Tiêu chuẩn Quốc gia TCVN 7011-1:2007 qui định các phương pháp kiểm độ chính xác của máy công cụ khi vận hành trong điều kiện không tải hoặc gia công tinh bằng kiểm hình học và kiểm gia công. Các phương pháp này cũng được áp dụng đối với các dạng máy công nghiệp khác khi kiểm hình học và kiểm gia công có liên quan.
TIÊU CHUẨN QUỐC GIA TCVN 7011 -1 : 2007 QUI TẮC KIỂM MÁY CÔNG CỤ - PHẦN - ĐỘ CHÍNH XÁC HÌNH HỌC CỦA MÁY KHI VẬN HÀNH TRONG ĐIỀU KIỆN KHÔNG TẢI HOẶC GIA CÔNG TINH Test code for machine tools - Part 1: Geometric accuracy of machines operating under no-load or finishing conditions Lời nói đầu Các TCVN Qui tắc kiểm máy công cụ gồm tiêu chuẩn sau: TCVN 7011 -1: 2007 Quy tắc kiểm máy cơng cụ - Phần 1: Độ xác hình học máy TCVN 7011 - : 2007 Quy tắc kiểm máy công cụ - Phần 2: Xác định độ xác khả định vị TCVN 7011 - : 2007 Quy tắc kiểm máy công cụ - Phần 3: Xác định hiệu ứng nhiệt TCVN 7011 - : 2007 Quy tắc kiểm máy công cụ - Phần 5: Xác định tiếng ồn máy chạy TCVN 7011 - : 2007 Quy tắc kiểm máy cơng cụ Phần 6: Xác định độ xác định vị đường chéo khối đường chéo bề mặt Trong đó: TCVN 7011 -1 : 2007 thay cho TCVN 4235:1986 TCVN 7011 -2 : 2007 thay cho TCVN 4236:1986 TCVN 7011 -1 : 2007 hoàn toàn tương đương với ISO 230 -1: 1996 TCVN 7011 -2 : 2007 hoàn toàn tương đương với ISO 230 -2 : 1997 TCVN 7011 -3 : 2007 hoàn toàn tương đương với ISO 230 -3 : 2001 TCVN 7011 -5 : 2007 hoàn toàn tương đương với ISO 230 -5 : 2000 TCVN 7011 -6 : 2007 hoàn toàn tương đương với ISO 230 -6 : 2000 Các tiêu chuẩn Ban kỹ thuật TCVN/TC39 - Máy công cụ biên soạn, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng đề nghị, Bộ Khoa học Công nghệ công bố QUI TẮC KIỂM MÁY CÔNG CỤ - PHẦN - ĐỘ CHÍNH XÁC HÌNH HỌC CỦA MÁY KHI VẬN HÀNH TRONG ĐIỀU KIỆN KHÔNG TẢI HOẶC GIA CÔNG TINH Test code for machine tools - Part 1: Geometric accuracy of machines operating under noload or finishing conditions Phạm vi áp dụng Tiêu chuẩn qui định phương pháp kiểm độ xác máy cơng cụ vận hành điều kiện không tải gia công tinh kiểm hình học kiểm gia cơng Các phương pháp áp dụng dạng máy cơng nghiệp khác kiểm hình học kiểm gia cơng có liên quan Tiêu chuẩn áp dụng cho máy công cụ lắp đặt cố định, không xách tay làm việc, sử dụng để gia công kim loại, gia công gỗ v.v việc tạo cắt gọt phoi biến dạng dẻo Tiêu chuẩn liên quan đến việc kiểm độ xác hình học Tiêu chuẩn khơng áp dụng để kiểm vận hành máy (độ rung, kiểm chuyển động giật cục phận v.v không dùng để kiểm tra đặc tính (tốc độ trục chính, tốc độ tiến) kiểm phải tiến hành trước kiểm độ xác máy Khi phương pháp đo không mô tả tiêu chuẩn phải phương tiện tương đương phương tiện tốt sử dụng cho phép đo Qui định chung 2.1 Định nghĩa có liên quan đến kiểm hình học Sự khác định nghĩa hình học định nghĩa tiêu chuẩn sau: Các định nghĩa hình học lý thuyết liên quan đến đường mặt tưởng tượng Vì đơi cho phép định