Точность станков

Марат

Всё это верно, когда человек, строящий самостоятельно станок имеет хоть какое-то представление о обработке резанием, технологии машиностроения и т.д.
Но как показывает форум часто за это берутся люди, которые имеют ноль понятия в этом. Хотя в другой области наверно неплохие специалисты.
Я не говорю что это плохо, просто потом возникают интересные вопросы типа а какие обороты должны быть у шпинделя, какой инструмент нужен и т.д. и ещё - люди делают станки используя строительные шпильки - за 200 руб, а вы предлагаете измерения проводить инструментом в 10 раз дороже 😃

"1) Проверка геометрической точности станка "

Не вижу смысла в этой операции - после сборки станка стол просто фрезеруется “как чисто” и всё - геометрия обеспечена. А замерять… для чего? Чтобы оценить кривизну своих рук? 😃

Galant1
Марат:

"1) Проверка геометрической точности станка "

Не вижу смысла в этой операции - после сборки станка стол просто фрезеруется “как чисто” и всё - геометрия обеспечена. А замерять… для чего? Чтобы оценить кривизну своих рук? 😃

а если Z неперпендикулярно Y , тоже поможет?

Tvinner
Марат:

Я не говорю что это плохо, просто потом возникают интересные вопросы типа а какие обороты должны быть у шпинделя, какой инструмент нужен и т.д. и ещё - люди делают станки используя строительные шпильки - за 200 руб, а вы предлагаете измерения проводить инструментом в 10 раз дороже 😃

"1) Проверка геометрической точности станка "

Не вижу смысла в этой операции - после сборки станка стол просто фрезеруется “как чисто” и всё - геометрия обеспечена. А замерять… для чего? Чтобы оценить кривизну своих рук? 😃

Замерять действительно останется лишь для того, что б кривизну поделки своей увидеть, но стол сам по себе не всегда ведь можно отфрезеровать, некоторые делают свои столы из материала, который их шпиндель взять не сможет. А фрезерование стола на другом станке, не дает гарантии правильного результата. Можно конечно на стол сверху поставить дополнительный “фальшстол” из дерева и уж его отфрезеровать. Ну, а если при этом будешь знать, какая у тебя погрешность, то и это не помешает.

Знающие люди найдут применение соточному индикатору, и в повседневной работе, кроме выставки станка, так что если его приобрести, то он в любом случае пригодиться. А стоит он не так уж и дорого, примерно 1000 рубликов. А если с магнитной стоечкой то еще плюс 1500 их же, а в работе они незаменимы.

Если человек не специалист в этом деле, то я не знаю что ему посоветовать, но все таки знание того как работают на станках наладчики ЧПУ, не только не помешает, но и поможет, ему в дальнейшем!

А насчет того, что люди делают станки из шпильки за 100 руб. (она дороже не стоит), то ведь при грамотном подходе можно и с их помощью сделать хороший станок, да микронной точности не будет, может даже и сотки не поймаешь, но это смотря какие цели. Например для художественной резки по дереву размеры в 0,1мм в самый раз будут!

AlexSpb

Знающие люди найдут применение соточному индикатору, и в повседневной работе, кроме выставки станка, так что если его приобрести, то он в любом случае пригодиться.

У меня появилась как-то лишняя поверочная линейка 2500мм,вещь редкая,но хоть бы кто из станкостроителей написал,попросил,предложил продать,так нет,нафиг никому не надо.Так и индикаторы и инструмент.

А насчет того, что люди делают станки из шпильки за 100 руб. (она дороже не стоит), то ведь при грамотном подходе можно и с их помощью сделать хороший станок, да микронной точности не будет, может даже и сотки не поймаешь,

Чтоб больше шпильки как признак неточности не упоминали,готов на спор собрать станок на шпильке и поймать сотки.Цена пари от 2000дол. 😈
Вы и на примере шпилек,плохо понимаете о чем говорите.
Возьмите допуски, шаг, длину гайки и посчитайте.

