Tiêu chuẩn Quốc gia TCVN 7681-3:2013 quy định các phép kiểm hình học cho các máy tiện điều khiển số (NC) thông dụng và các trung tâm tiện có các trục chính mang phôi thẳng đứng đảo nghịch, cũng như các dung sai tương ứng có thể áp dụng, có viện dẫn TCVN 7011-1 (ISO 230-1) và TCVN 7011-7 (ISO 230-7).
Trang 1TIÊU CHUẨN QUỐC GIA TCVN 7681-3:2013 ISO 13041-3:2009
ĐIỀU KIỆN KIỂM MÁY TIỆN ĐIỀU KHIỂN SỐ VÀ TRUNG TÂM TIỆN - PHẦN 3: KIỂM HÌNH HỌC
CHO CÁC MÁY CÓ TRỤC CHÍNH MANG PHÔI THẲNG ĐỨNG ĐẢO NGHỊCH
Test conditions for numerically controlled turning machines and turning centres - Part 3: Geometric
test for machines with inverted vertical workholding spindles
Lời nói đầu
TCVN 7681-3:2013 hoàn toàn tương đương với ISO 13041-3:2009
TCVN 7681-3:2013 do Ban kỹ thuật tiêu chuẩn quốc gia TCVN/TC 39 Máy công cụ biên soạn, Tổng
cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng đề nghị, Bộ Khoa học và Công nghệ công bố
Bộ TCVN 7681 (ISO 13041) Điều kiện kiểm máy tiện điều khiển số và trung tâm tiện bao gồm các
- TCVN 7681-6:2013 (ISO 13041-6:2009) Phần 6: Độ chính xác của mẫu kiểm được gia công lần cuối;
- TCVN 7681-7:2007 (ISO 13041-7:2004) Phần 7: Đánh giá đặc tính tạo công tua trong các mặt phẳng tọa độ;
- TCVN 7681-8:2007 (ISO 13041-8:2004) Phần 8: Đánh giá các biến dạng nhiệt.
ĐIỀU KIỆN KIỂM MÁY TIỆN ĐIỀU KHIỂN SỐ VÀ TRUNG TÂM TIỆN - PHẦN 3: KIỂM HÌNH HỌC
CHO CÁC MÁY CÓ TRỤC CHÍNH MANG PHÔI THẲNG ĐỨNG ĐẢO NGHỊCH
Test conditions for numerically controlled turning machines and turning centres - Part 3:
Geometric test for machines with inverted vertical workholding spindles
1 Phạm vi áp dụng
Tiêu chuẩn này quy định các phép kiểm hình học cho các máy tiện điều khiển số (NC) thông dụng và các trung tâm tiện có các trục chính mang phôi thẳng đứng đảo nghịch, cũng như các dung sai tương ứng có thể áp dụng, có viện dẫn TCVN 7011-1 (ISO 230-1) và TCVN 7011-7 (ISO 230-7)
Tiêu chuẩn này giới thiệu các khái niệm hoặc các dạng cấu hình khác nhau và đặc trưng chung của các máy tiện NC và các trung tâm tiện với các trục chính thẳng đứng đảo nghịch Tiêu chuẩn này cũng đưa ra thuật ngữ và kí hiệu của các trục điều khiển (xem các Hình 1, 2, 3 và 4)
Tiêu chuẩn này chỉ áp dụng để kiểm tra xác nhận độ chính xác của máy, không áp dụng để kiểm vận hành máy (ví dụ: rung động, độ ồn bất thường, chuyển động giật cục của các bộ phận) cũng như các đặc tính của máy (ví dụ: tốc độ quay, lượng chạy dao), các phép kiểm này thường được thực hiện trước khi kiểm độ chính xác
2 Tài liệu viện dẫn
Các tài liệu viện dẫn sau là cần thiết cho việc áp dụng tiêu chuẩn này Đối với các tài liệu viện dẫn ghi năm công bố thì áp dụng phiên bản được nêu Đối với các tài liệu viện dẫn không ghi năm công bố thì
áp dụng phiên bản mới nhất, bao gồm cả các sửa đổi (nếu có)
TCVN 7011 -1:2007 (ISO 230-1:1996) Quy tắc kiểm máy công cụ - Phần 1: Độ chính xác hình học của máy khi vận hành trong điều kiện không tải hoặc gia công tinh;
TCVN 7011-7:2013 (ISO 230-7:2006) Quy tắc kiểm máy công cụ - Phần 7: Độ chính xác hình học của các trục của chuyển động quay.
3 Thuật ngữ và định nghĩa
Trang 2Tiêu chuẩn này áp dụng các thuật ngữ và định nghĩa sau.
