Точность станков

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.

Tvinner
AlexSpb:

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

Поясните пожалуйста. Особенно про электрическую точность. Я про такую вроде не слышал, интересно было бы узнать!

toxa

Электрическая точность это покруче полимербетона. Вероятно, имелась в виду “точность позиционирования”. При чем не фактическая, а расчетная, типа микрошаг у нас 1/8, 200 шагов на оборот, шаг резьбы ходового винта такой-то, отношение редуктора такое-то. Потом пишут везде, типа, “вау, мы круче всех, такая точность у нас, такая точность, ваще, даже нули в калькулятор не помещаются”.

AlexSpb

toxa за меня все ответил.

Специально так написал что-б разделить фактическую,механическую и возможную.

Galant1
toxa:

Электрическая точность это покруче полимербетона. Вероятно, имелась в виду “точность позиционирования”. При чем не фактическая, а расчетная, типа микрошаг у нас 1/8, 200 шагов на оборот, шаг резьбы ходового винта такой-то, отношение редуктора такое-то. Потом пишут везде, типа, “вау, мы круче всех, такая точность у нас, такая точность, ваще, даже нули в калькулятор не помещаются”.

Так и есть 😃

Ставится после этой цифири огромный восклицательный знак и тут же вешают на станок лейбл “СУПЕРПРОФИ” 😃
А то, что он на 16мм направляющих висит в воздухе в пролете под метр - эт как-то в учет не берется 😃

toxa

Я вижу тут у каждого своя больная тема.

AlexSPB, это не “возможная” точность, а прямо таки наоборот, невозможная.

Galant1, я понимаю, что у вас с VShaclein это больная тема, “про 16 мм”. Но все же замечу, что если станок укладывается в заявленные производителем характеристики, то пофигу сколько там мм. Главное, чтобы заявлено было то, что есть на самом деле, а не “возможная точность”, как у AlexSPB.

AlexSpb

Да уж куда мне-то с точностью.
Я-то по старинке,как получится.

spike

А хотелось всего навсего узнать как определяют точность станков… 😃

paradox
spike:

А хотелось всего навсего узнать как определяют точность станков… 😃

поскольку все высказались, отвечу, причем человеческим, а не гостовским языком.

точность означает крайние отклонения от заданного номинала при повторных работах.
т. е. если вы сделаете ХХХХ деталей с пазом в 10мм и реальные размеры паза будут 9.9-10.1 мм, то и точность ваша ± 0.1мм

Tvinner
spike:

А хотелось всего навсего узнать как определяют точность станков… 😃

Мне почему-то показалась, что это тема про то, как определить погрешность. 😃

Andrey12:

Может вот это поможет www.hobbycnc.ru/docs/precision.djvu
(если конечно речь идет о точности станка а не изделия. ИМХО это очень большая разница)

Не совсем так, в 99% случаев, именно по точности изделия определяют точность станка. По оставшемуся проценту можно определить лишь кривизну рук и мозгов наладчика.

Paradox, сказал верно. Формулировка звучит примерно так:
«Точность станка определяется точностью обработанной поверхности при заданной производительности».

spike
Tvinner:

Мне почему-то показалась, что это тема про то, как определить погрешность. 😃

А в чем различие?

Tvinner:

«Точность станка определяется точностью обработанной поверхности при заданной производительности».

Вот и хотелось бы как-то систематизировать тесты для определения зависимости “точность поверхности”-“вид поверхности”-“производительность”-“материал”-“прочие условия”.

Creolka
spike:

Вот и хотелось бы как-то систематизировать тесты для определения зависимости “точность поверхности”-“вид поверхности”-“производительность”-“материал”-“прочие условия”.

Эх, спрошу всё-же.
А что даст эта систематизация человеку который, образно говоря, при помщи молотка, зубила и какой-то матери из строительных шпилек, старых гидроштоков и плоттеров гоношит себе “фрезер”?
Какой смысл говорить о нормах если применяются компоненты изначалльно нерасчитанные на то что-бы эти нормы обеспечить?
О какой точности можно говорить применяя строительную шпильку у которой на 100 мм длинны шаг может от -0,1 до +0,1 “плавать” ?
И что самое поразительное это возмущённо-удивлённое "где “грабли"зарыты, круг не круглый”?
Так и подмывает спросить: “А что сделано для того что-бы круг круглый был?”…

Извените, навеяло прочтённым.