способ наладки станка для обработки поверхностей вращения

Формула изобретения

СПОСОБ НАЛАДКИ СТАНКА ДЛЯ ОБРАБОТКИ ПОВЕРХНОСТЕЙ ВРАЩЕНИЯ, включающий установку осей шпинделя и суппорта параллельно контрольной плоскости, измерение одновысотности упомянутых осей и устранение возникшего рассогласования, отличающийся тем, что, с целью повышения точности наладки, контрольную плоскость создают путем проточки установленного в шпинделе образца плоской формы, используя полученную контрольную плоскость для установки осей шпинделя и суппорта параллельно базовой плоскости.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к станкостроению и может быть использовано для измерения несоосности и непараллельности осей элементов станка, в частности при юстировке прецизионных станков для обработки криволинейных поверхностей.

Известен способ наладки станка для обработки поверхностей вращения, по которому измеряют параллельность и одновысотность осей шпинделя и суппорта, осуществляют регистрацию и анализ результатов с последующим устранением рассогласований. При этом измеряют величины удалений датчика от контрольной поверхности в середине и на максимальных удалениях контролируемого участка, а ошибки рассогласования по углам определяют из соотношений:

= arctg ; =arctg где и - углы наклона оси суппорта в горизонтальной и вертикальной плоскостях относительно оси шпинделя;

n, a и b - величины удалений датчика от контрольной поверхности в середине и на краях контролируемого участка;

m и l - проекции траектории движения датчика на взаимно перпендикулярные плоскости, относительно которых ось суппорта наклонена соответственно на углы и.

Недостаток известного способа можно усмотреть в том, что юстировка станка осуществляется без привязки к базовой плоскости.

Целью изобретения является повышение точности наладки станка при одновременном упрощении методики ее проведения.

Это достигается тем, что в способе наладки станка для обработки поверхностей вращения, включающем точную установку осей шпинделя и суппорта параллельно базовой плоскости, а также измерение параллельности и одновысотности этих осей, регистрацию и анализ результатов измерений с последующим устранением рассогласований, согласно изобретению упомянутую контрольную поверхность создают путем проточки непосредственно во время наладки станка, для чего сразу же после устранения непараллельности осей шпинделя и суппорта осуществляют проточку образца изделия плоской формы, а затем полученную плоскую контрольную поверхность используют для точной установки осей шпинделя и суппорта параллельно базовой плоскости, после чего вновь измеряют и устраняют непараллельность осей шпинделя и суппорта, заканчивая процесс наладки станка измерением и устранением разновысотности указанных осей.

На чертеже представлена схема реализации способа.

Устройство для осуществления способа представляет собой станок для обработки поверхностей вращения, содержащий основание 1 со шпинделем 2 и поворотной плитой 3, на которой установлен суппорт 4 с инструментальной головкой 5, связанной с суппортом посредством механического плеча 6. Установку оси суппорта 4 относительно оси шпинделя 2 под требуемым углом осуществляют разворотом поворотной плиты 3 вокруг оси 7.

Инструментальная головка 5 снабжена исполнительным механизмом для ее ориентирования вдоль оси шпинделя 2, а также резцом и бесконтактным датчиком микроперемещений (на чертеже не показаны). Шпиндель 2 и суппорт 4 установлены на прецизионных подъемных механизмах 8, обеспечивающих микроперемещения шпинделя 2 и суппорта 4 в вертикальной плоскости. На шпинделе 2 установлен образец 9 изделия плоской формы (эталонное зеркало), его поверхность неперпендикулярна оси шпинделя 2 и используется для первой установки осей шпинделя 2 и суппорта 4 параллельно друг другу. Поверхность II на образце 9 получена в результате проточки непосредственно во время наладки станка. Она перпендикулярна оси вращения шпинделя 2 и используется для точной установки осей шпинделя 2 и суппорта 4 параллельно базовой плоскости III, а также для юстировки станка.

Полное пооперационное описание предлагаемое способа в порядке выполнения действий во времени может быть охарактеризовано следующим образом.

Осуществляют предварительную подготовку станка, для чего с помощью уровня грубо горизонтируют шпиндель 2 и суппорт 4, а с помощью датчиков угловых величин, связанных с осями этих элементов, устанавливают значения углов и близкими к нулю.

В шпинделе 2 станка закрепляют образец 9 изделия плоской формы (плоское эталонное зеркало) и по нему измеряют и устраняют непараллельность осей шпинделя и суппорта. При этом установка указанного образца не требует высокой точности, так как биения образца, т.е. неперпендикулярность его плоскости к оси вращения шпинделя, не влияют на результат измерения. В результате выполнения этой операции станок будет настроен на точение плоской поверхности.

