ГОСТ ISO 230-1-2018. Межгосударственный стандарт. Нормы и правила испытаний станков. Часть 1. Геометрическая точность станков, работающих на холостом ходу или в квазистатических условиях
10.2 Коаксиальная погрешность средних осевых линий
10.2.1 Общие положения
Для определения коаксиальной погрешности между двумя средними осевыми линиями требуются в основном четыре параметра (см. 3.7.2). Два из них определяют погрешность параллельности между двумя осями, а два других - сдвиг между ними, причем все измерения производят в двух взаимно перпендикулярных плоскостях (например, в вертикальной и горизонтальной). Следовательно, метод измерения погрешности параллельности между двумя осями вращения (см. 10.1.5) можно использовать для определения коаксиальной погрешности. Аналогично метод измерения, используемый для измерения коаксиальной погрешности, можно использовать для измерения погрешности параллельности между двумя осями вращения.
10.2.2 Метод фронтального и бокового смещения неподвижной точки
Данный метод весьма практичен для измерения как смещения, так и погрешности параллельности, поскольку не требует прецизионных объектов. Для этого метода измерения требуется установить на одном из шпинделей или поворотных столов станка два датчика линейного перемещения, а на другом шпинделе или поворотном столе - кронштейн для мишени, как показано на рисунке 60. Датчик линейного перемещения устанавливают таким образом, чтобы можно было измерять смещение кронштейна для мишени как в радиальном (боковое смещение), так и в осевом (лицевое смещение) направлении.
1 - датчик радиального линейного перемещения; 2 - датчик
аксиального линейного перемещения; 3 - кронштейн прицела;
g - сила тяжести
Рисунок 60 - Измерение коаксиальной погрешности методом
фронтального и бокового смещения неподвижной точки
При совместном повороте двух осей снимают показания датчиков линейного перемещения в позициях 0°, 90°, 180° и 270°.
Во избежание термальных воздействий следует повторять эти измерения три раза. Далее приведены уравнения (11) - (14) для расчета величины коаксиальной погрешности двух осей в двух плоскостях:
- сдвиг по вертикали V0:
; (11)
- вертикальный угол VA:
; (12)
- сдвиг по горизонтали HO:
; (13)
- горизонтальный угол HA:
; (14)
где R0 - величина радиального смещения в угловой позиции 0°;
R90 - величина радиального смещения в угловой позиции 90°;
R180 - величина радиального смещения в угловой позиции 180°;
R270 - величина радиального смещения в угловой позиции 270°;
F0° - величина аксиального смещения в угловой позиции 0°;
F90° - величина аксиального смещения в угловой позиции 90°;
F180° - величина аксиального смещения в угловой позиции 180°;
F270° - величина аксиального смещения в угловой позиции 270°;
D - диаметр круга, пройденного центральной осью датчика смещения.
Примечание - Коаксиальную погрешность рассчитывают как отношение диаметра окружности, измеренного датчиком линейного перемещения в торцевой точке измерения, к соответствующей длине измерения.
Перед началом испытания следует измерить стрелу прогиба (упругую деформацию) используемых кронштейнов. Это осуществляют путем прижатия кронштейнов к жесткой оправке, удерживаемой между двумя центрами, как показано на рисунке 61.
1 - датчик радиального линейного перемещения; 2 - датчик
аксиального линейного перемещения; 3 - кронштейн прицела;
4 - центр; g - сила тяжести
Рисунок 61 - Калибровка упругой деформации
испытательного оборудования
Для расстояния между опорами свыше 200 мм подходят стальные оправки диаметром 50 мм. Для станков очень высокой точности рассчитывают необходимый диаметр оправки или вносят поправку на жесткость оправки. Датчик перемещения обнуляют на концевой позиции (0° на рисунке 61), а контрольную оправку поворачивают до тех пор, пока датчик перемещения не достигнет нижней позиции (180° на рисунке 61). Данные смещения обоих датчиков показывают воздействие упругой деформации в каждом направлении.
Если только одна из осей является осью вращения, кронштейн, несущий измерительный инструмент, жестко закрепляют на оправке, представляющей собой ось, вокруг которой происходит вращение. Если требуется поворачивать измерительный инструмент вокруг неподвижной оправки, его устанавливают на кольцевом калибре, вращающемся с минимальным зазором. Этот калибр должен иметь длину, достаточную для того, чтобы гарантировать независимость результата измерений от величины просвета в данном калибре.
На погрешность параллельности, измеряемую методом фронтального и бокового смещения неподвижной точки, оказывает воздействие аксиальная погрешность перемещения испытуемых вращающихся компонентов. Для исключения этого источника неточности измерения комплект измерительного оборудования модифицируют, как показано на рисунке 62. В таком комплекте второй датчик радиального перемещения, установленный на заданном шпинделе, замещает датчик аксиального перемещения. Расчеты горизонтального и вертикального углов базируются на разностях смещений, измеренных датчиками, отстоящими друг от друга на соответствующее расстояние.
1 - первый датчик радиального линейного перемещения;
2 - второй датчик радиального линейного перемещения;
3 - кронштейн прицела; g - сила тяжести
Рисунок 62 - Устранение воздействия погрешности осевого
перемещения на результаты измерения коаксиальной погрешности