П.С. шпильки не люблю. 😂

Tvinner
AlexSpb:

У меня появилась как-то лишняя поверочная линейка 2500мм,вещь редкая,но хоть бы кто из станкостроителей написал,попросил,предложил продать,так нет,нафиг никому не надо.Так и индикаторы и инструмент.

Чтоб больше шпильки как признак неточности не упоминали,готов на спор собрать станок на шпильке и поймать сотки.Цена пари от 2000дол. 😈
Вы и на примере шпилек,плохо понимаете о чем говорите.
Возьмите допуски, шаг, длину гайки и посчитайте.

П.С. шпильки не люблю. 😂

Насчет ловли соток, то я и сам их поймать смогу, но я там писал, что МОЖЕТ и не поймаешь, смотря как станок соберешь. И на примере шпилек я очень хорошо се понимаю. Сам собираю на шпильках, потому как ставить на станок ШВП, пока не готов, финансы не позволяют, приходится реально смотреть на вещи! А погрешность вообще от шага и длины резьбы не зависит, она зависит от жесткости станка и от усердия конструктора, если у вас люфт +/- километр, то даже и ШВП, точности не даст!

А насчет индикаторов, если у вас есть стоточный индикатор да еще и магнитная стоечка, то я с удовольствием приобрету. Только не дороже тех цен которые я указал. Потому что мне не нужен фирстиперстный немецкий или японский индикатор, пойдет и советский. А вообще при сборке станка они очень даже нужны, что бы например направляющие выставлять относительно станины!

VShaclein

Моя имха считает, что фрезерные станочки на 16мм направляющих и точность, как ее нужно бы понимать, вещи несовместимые.
Станок в первую очередь должен быть жесткий, во вторую - не иметь люфтов.
В третью - необходим соответствующий измерительный инструмент.
Если хотя бы одно из условий не выполняется - все, дальше разговоры о точности можно не продолжать.

Марат
Galant1:

а если Z неперпендикулярно Y , тоже поможет?

Это уже будет не станок 😲

А вообще если говорим о паралельности плоскости стола направляющим по X и Y то лучше ничего не придумаешь, то же самое при обработке на фиксированной глубине. При изменяемой глубине - 3D - к примеру - получите Scheise!

Tvinner
VShaclein:

Моя имха считает, что фрезерные станочки на 16мм направляющих и точность, как ее нужно бы понимать, вещи несовместимые.
Станок в первую очередь должен быть жесткий, во вторую - не иметь люфтов.
В третью - необходим соответствующий измерительный инструмент.
Если хотя бы одно из условий не выполняется - все, дальше разговоры о точности можно не продолжать.

Скажите вашей ИМХЕ, что она сильно ошибается насчет совместимости 16мм-вых станков, и той точности как её нужно бы понимать!

Такие станки (если они сделаны) по правилам и на совесть, обеспечивают точную обработку только тех материалов, на которые они и были рассчитаны!
Конечно, если вам взбредет в голову, обработать кусок легированной стали на таком станке, при подаче G00, и снимая при этом сантиметров 20, то только в этом случае ваша ИМХА окажется правой!!!

А жесткость станка, довольно растяжимое понятие, и зависит от запросов, конструктора. Кто вам сказал что станки на 16мм-х направляющих не могут иметь достаточной жесткости? Или может вы знаете универсальное значение данного параметра? Тогда укажите его пожалуйста, мне было бы интересно его узнать!
Ну а с третьим вашим утверждением, я полностью согласен!

Марат:

Это уже будет не станок 😲

Даже среди промышленных станков, обнаруживают непараллельность, (имею ввиду совковые), так что для хобби сам бог велел!!!

Марат
Tvinner:

Даже среди промышленных станков, обнаруживают непараллельность, (имею ввиду совковые), так что для хобби сам бог велел!!!

