Определение погрешностей позиционирования элементов, перемещаемых с помощью ходового винта

При проверке точности позиционирования перемещаемых элементов иногда возникает необходимость проанализировать с геометрической точки зрения все элементы, от которых зависит точность перемещений, в частности, ходовой винт.

Обычно любая наблюдаемая погрешность позиционирования состоит из двух составляющих - периодических (циклических) погрешностей и накопленных погрешностей. Циклической можно считать любую составляющую погрешности, которая повторяется не менее одного раза на длине рабочего перемещения, а накопленной - все остальные составляющие. Циклические погрешности могут составлять большую долю в общей погрешности, главным образом для тех элементов, которые перемещаются с помощью ходовых винтов не напрямую, а с использованием какого-либо циклического механизма.

Точность шага ходового винта является лишь одним из многочисленных факторов, которые определяют точность перемещения. Значительное влияние на точность позиционирования имеют зазоры и упругие деформации в некоторых элементах станка. Поэтому следует учитывать каждый фактор, влияющий на точность позиционирования и устанавливать допуски на каждый из элементов таким образом, чтобы суммарный допуск соответствовал расчетной точности станка.

Следовательно, при испытании станков, выполняя измерения геометрической точности или проверку станка в работе, можно ограничиться контролем точности позиционирования элемента станка, перемещаемого с помощью ходового винта.

Существует несколько методов контроля точности позиционирования, в том числе измерения с использованием эталонного винта и индикатора, концевых мер длины и индикатора или лазерного интерферометра.

Для испытания станка в работе следует изготовить образец-изделие и задать длину отрезка, на котором следует проводить измерения, например, в частном случае, для токарных станков, с перемещением суппорта от ходового винта испытания могут проводиться путем нарезания резьбы длиной 300 мм на образце-изделии в любом месте по длине станины. Точность шага нарезанной резьбы следует измерить, например, при помощи измерительной машины.

Угловой зазор

Определение

Угловой зазор поворачиваемого элемента определяется как возможное его угловое смещение после его закрепления под действием приложенного к нему крутящего момента за счет углового зазора между элементами и упругой деформацией элементов.

Метод измерения

Это измерение можно выполнить путем закрепления на поворачиваемом элементе бруска, с точной доведенной плоскостью, перпендикулярной к оси вращения элемента, имеющего длину достаточную для выполнения измерений на заданном от оси вращения расстоянии (см. рисунок ДБ.1). Измерительный прибор следует устанавливать на неподвижном элементе в плоскости поворота бруска так, чтобы его сферический измерительный наконечник касался бруска на заданном расстоянии от оси вращения, а линия измерения была перпендикулярна к точной доведенной плоскости бруска в точке измерения. Величину углового зазора определяют как разность показаний измерительного прибора, полученных после приложения к проверяемому закрепленному элементу крутящего момента поочередно в двух противоположных направлениях. Величину крутящего момента следует выбирать так, чтобы она, будучи достаточной для выборки зазоров, не вызывала значительных деформаций элемента, приводящих к серьезным погрешностям при измерении.

Допуск

Допуск на угловой зазор ограничивает максимально допустимый угловой зазор, выраженный в виде угла смещения сопрягаемых деталей или тангенса этого угла.

Повторяемость поворота на заданный угол

Определение

Повторяемость поворота на заданный угол определяется как наибольшая разность угловых положений (размах), полученных при многократных подходах к заданной позиции в одном и том же направлении с одной и той же скоростью.

О повторяемости углового позиционирования при использовании числового программного управления см. ИСО 230-2.

Метод измерения

Измерения следует проводить аналогично измерениям углового зазора с помощью закрепленного на проверяемом элементе бруска. Поворачиваемый элемент механизма с закрепленным на нем бруском устанавливают на любой фиксированной позиции, при этом измерительный прибор устанавливают в нулевое положение. Затем поворачивают вращаемый элемент не более чем на полный оборот и возвращают его в заданную фиксируемую позицию. Измеряют разность положения бруска до поворота и после. Эту операцию следует выполнить несколько раз. Наибольшая разность показаний измерительного прибора представляет собой погрешность повторяемости в заданной фиксированной позиции. Измерение следует повторять для каждой позиции деления.

Допуск

Допуск повторяемости ограничивает допустимый диапазон измеренных угловых отклонений, выраженных в виде угла или тангенса этого угла.

Он включает допуск на угловой зазор. Фактически, допуск на повторяемость не может не учитывать допуск на угловой зазор.

Пресечение осей

Определение

Две непараллельные оси считаются пересекающимися, если кратчайшее расстояние между ними лежит в пределах указанного допуска.

Методы измерения

Прямое измерение

Точку пересечения двух непараллельных осей можно определить при помощи измерений с применением двух контрольных оправок, представляющих эти оси. Метод измерения аналогичен измерению эквидистантности двух осей с дополнительной плоскостью (см. 5.432.1). Операцию можно упростить, сделав на концах контрольных оправок точные плоские поверхности, параллельные рассматриваемым осям. Для определения отклонения от пересечения следует измерять расстояние между этими двумя плоскими поверхностями (см. рисунок 109).

6.522 Косвенное измерение Косвенное измерение можно провести путем использования дополнительной эталонной плоскости, например при помощи поверочной плиты, которую следует установить параллельно плоскости номинального расположения контролируемых осей. Затем следует поочередно измерить расстояние от эталонной плоскости до каждой из осей вблизи точки их номинального пересечения и сравнить результаты измерения.

Допуск

Допуск на расстояние между двумя пересекающимися осями задается следующим образом:

- если не имеет значение взаимное расположение осей, то допуск задается: «расстояние от оси 1 до оси 2: ±... мм»;

- если имеет значение взаимное положение осей, то допуск задается: например, «расстояние... мм, при этом ось 1 должна быть выше оси 2».

Крутость

Определение

Линия, расположенная в плоскости, считается круглой, если все ее точки заключены между двумя концентрическими окружностями, разница радиусов которых не превышает допустимого значения (см. рисунок 110).

Термин «крутость» может относиться как к форме поверхности контролируемой детали, так и к форме траектории, описанной точкой перемещаемого элемента(ов) станка.

Рисунок 109

1 - допуск круглости

Рисунок 110