nghĩa hình học khơng thể áp dụng thực tế Chúng khơng tính đến kết cấu thực tế khả thực hành việc kiểm tra hình học Các định nghĩa đo lường thực, chúng tính đến bề mặt đường thực tiếp cận để đo Chúng bao hàm kết tồn sai lệch hình học vĩ mô vi mô Chúng cho phép kết ảnh hưởng đến tồn ngun nhân, khơng có phân biệt sai số Nếu có phân biệt nhà chế tạo qui định Tuy nhiên, vài trường hợp, định nghĩa hình học (ví dụ định nghĩa độ đảo), trượt chiều trục chu kỳ, v.v có tiêu chuẩn để loại trừ nhầm lẫn làm rõ ngôn ngữ sử dụng Khi mô tả phương pháp kiểm, dụng cụ đo dung sai, phải dựa định nghĩa đo lường 2.2 Phương pháp kiểm sử dụng dụng cụ đo Khi kiểm máy công cụ, phương pháp đo cho phép kiểm tra dung sai không vượt (ví dụ đầu đo giới hạn) sai lệch thực xác định phép đo có độ xác cao cần nhiều thời gian, phương pháp kiểm cần đảm bảo giới hạn dung sai không bị vượt đủ Cần phải nhấn mạnh độ xác phép đo dụng cụ phương pháp sử dụng phải xem xét trình kiểm Dụng cụ đo không gây sai số phép đo vượt phần cho dung sai kiểm tra Khi độ xác thiết bị sử dụng thay đổi từ phòng thí nghiệm đến phòng thí nghiệm khác, phải hiệu chuẩn dụng cụ phép đo Máy kiểm dụng cụ phải bảo vệ để tránh gió lùa tránh ánh sáng nhiễu xạ nhiệt (ánh nắng mặt trời, đèn điện đặt gần, v.v ) nhiệt độ dụng cụ đo phải ổn định trước đo Máy phải bảo vệ phù hợp với thay đổi nhiệt độ bên Tốt phép đo nên lặp lại Kết kiểm nhận cách lấy giá trị trung bình kết đo Tuy nhiên, phép đo khác không đưa sai lệch khác Nếu có kết khác phải tìm nguyên nhân phương pháp đo dụng cụ đo máy cơng cụ Để dẫn xác hơn, xem Phụ lục A 2.3 Dung sai 2.3.1 Dung sai phép đo kiểm máy công cụ Dung sai mà giá trị sai lệch giới hạn khơng bị vượt q có liên quan đến kích thước, hình dạng, vị trí chuyển động, yếu tố cần thiết độ xác làm việc lắp ráp dụng cụ, phận phụ tùng quan trọng Cũng có dung sai áp dụng mẫu thử 2.3.1.1 Đơn vị phạm vi đo Khi thiết lập dung sai, cần dẫn: a) đơn vị đo sử dụng; b) chuẩn đo, giá trị dung sai vị trí so với chuẩn đo; c) phạm vi đo thực Dung sai phạm vi đo phải biểu thị hệ đơn vị đo, đặc biệt dung sai kích thước dẫn khơng thể định nghĩa chúng cách viện dẫn thông thường theo tiêu chuẩn cho phận máy Các dung sai liên quan đến góc phải biểu thị đơn vị đo góc (độ, phút, giây) tang góc (milimét / milimét) Khi biết dung sai kích thước cho, dung sai kích thước khác so sánh với dung sai kích thước cho, xác định qui tắc tỷ lệ Đối với kích thước có khác lớn so với kích thước tham chiếu khơng thể áp dụng qui tắc tỷ lệ: dung sai phải lớn kích thước nhỏ nhỏ kích thước lớn so với dung sai xác định theo qui tắc 2.3.1.2 Các qui tắc dung sai Sử dụng dung sai gồm độ xác dụng cụ đo phương pháp kiểm Do độ xác phép đo phải lưu ý dung sai cho phép (xem 2.2) VÍ DỤ: Dung sai độ đảo: x mm Độ khơng xác dụng cụ, sai số đo: y mm Hiệu cho phép lớn số kiểm: (x - y) mm Sai số độ xác sinh từ so sánh phép đo