Весь вопрос в том какая непаралельность 😁
Если при разработрке конструкции было задано - обеспечить в поле 150 х 150 точность 0,02 а не паралельность получилась в реале 0,05 - тогда надо мерить кривизну рук, ну может ещё и извилин, больше ничего не остаётся делать 😒

toxa
VShaclein:

Моя имха считает, что фрезерные станочки на 16мм направляющих и точность, как ее нужно бы понимать, вещи несовместимые.

Да ладно уж скромничать, пишите смелее: “все что сделал не я - полное говно”. 😃

Tvinner:

Скажите вашей ИМХЕ, что она сильно ошибается насчет совместимости 16мм-вых станков, и той точности как её нужно бы понимать!

Абстрактная точность вообще не зависит от толщины направляющих. Есть классы точности для станков. Если станок соответствует заданному классу точности, то пофигу, какие у него направляющие.

VShaclein
Tvinner:

Такие станки (если они сделаны) по правилам и на совесть, обеспечивают точную обработку только тех материалов, на которые они и были рассчитаны!

Именно! Каких материалов ? Дерево с пенопластом ? А зачем для этого точность ?
Я это к чему.
Ведь никто не пишет “делаю станочек с полем 100*100*50”, с чем бы 16мм вполне справились.
Но эти размеры достижимы и при обычным столе на ласточкином хвосте.

Tvinner:

Конечно, если вам взбредет в голову, обработать кусок легированной стали на таком станке, при подаче G00, и снимая при этом сантиметров 20, то только в этом случае ваша ИМХА окажется правой!!!

Нет, ну можно, наверно, и на 16мм, только при иной технологии.
Но ее никто не использует и вряд ли будет в ближайшее время.

Tvinner:

Кто вам сказал что станки на 16мм-х направляющих не могут иметь достаточной жесткости? Или может вы знаете универсальное значение данного параметра? Тогда укажите его пожалуйста, мне было бы интересно его узнать!

Полметра, висящие в воздухе. Кхе.
Будут прогибаться и под своим весом, не то чтобы столик на них поставить.
Это можно было бы допустить, но лишь при наличии станины, которая, пардон не гнется, а только ломается.
Другими словами, чтобы при снятии нагрузки направляющие возвращались на свое место, которое мы каким-то образом тщательно промеряли.
Неприятность в том, что снова получаем конструкцию сложнее, тяжелее и хуже чем типовая.
Видимо есть серьезные причины, по которым она до сих пор используется.

toxa:

Да ладно уж скромничать, пишите смелее: “все что сделал не я - полное говно”. 😃

Пишу: “все что я сделал до сих пор - полное говно”. В контексте станков, конечно.
А по поводу всех, не все же используют такую компоновку 😉

toxa:

Если станок соответствует заданному классу точности, то пофигу, какие у него направляющие.

Да, но для этого должны быть определенные, далеко не пофигу, предпосылки.

Tvinner

Судя по вашим вопросам, у меня сложилось мнение, что вы плохо разбираетесь в классификации станков, и в технологии обработки материалов. Хотя в ветке про гидропривод кажется, вы утверждали, что не первый год занимаетесь станками?
Тоха сказал правильно, про классы точности. Но, это не все. Еще есть такой общеизвестный параметр, как область применения. Так сказать специализация станков. И сравнивание станков между собой, без учета данного параметра, всё равно, что сравнивать грузовик с легковушкой!
А точность при обработке дерева, безусловно, нужна, и порой деревообрабатывающие станки не уступают по точности, своим собратьям по металлообработке.
А насчет использования ласточкиного хвоста, да со станиной из литого чугуна. Так это хозяин барин… Но, вы не путайте разработку промышленного станка, с конструированием хоббийного. Приоритеты в данных направлениях сильно различаются. На станкостроительных заводах есть все условия для создания необходимых деталей. А у ряда самодельщиков если и есть сверлильный станок, то это уже считается большой форой. Поэтому приходится искать оптимальные варианты, а цилиндрические направляющие как раз и есть ОПТИМАЛЬНЫЙ вариант!
Сможете изготовить точные направляющие типа «ласточкин хвост» не используя при этом фрезерный и шлифовальный станки?
А насчет прогиба, так вы не КХЕ-кайте, прогибаться то будут, но и эту погрешность можно узнать, а, узнав, подобрать режимы резания, при которых эта погрешность будет оказывать минимальное влияние.
Да именно так. А вы что хотели? Собрать «высокоточный» станок, и потом не париться? Такое только в сказках бывает. И если человек может выявить погрешности своего станка, а потом устранить или уменьшить их влияние. То, только тогда его можно назвать наладчиком, а до этого он не более чем оператор! 😜 😜 😜

