BADANIA PRAC¥ I OKREŒLANIE MO¯LIWOŒCI TECHNOLOGICZNYCH

Normy ustalaj¹ce ogólne wytyczne badañ odbiorczych obrabiarek [170, 176, 187], zagadnienie badañ prac¹ traktuj¹ marginalnie. Uszczegó³owienie badañ wystêpuje do-piero w normach przedmiotowych dotycz¹cych konkretnych rodzajów obrabiarek (np. [174, 175, 178–183, 201, 202]). Normy podaj¹ zasady przyjmowania kszta³tu przedmiotu obrabianego, np. rys. 2.13, jego zamocowania, rodzaje operacji technologicznych i do-puszczalne odchy³ki wyznaczanych parametrów dok³adnoœci wykonania. Zaleca siê, aby badania prac¹ wykonane by³y podczas obróbki wykañczaj¹cej, a nie podczas obróbki zgrubnej, podczas której wystêpuj¹ du¿e si³y skrawania. Kszta³t i wymiary przedmiotu obrabianego nie maj¹ zwi¹zku z rozk³adem spektrum przedmiotów, które bêd¹ wyko-nywane na danej obrabiarce. Dobierane s¹ w zale¿noœci od typu i wielkoœci badanej obrabiarki.

Rys. 2.12. Karta stabilnoœci frezarki uzyskana na podstawie testów obróbkowych [156] Fig. 2.12. Milling machine stability chart obtained from cutting tests [156]

90Hz 95Hz 0 2 4 6 8 10 60 80 100 120 140 160 n [min ]^-1 p 95Hz 95Hz 100Hz 100Hz 102Hz 105Hz skrawanie niestabilne skrawanie stabilne

Prêdkoœæ obrotowa freza

G³ êbo koœ æ skr awan ia

35

Wraz ze wzrostem znaczenia statystycznego procesu regulacji jakoœci wprowadzo-na zosta³a metoda badania mo¿liwoœci technologicznych obrabiarek (niem. Fähig-keitsuntersuchungen – dos³. t³um. badania zdolnoœci) [153, 158], która jest zwi¹zana z okreœleniem niezawodnoœci maszyny i realizowanego procesu. Autorzy tej metody stwierdzili, ¿e w tym zakresie brak jest norm i zaleceñ, które by³yby niezale¿ne od pro-ducenta. Opracowali wiêc metodê, która przez obróbkê 50 próbnych przedmiotów oraz ich pomiar i analizê statystyczn¹ wymiarów, umo¿liwia dokonanie oceny dok³adnoœci roboczej obrabiarki, uwzglêdniaj¹c nie tylko w³asnoœci maszyny, lecz tak¿e materia³, warunki procesu skrawania i obs³ugi (rys. 2.14). Badania te s¹ zalecane tylko w sto-sunku do obrabiarek, które u¿ywa siê do produkcji wielkoseryjnej lub masowej [158]. Mo¿liwoœci technologiczne s¹ wiêc okreœlane jako zdolnoœæ maszyny wytwórczej do wytwarzania w produkcji wielkoseryjnej i masowej przedmiotów, z zachowaniem zde-finiowanej tolerancji wykonania, ze statystycznie wykazan¹ pewnoœci¹ [157].

W badaniach mo¿liwoœci technologicznych bardzo du¿e znaczenie ma ustalenie wp³ywu trendu (np. odkszta³ceñ termicznych, zu¿ycia narzêdzia) na odchylenie stan-dardowe mierzonych wymiarów i jego eliminacja przez dokonanie odpowiedniej po-prawki zmierzonych wartoœci. Na podstawie obliczonych œrednich arytmetycznych i odchylenia standardowego s skorygowanych danych pomiarowych wyznaczane s¹ wskaŸnik mo¿liwoœci technologicznych obrabiarki i krytyczny wskaŸnik mo¿liwoœci technologicznych obrabiarki: s T s A B cm 6 6⁻ = = _(2.1) l φ^D l l l l 2 2 l 2 2 ₂ 1 1 1

Rys. 2.13. Przyk³ad kszta³tu próbnego przedmiotu obrabianego stosowanego w badaniach prac¹ tokarek i do oceny dok³adnoœci wykonania (przy czym: D >D_a/8,

l_l = 0,5D, l_lmax = 500 mm, l_2max = 20 mm) [179, 201]

Fig. 2.13. Example of the test piece shape used in machining tests of the lathes and in assessment of the machining accuracy, where: D >D_a/8,

l_l = 0,5D, l_lmax = 500 mm, l_2max = 20 mm [179,201] 2.4. Badania obrabiarki pod obci¹¿eniem roboczym

    s s 3 3 (2.2)

gdzie: x– – œrednia arytmetyczna zmierzonych wymiarów.