Осуществляют проточку образца. В сущности образец остается тем же самым, чем он был и до этого (т.е. плоским эталонным зеркалом), однако теперь его рабочая поверхность II будет строго перпендикулярна оси вращения шпинделя 2. Эта рабочая поверхность II и будет в дальнейшем выполнять роль контрольной поверхности, необходимой для наладки станка.

Используя контрольную поверхность, устанавливают ось шпинделя 2 параллельно базовой плоскости III.

Затем с помощью этой же контрольной поверхности измеряют параллельность и одновысотность осей шпинделя 2 и суппорта 4 и устраняют рассогласования. На этом наладка станка заканчивается или, станок отъюстирован.

Операция измерения параллельности осей шпинделя 2 и суппорта 4 осуществляется дважды: первый раз - по контрольному зеркалу 9, плоскость I которого неперпендикулярна оси вращения шпинделя, а второй раз - по тому же зеркалу 9, плоскость II которого строго перпендикулярна оси вращения шпинделя 2. При этом в промежутке между этими операциями производят изготовление (формирование) этой контрольной поверхности II, перпендикулярной оси вращения шпинделя 2, и точное ориентирование по ней оси вращения шпинделя параллельно базовой плоскости.

П р и м е р 1. Наладку осуществляют для станка типа МО-200, шпиндель и суппорт которого расположены горизонтально, причем разворот суппорта относительно шпинделя на заданный угол осуществляют с помощью поворотной плиты, связанной осью с основанием станка.

Предварительно осуществляют грубую подготовку станка, для чего с помощью уровня горизонтируют шпиндель и суппорт, а с помощью датчиков угловых величин, связанных с осями этих элементов, устанавливают значения углов и близкими к нулю. С помощью уровня горизонтируют фактически не оси шпинделя и суппорта, а лишь контрольные площадки на корпусах последних. Это же можно сказать и об установке углов и с помощью датчиков угловых величин. Поэтому в общем случае после предварительной (грубой) подготовки станка всегда будут иметь место как рассогласования по углам и , так и разновысотность осей шпинделя и суппорта, т.е. 0,0 и 0.

Далее на планшайбе шпинделя станка устанавливают заранее подготовленный образец изделия плоской формы (эталонное зеркало). Эта операция не представляет особого труда, так как зеркало может быть установлено под некоторым углом к оси вращения. Дело в том, что биения поверхности зеркала не будут препятствовать проводимой с его помощью последующей операции.

Измеряют с помощью упомянутого зеркала параллельность осей шпинделя и суппорта. Устранив обнаруженные рассогласования по углам и, станок настраивают на точение плоскости.

После этого делают проточку образца изделия плоской формы (эталонного зеркала). Полученная при этом поверхность будут строго перпендикулярной к оси вращения шпинделя: к тому же она будет сохранять это положение сколь угодно большое время без принятия каких-либо дополнительных мер.

После того, как оси шпинделя и суппорта будут установлены параллельно базовой плоскости, проводят заключительные операции по достижению их параллельности и одновысотности.

П р и м е р 2. То же, что и в примере 1, за исключением того, что проточку образца изделия плоской формы осуществляют сразу же после подготовки станка, т. е. не проводя перед этим операции по достижению параллельности осей шпинделя и суппорта. В этом случае после проточки получают не плоскую, а криволинейную поверхность, так как между осями шпинделя и суппорта обязательно будут иметь место углы 0 и 0. Дальнейшая наладка станка становится невозможной, а способ - нереализуемым.

П р и м е р 3. Также, как в примере 1, за исключением того, что вторично не осуществляют измерение и устранение непараллельности осей шпинделя и суппорта, а сразу же после их точной установки параллельно базовой плоскости производят настройку одновысотности указанных осей. В этом случае во время точной установки осей суппорта и шпинделя параллельно базовой плоскости произойдет нарушение ранее достигнутой параллельности их между собой. Теперь попытка осуществить измерение и устранение разновысотности осей шпинделя и суппорта не приведет к достижению конечной цели. Способ, как и в примере 2, нереализуем.

В предлагаемом способе существенным являются не только совокупность действий (операций) и их содержание, но и порядок их выполнения во времени.

Предложенный способ позволит уменьшить ошибки в установке осей шпинделя и суппорта на 20-25% по сравнению со способом-прототипом, значительно упростив методику ее проведения.