Wirbelwind

Хочу добавить кое что к началу темы про ГОСТы на станки.
Нашел несколько книжечек:

  1. ГОСТ 7599-73 Станки металло и деревообрабатывающие. Общие технические условия.
  2. ГОСТ 9726-72 Станки фрезерные вертикальные с крестовым столом. Нормы точности.
  3. ГОСТ 23597-79 Станки металлообрабатывающие с ЧПУ. Обозначение осей координат и направлений движений.
  4. ГОСТ 17734-72 Станки фрезерные консольные. Нормы точности и жесткости.
  5. ГОСТ 2110-85 Станки горизонтально-расточные. Нормы точности.
  6. ГОСТ 18101-72 Станки продольно-фрезерные. Нормы точности и жесткости.
  7. ГОСТ 18097-72 Станки токарные и токарно-винторезные. Нормы точности и жесткости.

Есть еще одна интересная методичка:
Контрольные испытания МС с ЧПУ на надежность. Мегаворян Л.Г., Пустова В.Л., Бутученков С.В. - ЭНИМС, 1983 г.

И еще один момент. ГОСТ дают промышленные стандарты для проверки станков, но не дают рекомендаций по их проектированию. При проектировании обычно по этим самым ГОСТам назначается уставка на определенный формообразующий узел. Допустим нужна точность обработки 50 мкм (точение цилиндра). Есть 4 узла - шпиндельная бабка, станина, суппорт, салазки. Все это слишком утрировано.
Дальше вопрос стоит в том как распределить эту точность на все узлы, т.е. Какую долю должна вносить в эти 50 мкм шпиндельная бабкая, какую суппорт и т.д.
Обычно эту долю назначают в соответсвии со стоимостью или трудоемкостью изготовления узла.
Допустим шпиндель стоит 100 часов изг. Суппорт и станина (несущая система) по 50 часов, а салазки 20 часов. (все это с потолка). Так вот считается что доля вносимой погрешности должна быть обратно пропорциональна цене.
Итак общая трудоемкость 100+50+50+20=220.
После упрощения чисел получим - 10+5+5+2=22.
Так вот заменяем на доли соответствующие узлам - 1/10+1/5+1/5+1/2=50 мкм.
То есть на долю шпинделя должно приходиться примерно 5 мкм (1/10 от 50 ). На суппорт и станину по 10 мкм, а на салазки 25. Это все пока не есть точность изготовления узлов, а лишь уставка на эти узлы.
Чтобы сформулировать требование например к шпинделю надо выяснить дальше вот что.
Какие факторы влияют на него (геом. точность, жесткость, тепловые деформации и т.д.)
Допустим в данном примере влияет геом неточность и жесткость. Теперь нужно 5 мкм разделить на эти два явления. Пока с потолка числа - 3 мкм на радиальное биение, и два мкм на жесткость. При обработке короткого вала радиальное биение будет основным из геометрии, а 2 мкм на жесткость - это прогиб от силы резания в точке резания.
Эта вся методика довольно сложная поэтому чаще всего многие уставки на определенные узлы назначают экспертным методом. То есть собираются несколько грамотных мужиков и после деловой беседы решают какое должно быть бинение шпинделя, какова непараллельность направляющих и т.д. Этот метод опирается уже на готовые построенные конструкции.

VShaclein
Tvinner:

Судя по вашим вопросам, у меня сложилось мнение, что вы плохо разбираетесь в классификации станков, и в технологии обработки материалов. Хотя в ветке про гидропривод кажется, вы утверждали, что не первый год занимаетесь станками?