phòng thí nghiệm, độ xác hình dạng phận máy sử dụng bề mặt chuẩn bao gồm bề mặt bị che đầu đo điểm đỡ dụng cụ đo, phải xem xét Sai lệch thực tính trung bình cộng nhiều số nguyên nhân sai số Các đường mặt lựa chọn làm yếu tố chuẩn trực tiếp liên quan đến máy công cụ (ví dụ, đường hai mũi tâm máy tiện, trục máy doa, đường hướng máy bào v.v ) chiều dung sai phải định nghĩa theo qui tắc cho 2.3.2.4 2.3.2 Sự chia nhỏ dung sai 2.3.2.1 Dung sai áp dụng cho mẫu kiểm phận riêng máy công cụ Cần lưu ý tới qui tắc dẫn dung sai hình học vẽ cho TCVN 5906 : 2006 áp dụng cho độ xác hình học phận riêng Các qui tắc cần thực vẽ chế tạo 2.3.2.1.1 Dung sai kích thước Dung sai kích thước dẫn tiêu chuẩn dùng cho dung sai kích thước mẫu kiểm để kiểm gia cơng, kích thước lắp ráp dụng cụ cắt dụng cụ đo vào máy công cụ (lỗ trục chính, lỗ đầu rơvonve) Chúng tạo thành giới hạn sai lệch cho phép từ kích thước danh nghĩa Dung sai biểu thị theo đơn vị đo chiều dài (ví dụ, sai lệch ổ trục đường kính lỗ, để lắp đặt định tâm dụng cụ) Các sai lệch dẫn số kí hiệu miền dung sai cho ISO 286-1 Ví dụ: 80 j 2.3.2.1.2 Dung sai hình dạng Dung sai hình dạng giới hạn sai lệch cho phép so với hình dạng hình học lý thuyết (ví dụ sai lệch mặt phẳng, đường thẳng, trụ tròn xoay, prôfin ren bánh răng) Dung sai biểu thị đơn vị đo chiều dài đo góc kích thước bề mặt đầu đo bề mặt đỡ có phần sai số hình dáng phát Do đó, phải yêu cầu độ xác cao qui định diện tích bề mặt bao đầu đo bề mặt đỡ Bề mặt hình dạng đầu đo phải phù hợp với độ nhám bề mặt đo (một kiểm bàn máy máy bào cỡ lớn không đo với đầu đo) 2.3.2.1.3 Dung sai vị trí Dung sai vị trí giới hạn sai lệch cho phép vị trí phận liên quan đến đường thẳng, mặt phẳng phận khác máy (ví dụ, sai lệch độ song song, độ vng góc, độ thẳng v.v ) Các sai lệch biểu thị theo đơn vị đo chiều dài góc Khi dung sai vị trí xác định hai phép đo hai mặt phẳng khác nhau, dung sai phải cố định mặt phẳng, mà sai lệch từ hai mặt phẳng không ảnh hưởng đến độ xác làm việc máy cơng cụ hướng CHÚ THÍCH 1: Khi vị trí xác định liên quan đến bề mặt có sai số hình dạng sai số cần tính đến cố định dung sai vị trí 2.3.2.1.4 Ảnh hưởng sai số hình dạng đến việc xác định sai số vị trí Khi xác định sai số vị trí tương đối hai bề mặt hai đường (xem Hình 1, đường XY ZT) xác định, số dụng cụ đo có chứa số sai số hình dạng Phải qui định nguyên tắc việc kiểm tra áp dụng cho sai số tổng, gồm sai số hình dạng hai bề mặt hai đường thẳng Do dung sai phải lưu ý đến dung sai hình dạng bề mặt liên quan (Nếu có khả năng, kiểm tra sơ xác định sai số hình dạng đường mặt phẳng có liên quan đến việc xác định sai số vị trí) Khi vẽ đồ thị (xem Hình 1) số m n khác dụng cụ đo đường cong ab Về nguyên tắc số xác định đường thẳng AB thay cho đường cong qui định 5.2.1.1.1 Hình 2.3.2.1.5 Dung sai cục Dung sai hình dạng dung sai vị trí thường liên quan đến hình dạng vị trí