WskaŸnik c_m charakteryzuje naturalne mo¿liwoœci obrabiarki (rozrzut) i nie mówi nic o tym, ile wartoœci pomiarowych le¿y w polu tolerancji, poniewa¿ ich rozk³ad mo¿e byæ niesymetryczny. WskaŸnik krytyczny c_mk okreœla zaœ zarówno rozrzut, jak i prawi-d³owoœæ ustawienia maszyny w stosunku do œrodka pola tolerancji [51]. Wiêksze war-toœci wskaŸników odpowiadaj¹ wiêkszym mo¿liwoœciom technologicznym obrabiarki. Minimalna wartoœæ wskaŸników wynosi 1,33 [153]. Jeœli œrednia arytmetyczna zmie-rzonych wymiarów le¿y w œrodku pola tolerancji, to oba wskaŸniki przyjmuj¹

jedna-Rys. 2.14. Przebieg badañ mo¿liwoœci technologicznych obrabiarki [159] Fig. 2.14. Course of the production capacity tests of machine tools [159]

Wybór obrabiarki z przedmiotem, cykl obróbki < 10 min

Uzgodnienia ^{Organizacja, ustalenie sposobu}postêpowania i warunków brzegowych

Faza nagrzewania obrabiarki

Faza grzania obrabiarki na biegu ja³owym, ocena tendencji

odkszta³ceñ termicznych

Wstêpny rozbieg

obrabiarki ^{Ustawienie nastaw obrabiarki}na wartoœci nominalne

Obróbka przedmiotów próbnych _{50 przedmiotów próbnych}^{Obróbka kolejno po sobie}

Pomiar ^{Ustalenie za³o¿eñ odnoœnie}do zdolnoœci pomiarowych œrodków mierniczych

37 kowe wartoœci. Jeœli zaœ wartoœæ œrednia przesunie siê w stosunku do œrodka tego pola (np. wskutek zu¿ycia narzêdzia lub odkszta³ceñ cieplnych obrabiarki), to zostanie zna-cz¹co ograniczona dopuszczalna szerokoœæ rozrzutu.

W badaniach mo¿liwoœci technologicznych obrabiarki istnieje niebezpieczeñstwo, ¿e b³êdy pomiaru bêd¹ zinterpretowane jako b³êdy wykonania przedmiotu obrabiane-go i zostanie niew³aœciwie oceniona dok³adnoœæ pracy obrabiarki. Dlateobrabiane-go wymaga siê, aby odchylenie standardowe œrodków pomiarowych s_pom by³o znacznie mniejsze od mi-nimalnej tolerancji T_min mierzonej wielkoœci (6s_pom≥ 0,15T_min) [158]. Nie bez znacze-nia jest te¿ wybór odpowiedniej strategii pomiarów, która mo¿e wp³ywaæ na ocenê w poœrednich badaniach obrabiarek. Szczególny problem wystêpuje podczas okreœla-nia tolerancji kszta³tu [158], dlatego te¿ czêsto pojawia siê pytanie o sensownoœæ ssowania w badaniach mo¿liwoœci technologicznych uœrednionych parametrów opisu to-pografii powierzchni obrobionej.

Konsekwencj¹ tej, danej statystycznie, niepewnoœci przy wyznaczaniu, w trakcie badañ odbiorczych obrabiarek, ich mo¿liwoœci technologicznych jest z jednej strony zrozumienie faktu, ¿e niezbyt sensowne jest upieranie siê przy œcis³ym dotrzymywaniu za³o¿onej wartoœci wskaŸnika mo¿liwoœci technologicznych, z drugiej zaœ, ¿e wytwór-ca obrabiarki winien zak³adaæ tak du¿¹, jak to tylko jest mo¿liwe, wartoœæ pewnoœci, aby nawet w „przypadkowo” niekorzystnym wypadku pozytywnie przejœæ badania odbiorcze [158]. Takie podejœcie autorów metody badania mo¿liwoœci technologicz-nych obrabiarek do „przypadkowo niekorzysttechnologicz-nych” wyników pomiarów stawia pod zna-kiem zapytania pewnoœæ tej metody w odniesieniu do oceny obrabiarek. Dla pomyœl-nego przeprowadzenia badañ odbiorczych wa¿niejszy by³by, zdaniem tych autorów, dobór optymalnej wartoœci wskaŸnika mo¿liwoœci technologicznych ni¿ jego rzeczy-wista wartoœæ.

2.5. PRZYDATNOŒÆ ISTNIEJ¥CYCH RODZAJÓW