Все верно. Но я не писал, что я профессионал-механик 😉

Tvinner:

Тоха сказал правильно, про классы точности. Но, это не все. Еще есть такой общеизвестный параметр, как область применения. Так сказать специализация станков. И сравнивание станков между собой, без учета данного параметра, всё равно, что сравнивать грузовик с легковушкой!
А точность при обработке дерева, безусловно, нужна, и порой деревообрабатывающие станки не уступают по точности, своим собратьям по металлообработке.

Зачем это нужно, если “деталь” из дерева будет менять и геометрию и размеры, а кое-где еще придется положить грунт неизвестной толщины.

Tvinner:

А насчет использования ласточкиного хвоста, да со станиной из литого чугуна.

О!

Tvinner:

Так это хозяин барин… Но, вы не путайте разработку промышленного станка, с конструированием хоббийного. Приоритеты в данных направлениях сильно различаются. На станкостроительных заводах есть все условия для создания необходимых деталей. А у ряда самодельщиков если и есть сверлильный станок, то это уже считается большой форой. Поэтому приходится искать оптимальные варианты, а цилиндрические направляющие как раз и есть ОПТИМАЛЬНЫЙ вариант!
Сможете изготовить точные направляющие типа «ласточкин хвост» не используя при этом фрезерный и шлифовальный станки?

Я сделал станочек почти без фрезерования и практически без инструмента, вот его я с полной уверенностью назову хоббийным.
Но как только возникает разговор о фрезеровании таких-то там деталей (крепление направляющих, например) для станочка, то у меня сразу возникает вопрос - а может всетаки взять чугун и не мудрить с этой узорчатостью ?
Кстати, мысли эти навеяны этим форумом. Или были и раньше, но только вот сейчас формализовались.

Tvinner:

А насчет прогиба, так вы не КХЕ-кайте, прогибаться то будут, но и эту погрешность можно узнать, а, узнав, подобрать режимы резания, при которых эта погрешность будет оказывать минимальное влияние.
Да именно так. А вы что хотели? Собрать «высокоточный» станок, и потом не париться?

О, высокоточно ! Пардон за каламбур. Думаю, таки соберем, не парясь.

Tvinner:

Такое только в сказках бывает. И если человек может выявить погрешности своего станка, а потом устранить или уменьшить их влияние. То, только тогда его можно назвать наладчиком, а до этого он не более чем оператор! 😜 😜 😜

Ну Вы ведь тоже, используя 16мм направляющие, отрицаете весь предыдущий опыт станкостроения 😜

зы: А может нам приемно-аттестационную комиссию учинить, станочки по качеству принимать, а ? 😉

toxa
VShaclein:

Зачем это нужно, если “деталь” из дерева будет менять и геометрию и размеры, а кое-где еще придется положить грунт неизвестной толщины.

Вот гнать только не надо, пожалуйста. Есть фирменный станочек step-four. Там как раз такие направляющие. “Размеры и геометрия” деревянных и дюралевых деталей, полученных с его помощью, не меняется. Это есть факт. Безотносительно того, нравится это вам или нет. 😃

VShaclein
toxa:

Вот гнать только не надо, пожалуйста. Есть фирменный станочек step-four. Там как раз такие направляющие. “Размеры и геометрия” деревянных и дюралевых деталей, полученных с его помощью, не меняется.