tồn bề mặt (ví dụ 0,03 1000 độ thẳng độ phẳng) Tuy nhiên, cần giới hạn sai lệch cho phép phần chiều dài với giá trị khác Điều đạt xác lập dung sai cục liên quan đến phần tổng chiều dài Sai lệch cục khoảng cách hai đường song song với hướng chung phần đường quĩ đạo phận có chứa sai lệch lớn chiều dài cục (xem Hình 2) Hình Cách xác lập giá trị dung sai cục (Tcục bộ): - Từ tiêu chuẩn liên quan đến máy công cụ phép kiểm riêng biệt - Như phần dung sai tổng (Ttổng) qui định không thấp giá trị nhỏ (thường 0,001 mm) (xem Hình 3) Trên thực tế, sai lệch cục thường khơng thể nhận thấy chúng bao gồm bề mặt đỡ bề mặt đo dụng cụ đo Tuy nhiên, bề mặt đo tương đối nhỏ (đầu đo đồng hồ đo đồng hồ đo vi) dụng cụ đo cần bảo đảm cho mũi đo tỳ vào bề mặt có độ nhẵn cao (thước thẳng, trục kiểm) Hình VÍ DỤ: Ttổng = 0,03 mm L2 = 000 mm L1 = 100 mm Thì 2.3.2.2 Dung sai áp dụng dịch chuyển phận máy công cụ CHÚ THÍCH: Độ xác định vị khả định vị lặp lại máy điều khiển số phải áp dụng theo TCVN 7011 - 2: 2006 2.3.2.2.1 Dung sai định vị Dung sai định vị giới hạn sai lệch cho phép vị trí đạt điểm phận chuyển động so với vị trí đích sau chuyển động VÍ DỤ (xem Hình ) Tại điểm cuối dịch chuyển bàn dao, sai lệch d khoảng cách vị trí thật đạt tới vị trí đích Dung sai định vị p Hình VÍ DỤ Góc quay trục liên quan đến dịch chuyển góc bảng chia nối ghép với trục (xem Hình 5) Dung sai vị trí p Hình 2.3.2.2.1.1 Dung sai độ lặp lại Dung sai độ lặp lại giới hạn phạm vi sai lệch, lặp lại chuyển động tiến đến điểm đích hướng ngược hướng 2.3.2.2.2 Dung sai hình dạng quĩ đạo Dung sai hình dạng quĩ đạo giới hạn sai lệch quĩ đạo thực điểm phận chuyển động so với quĩ đạo lý thuyết (xem Hình 6) Chúng qui định theo đơn vị đo chiều dài Hình Hình 2.3.2.2.3 Dung sai vị trí tương đối chuyển động theo đường thẳng (xem Hình 7) Dung sai vị trí tương đối chuyển động theo đường thẳng giới hạn sai lệch cho phép quĩ đạo điểm phận chuyển động hướng qui định (ví dụ, dung sai độ song song độ vng góc quĩ đạo đường bề mặt Chúng biểu thị đơn vị đo chiều dài với chiều dài tổng L chiều dài đo l nào) 2.3.2.2.4 Dung sai cục dịch chuyển phận Dung sai định vị, hình dạng quĩ đạo hướng chuyển động theo đường thẳng liên quan đến tổng chiều dài dịch chuyển phận Khi cần thiết có dung sai cục bộ, định nghĩa xác định giá trị dung sai cục tương tự qui định 2.3.2.1.5 2.3.2.3 Các dung sai tổng dung sai toàn Dung sai tổng để giới hạn tổng hợp nhiều sai lệch xác định phép đo, khơng cần thiết phải biết sai lệch VÍ DỤ (xem Hình 8) Sai lệch độ đảo trục tổng sai lệch hình dạng (độ tròn đường tròn ab, đầu đo đồng hồ tiếp xúc với đường tròn), sai lệch vị trí đường tâm hình học trục quay khơng trùng hợp) sai lệch độ tròn lỗ ổ bi Hình 2.3.2.4 Kí hiệu vị trí dung sai vị trí tương đối góc trục, đường hướng, v.v Khi vị trí dung sai so với vị trí danh nghĩa đối xứng, sử dụng kí hiệu ± Nếu vị trí khơng đối