшипники, ременные передачи, кулачковые механизмы, дисковые муфты, но они обычно не влияют на общий уровень шума станка.

Методы снижения шума металлообрабатывающего оборудования можно условно разделить на активные и пассивные. К активным относятся методы уменьшения переменных сил, возбуждающих упругие колебания в упругой системе станка (силы удара, силы инерции, электродинамические силы и т.п.). К пассивным относятся методы воздействия на элементы, передающие колебательную энергию от источника возмущения к излучателям шума, снижения шумоизлучающих возможностей излучателей, установки шумоизолирующих кожухов. Пассивными методами можно устранить вредное воздейст­вие шума на обслуживающий персонал, но не всегда можно уменьшить вредное влияние колебаний на долговечность и точность самого станка.

Рациональный выбор методов снижения шума оборудования может быть произведён на основе предварительного выявления домини­рующих источников шума, т.е. оценке звуковой мощности, создаваемой каждым узлом или элементом конструкции. Проще всего определить звуковую мощность отдельных узлов можно при их последовательном включении. Это возможно в случае, когда они независимы функцио­нально и акустически. Оценка доли звуковой мощности того или иного узла или отдельной поверхности станка в случае невозможности от­дельного их включения производится по результатам измерения зна­чений виброскорости (корпусного шума) на колеблющейся поверхности с помощью пьезоакселерометра. Излучаемая звуковая мощность при­нимается пропорциональной произведению площади на квадрат осред-
нённого по площади эффективного значения колебательной скорости. Если звуковая мощность какого-либо узла на 10 дБ (в 10 раз по мощ­ности) меньше звуковой мощности всего станка, то снижение шумоизлучающей способности этого узла не даст ощутимого эффекта для всего станка.

Звукоизоляция является наиболее универсальным методом сниже­ния шума различных источников в машинах и механизмах. Сущ­ность явления звукоизоляции основана на отражении звуковых волн от конструкции. Снижение шума станков на 15 дБА и более даёт применение специальных звукоизолирующих конструкций, рациональ­ное проектирование и установка традиционных ограждающих конструкций.

Наиболее перспективным направлением звукоизоляции в метал­лорежущих станках малых и средних размеров является создание шумоизолирующих кожухов, закрывающих весь станок. Это направле­ние особенно эффективно в автоматизированных станках, где про­цесс резания ведётся без вмешательства оператора. Капсулирование станков находит всё большее применение в мировом станкострое­нии.

Для звукоизоляции механизмов станков и снижения шума при резании могут применяться одно- и двухстенные звукоизолирующие ограждения. Несущие стенки ограждений выполняются из тонкого (1,5…3 мм) стального или дюралюминиевого листа, пластмассы или других материалов. Величина звукоизоляции растёт при облицовке внутренних поверхностей ограждений звукопоглощающими материалами, уст­ройстве перфорированной стенки, использовании двухстенных конст­рукций и слоёных панелей.

94. Проверка точности позицилнирования рабочих органов станков с ЧПУ

C:\Jill\_______Якимович\Презентации_чужие \Методы проверки точности позиционирования.ppt

Из ИСО 230-2