animateMainmenucolor
activeMenucolor
Станкостроительный завод Металлообрабатывающие станки и инструмент
г. Набережные Челны
Обратная связь
Главная / ЧПУ станок / Измерение размеров деталей / Точность токарной обработки деталей с применением автоматизированного контроля поверхности

Точность токарной обработки деталей с применением автоматизированного контроля поверхности

Точность токарной обработки - это соответствие детали, установленным чертежом, параметрам. Под точностью обработки понимается форма, размеры, корректность взаимного расположения частей, состояние поверхности (уровень шероховатости или ее полное отсутствие).

На точность токарной обработки влияют колебательные процессы в связке «деталь-станок», они носят стохастический характер, так как на них воздействует большое число внешних и внутренних вибрационных возмущений, которые передаются на обрабатываемую деталь через шпиндельное устройство детали, шпиндельное устройство инструмента и опору детали вследствие замкнутости системы «деталь-станок».

Точность обработки на токарных станках зависят от вибрационных возмущений в системе «деталь-инструмент» при которых формируется определенный микрорельеф на поверхности кольца, причем погрешностям формы, волнистости и шероховатости соответствуют различные частотные диапазоны колебаний. Превышение той или иной составляющей спектра колебаний некоторого номинального (эталонного) значения вызывает параметрический отказ, например повышенные значения огранки и волнистости поверхности качения. При точении колец подшипников такие отказы нарушают точность обработки поверхности деталей и приводят к изменению свойств верхнего слоя дорожек качения.

Для того, чтобы оценить класс точности обработки деталей на станках по характеристикам колебаний, разработана следующая методика обучающего эксперимента:

  • 1) предварительное получение спектральных и ряда других характеристик колебаний основных формообразующих узлов станков, осуществляющих обработку колец с различным качеством;
  • 2) определение информативных точек съема данных о колебаниях;
  • 3) выявление частотных диапазонов колебаний, в которых наблюдаются наибольшие характерные отличия спектральных характеристик различных станков;
  • 4) выбор метода предварительной обработки спектра колебаний для повышения его информативности;
  • 5) выбор характеристики стохастического сигнала, наиболее чувствительный к измерению динамического состояния станка;
  • 6) определение взаимосвязи выбранной характеристики с параметрами качества обработки.

В данной статье рассматривалась точность токарной обработки деталей и качество поверхностного слоя. Экспериментальные исследования процессов точения колец 42726ЛМ01 выполнены в ОАО «Саратовский подшипниковый завод» в цехе 20. Были взяты два токарных станка: ТП 400 и ПАБ 350. Было обработано 10 наружных колец. На станке ТП 35003 предварительно была проведена токарная операция обтачивания наружней цилиндрической поверхности. Был использован инструмент резец PSSNL3225Р15 пластина SNMG15061666IC110V. С целью повысить точность обработки на токарных станках были взяты режимы обработки. Частота вращения – 180 оборотов в минуту, скорость – 145 метров в минуту, Тмаш. – 1.33 мин. Кольца подбираются на предварительной операции таким образом, чтобы разброс не превышал 20 мкм. В этом случае обработка колец на окончательной токарной операции на станке ПАБ-350 имеет высокую точность обработки поверхности деталей и разброс составил не более 1 мкм. Измерения были произведены на приборе 0-64М.

Показания:

1) 252,15; 2) 252,20; 3)252,17; 4) 252,18; 5) 252,19; 6) 252,15; 7) 252,20; 8) 252,15; 9) 252,15; 10) 252,20.

Размер по чертежу наружного диаметра 252+03.

На токарном двухшпиндельном станке ПАБ-350 операция токарно программная, токарная обработка окончательная. Был использован инструмент резец PSKNR16CA-12, пластина SNMG120412-PGSC110V. Были взяты режимы обработки, частота вращения – 208,5 оборотов в минуту, скорость – 235,7 метра в минуту.

Чтобы определить класс точности обработки деталей измерения были произведены на приборе 0-64М.

Показания: 1) 250,6; 2) 250,6; 3) 250,6; 4) 250,6; 5) 250,6; 6) 250,6; 7) 250,6; 8) 250,6; 9) 250,6; 10) 250,6.

Определить точность механической обработки деталей и измерить отклонения от круглости нам помогло специальное оборудование - кругломер Talyrond-73. Кроме того, кольца измерялись на автоматизированном вихретоковом дефектоскопе АВК-Р.

Рис. 1. Измерение на кругломере Talyround-73

Автоматическое распознавание дефектов поверхностей качения – один из вопросов, решение которого представляет собой важный компонент интеллектуальной составляющей мониторинга, одной из характерных особенностей которого является применение вихретоковых приборов, как неразрушающих средств контроля (рис. 2). Предлагаемые ранее методики автоматизации вихретокового метода не позволяли определять обнаруженные неоднородности однозначно, а то и вовсе не позволяли выявлять локальные дефекты поверхности. Усовершенствованный метод распознавания дефектов по роликовой дорожке, применяемый в ОАО «Саратовский подшипниковый завод», решил эти задачи, но алгоритм обработки оказался слишком сложным и длился порядка 12…16 с.

Предлагаемая методика автоматического выявления и распознавания локальных дефектов поверхностного слоя деталей подшипников на основе вейвлет - анализа с использованием интегральных оценок основана, во-первых, на автоматическом поиске в исходном массиве данных вихретокового образа каждого кольца сегментов с существенной неоднородностью сигнала и применении к выделенному массиву вейвлет-преобразования, во-вторых, на применении к полученному спектру вейвлет-коэффициентов для различного вида дефекта одного из известных методов теории распознавания, в частности, метода распознавания с обучением по вихретоковым образам эталонных деталей подшипников из классификатора, применяемого на производстве.

На всех кольцах на вихретоковом дефектоскопе трещин и ожогов не выявлено.

Рис. 2. Точность токарной обработки при измерении на дефектоскопе АВК-Р