xứng phải qui định vị trí xác cách so với máy phận máy 2.3.2.5 Định nghĩa qui ước trục chuyển động Để tránh sử dụng thuật ngữ trục hồnh, trục tung, v.v có khả tạo nhầm lẫn, trục quay dịch chuyển máy đặt tên chữ (ví dụ X,Y,Z, v.v ) dấu hiệu phù hợp với ISO 841 Các bước chuẩn bị 3.1 Lắp đặt máy trước kiểm Trước kiểm máy cơng cụ phải lắp đặt móng phù hợp chỉnh thăng theo hướng dẫn nhà chế tạo 3.1.1 Chỉnh thăng Thao tác ban đầu việc lắp đặt máy bao gồm (xem 3.1) chỉnh thăng máy thao tác xác định thiết bị chuyên dùng Mục đích chỉnh thăng đạt vị trí ổn định tĩnh máy để thuận lợi cho phép đo tiếp theo, đặc biệt phép đo có liên quan đến độ thẳng số phận 3.2 Điều kiện máy trước kiểm 3.2.1 Tháo dỡ số phận Về nguyên tắc, việc kiểm tiến hành máy lắp ráp xong hoàn toàn nên việc tháo số phận tiến hành trường hợp đặc biệt có dẫn nhà chế tạo (ví dụ tháo bàn máy để kiểm tra đường hướng) 3.2.2 Điều kiện nhiệt độ số phận trước kiểm Mục đích việc đánh giá độ xác máy điều kiện gần giống với điều kiện vận hành thông thường bơi trơn làm nóng Khi kiểm thực tế kiểm hình học, phận trục chính, có khả làm nóng máy thay đổi vị trí hình dáng, phải đưa nhiệt độ xác việc cho máy chạy không tải phù hợp với điều kiện sử dụng hướng dẫn nhà chế tạo Điều kiện đặc biệt áp dụng với máy xác cao số máy điều khiển số, máy dao động nhiệt độ có ảnh hưởng rõ rệt đến độ xác Cần phải xem xét thay đổi kích thước máy suốt chu kỳ làm việc thông thường từ nhiệt độ môi trường xung quanh đến nhiệt độ làm việc Trình tự làm nóng sơ nhiệt độ mơi trường xung quanh vị trí máy kiểm tùy thuộc vào thỏa thuận nhà chế tạo người sử dụng Các khu vực có biến đổi nhiệt nguyên nhân gây ra: a) dịch chuyển kết cấu (bao gồm trục chính) đặc biệt mặt phẳng mặt phẳng chiều trục; b) truyền dẫn chiều trục hệ thống định vị có liên hệ ngược quan trọng độ xác định vị phụ thuộc vào vít dẫn 3.2.3 Vận hành chất tải Kiểm hình học phải tiến hành máy trạng thái dừng máy chạy không tải Điều nhà chế tạo qui định, ví dụ, trường hợp máy có cơng suất lớn máy phải chất tải nhiều mẫu thử Kiểm gia công 4.1 Tiến hành kiểm Kiểm gia công phải tiến hành mẫu thử tiêu chuẩn mẫu thử người sử dụng cung cấp Việc thực kiểm gia công không yêu cầu thao tác khác với thao tác mà máy trang bị Kiểm gia công phải bao gồm kiểm nguyên công tinh mà máy thiết kế Số lượng chi tiết gia cơng trường hợp số lượng cắt tiến hành chi tiết cho phải có khả để xác định độ xác danh nghĩa Nếu cần thiết phải tính đến mài mòn dụng cụ cắt Trạng thái, kích thước, vật liệu độ xác chi tiết gia cơng điều kiện cắt phải thỏa thuận nhà chế tạo người sử dụng trừ có tiêu chuẩn qui định riêng 4.2 Kiểm tra chi tiết gia công kiểm gia công Kiểm tra chi tiết gia công kiểm gia công phải tiến hành dụng cụ đo lựa chọn với mức độ phép đo tiến hành độ xác yêu cầu Các dung sai dẫn 2.3.2.1, đặc biệt 2.3.2.1.1 2.3.2.1.2 sử dụng cho phép kiểm Trong số