Влажность и деформация древесины.
Древесина является гигроскопичным материалом, то есть она обладает свойством поглощать и отдавать влагу из окружающей среды. Поэтому влажность древесины изменяется при изменении влажности и температуры окружающего воздуха. При относительной влажности воздуха 50% и температуре +20 С равновесная влажность древесины составит 9%, при влажности воздуха 30% и температуре +25 С влажность древесины составит 5%. Скорость изменения влажности древесины зависит от породы. Изменение равновесной влажности древесины на 2% (с 9% до 11%) для дуба произойдет за 40 суток, а для бука — за 12 суток. Древесина является анизотропным материалом, то есть ее свойства в различных направлениях не одинаковы. Это полностью проявляется и при деформации древесины. В продольном направлении изменение размера древесной планки меньше в 10 раз, чем в поперечном. Для практических целей можно пользоваться следующим ориентировочным соотношением: при изменении влажности паркетных планок на 1% их ширина изменяется примерно на 0,25% (Для планки шириной 60 мм деформация составляет 0,15 мм на 1% изменения влажности древесины. Величина реальной деформации паркетных планок при переходе от зимнего к летнему периоду может быть весьма значительной. Так при изменении относительной влажности воздуха от 30%(зима, помещение с центральным отоплением и без дополнительного увлажнения) до 60% (лето, осень) при температуре +20 С равновесная влажность древесины изменяется на 5%.

toxa:

Это есть факт. Безотносительно того, нравится это вам или нет. 😃

toxa

Если у вас в процессе выпиливания детали из паркетины зимнее время меняется на летнее, то у меня нет к вам больше никаких вопросов. 😃

Sergei-md
toxa:

“Размеры и геометрия” деревянных и дюралевых деталей, полученных с его помощью, не меняется.

😁 ну расмешил.
А если ты несколько деталей из дерева выпилишь зимой, то я сильно сомневаюсь что после сборки,
они у тебя сохранят все размеры летом.
Не пробовал после зимы открыть ставни своих окон? 😉

Tvinner
VShaclein:

Ну Вы ведь тоже, используя 16мм направляющие, отрицаете весь предыдущий опыт станкостроения 😜

А кто вам сказал, что я использую 16мм направляющие? Ничего подобного, у меня 20мм-вые. А опыт станкостроения я не отрицаю, а просто (повторюсь) использую оптимальный вариант станка. Главное правильно расставить приоритеты! Мне нужен станок с рабочим полем в 500*600*150мм, для обработки дерева, и только. Но я использую вариант с неподвижным порталом, потому как жесткость станка при этом обеспечить легче. И все это при заданной себестоимости не более 1000$.

И по точности на дереве. Я думаю, что мы не совсем правильно друг друга понимаем, в этом вопросе. Я не собираюсь вытачивать паркетные бруски, основная задача для моего станка, вырезание сложных контуров на поверхности заготовки. (Попросту резка узоров.) А изменится ли после, размер заготовки вследствие гигроскопичности материала, глубоко плевать потому, как общий рисунок это уже не сильно попортит.
НО! Это отнюдь не говорит о том, что точность станка при резке не нужна. Наоборот именно в этом случае она нужна как никогда! Приведу пример:
Допустим, у нас есть люфт по осям, достаточно существенный, (для хобби ~1мм.) И нам нужно обработать контур прямоугольника. На рисунке (а) красным цветом показана реальная траектория движения инструмента, по отношению к идеальной (при нулевом люфте). То что, инструмент все-таки возвратился в начальную точку, обусловлено тем, что вперед и назад по осям он проходил одинаковое расстояние. А теперь вопрос вдогонку, где окажется в итоге инструмент после обработки контура с рисунка (б)?

И кстати, на этом сайте есть очень хорошая статья по изготовлению хобби станка. Не знаю, читали ли вы её, но если нет, то рекомендую. Называется «Механика самодельного станка ЧПУ»

Статья!!!

toxa
Sergei-md:

😁 ну расмешил. А если ты несколько деталей из дерева выпилишь зимой, то я сильно сомневаюсь что после сборки, они у тебя сохранят все размеры летом.

Блин. Не надо путать теплое с мягким. При чем тут направляющие тогда вообще? Человек пишет, что из-за круглых направляющих диаметром 16мм детали всегда будут кривые. Я написал, что получаются вполне ровные. После чего пошел какой-то гон про лету-зиму. Какая связь?! Или, может быть, дюраль тоже от влажности размеры меняет?

AlexSpb

Вот смотрю опять все путают предназначение,механическую точность ,электрическую точность и свойства материала.