trường hợp, kiểm gia cơng thay bổ sung kiểm đặc biệt định nghĩa tiêu chuẩn tương ứng (ví dụ, kiểm sai lệch có tải, kiểm động học v.v ) Kiểm hình học 5.1 Yêu cầu chung Đối với phép kiểm hình học cho hình dạng, vị trí dịch chuyển đường bề mặt máy như; - độ thẳng (xem 5.2); - độ phẳng (xem 5.3); - độ song song, độ cách độ trùng (xem 5.4); - độ vng góc (xem 5.5); - quay (xem 5.6); định nghĩa 1), phương pháp đo cách xác định dung sai cho phần Đối với phép kiểm, dẫn phương pháp đo dẫn nguyên tắc thiết bị sử dụng Khi sử dụng phương pháp đo khác độ xác phép đo phải độ xác dẫn tiêu chuẩn Mặc dù cần có đơn giản, phương pháp đo phải lựa chọn có hệ thống từ phương pháp dùng dụng cụ đo đơn giản thước thẳng, ke vuông, trục kiểm, trụ đo, nivô xác đồng hồ đo, cần tiến hành đo theo phương pháp khác, đặc biệt sử dụng thiết bị quang, thực tế thường sử dụng để chế tạo máy công cụ phòng kiểm tra Phép kiểm phận máy cơng cụ có kích thước lớn thường u cầu sử dụng thiết bị đặc biệt để thuận tiện nhanh chóng 5.2 Độ thẳng Kiểm hình học độ thẳng bao gồm sau: - độ thẳng đường mặt phẳng không gian, xem 5.2.1; - độ thẳng phận, xem 5.2.2; - độ thẳng chuyển động, xem 5.2.3 5.2.1 Độ thẳng đường mặt phẳng không gian 5.2.1.1 Định nghĩa 5.2.1.1.1 Độ thẳng đường mặt phẳng 1) Xem 2.1 (xem Hình 9) Một đường thẳng đặt mặt phẳng xem thẳng chiều dài cho toàn điểm nằm hai đường thẳng song song so với hướng chung đường mà khoảng cách tương đối chúng dung sai Hướng chung đường đường tượng trưng phải xác định cho sai lệch độ thẳng nhỏ Điều định nghĩa qui ước: - hai điểm lựa chọn thích hợp gần điểm cuối đường kiểm tra (trong nhiều trường hợp phận gần điểm cuối khơng ý thường có sai lệch cục khơng đáng kể) - đoạn thẳng tính tốn từ điểm đồ thị (ví dụ phương pháp bình phương nhỏ nhất) Hình Hình 10 5.2.1.1.2 Độ thẳng đường khơng gian (xem Hình 10) Một đường thẳng không gian cho thẳng chiều dài cho hình chiếu hai mặt phẳng vng góc, song song với hướng chung đường thẳng thẳng (xem 5.2.1.1.1) CHÚ THÍCH 3: Trong mặt phẳng dung sai khác Hình 11 5.2.1.2 Các phương pháp đo độ thẳng Có hai phương pháp đo độ thẳng, gồm: - Phép đo chiều dài; - Phép đo góc Chuẩn thực tế độ thẳng theo qui luật tự nhiên (thước thẳng, dây căng v.v ) so sánh với đường chuẩn cho nivơ xác, chùm ánh sáng v.v ... chi tiết gia cơng điều kiện cắt phải thỏa thuận nhà chế tạo người sử dụng trừ có tiêu chuẩn qui định riêng 4.2 Kiểm tra chi tiết gia công kiểm gia công Kiểm tra chi tiết gia công kiểm gia công... máy phải chất tải nhiều mẫu thử Kiểm gia công 4.1 Tiến hành kiểm Kiểm gia công phải tiến hành mẫu thử tiêu chuẩn mẫu thử người sử dụng cung cấp Việc thực kiểm gia công không yêu cầu thao tác khác...ệc chỉnh tiêu điểm sắc nét e) Bảo đảm dụng cụ phải lắp đặt cứng vững A.13 Dụng cụ đo giao thoa la ze A.13.1 Mô tả Sự phát triển dụng cụ đo giao thoa cung cấp cho công nghiệp máy công cụ với tiêu chu