3.1 Máy tiện (turning machine)
Máy công cụ trong đó chuyển động chính là chuyển động quay của chi tiết gia công còn (các) dụng cụ cắt đứng yên
3.2 Điều khiển bằng tay (manual control)
Chế độ vận hành trong đó mỗi chuyển động của máy được thực hiện một cách riêng rẽ và được điều khiển bởi người vận hành máy
3.3 Điều khiển số (NC) (numerical control)
Điều khiển số bằng máy tính (CNC) (computerized numerical control)
Điều khiển tự động một quá trình được thực hiện bởi một thiết bị sử dụng các dữ liệu dạng số được nạp vào trong quá trình làm việc
[ISO 2806:1994]
3.4 Máy tiện điều khiển bằng tay (manually controlled turning machine)
Máy tiện trong đó toàn bộ các bước của quá trình gia công được điều khiển hoặc khởi động bởi người vận hành mà không có bất kì sự trợ giúp nào từ chương trình điều khiển số
3.5 Máy tiện điều khiển số (numerically controlled turning machine)
Máy tiện NC (NC turning machine)
Máy tiện hoạt động dưới sự điều khiển số (NC) hoặc điều khiển số bằng máy tính (CNC)
3.6 Trung tâm tiện (turning centre)
Máy tiện điều khiển số (NC) được trang bị (các) dụng cụ cắt được dẫn động công suất và có khả năng định hướng trục chính mang phôi xung quanh trục của nó
CHÚ THÍCH: Trung tâm tiện có thể bao gồm một số tính năng bổ sung như thay dao tự động từ ụ rơvonve và/hoặc ổ chứa dụng cụ
3.7 Máy tiện điều khiển số có trục chính mang phôi thẳng đứng đảo nghịch (numerically
controlled turning machine with inverted vertical workholding spindle)
Máy tiện NC có trục chính mang phôi thẳng đứng đảo nghịch (NC turning machine with inverted
vertical workholding spindle)
Máy tiện NC trong đó chi tiết gia công được lắp trên trục chính mang phôi thẳng đứng đảo nghịch được trang bị bộ phận kẹp phôi tại đầu phía dưới của trục chính mang phôi
CHÚ THÍCH: Với các kiểu máy tiện có trục chính mang phôi thẳng đứng khác, xem TCVN 7681-2 (ISO 13041-2)
3.8 Trung tâm tiện có trục chính mang phôi thẳng đứng đảo nghịch (turning centre with inverted
vertical workholding spindle)
Trung tâm tiện có trục chính mang phôi thẳng đứng đảo nghịch được trang bị bộ phận kẹp phôi tại đầu phía dưới của trục chính mang phôi
CHÚ THÍCH 1: Trung tâm tiện kiểu này có thể trang bị thêm một số tính năng như thay dao tự động từ
ổ chứa dụng cụ hoặc chuyển động theo phương trục Y
CHÚ THÍCH 2: Với các kiểu trung tâm tiện có trục chính mang phôi thẳng đứng khác, xem TCVN 7681-2 (ISO 13041-2)
4 Lưu ý ban đầu
4.1 Đơn vị đo
Trong tiêu chuẩn này, tất cả các kích thước thẳng, các sai lệch và các dung sai tương ứng được tính bằng milimét, các kích thước góc được tính bằng độ, các sai lệch góc và các dung sai tương ứng được tính bằng các tỷ số, nhưng trong một số trường hợp để cho rõ ràng và dễ hiểu có thể sử dụng đơn vị micrô-radian ( rad) hoặc giây Cần lưu ý sự tương đương của các biểu diễn sau:
0,010/1000 = 10x10-6 = 10 rad 2”
4.2 Viện dẫn TCVN 7011-1 (ISO 230-1) và TCVN 7011-7 (ISO 230-7)
Để áp dụng tiêu chuẩn này, cần viện dẫn TCVN 7011-1 (ISO 230-1) hoặc TCVN 7011-7 (ISO 230-7) đặc biệt đối với việc lắp đặt máy trước khi kiểm, việc làm nóng trục chính và các bộ phận chuyển động khác, mô tả các phương pháp đo và độ chính xác khuyến nghị của thiết bị kiểm
Trang 3tới các nội dung tương ứng của TCVN 7011-1 (ISO 230-1) và/hoặc TCVN 7011-7 (ISO 230-7) trong trường hợp phép kiểm tuân theo các quy định của các tiêu chuẩn đó Các dung sai được đưa ra đối với mỗi phép kiểm (xem G1 tới G20).
4.5 Thực hiện các phép kiểm
Khi kiểm máy, không phải lúc nào cũng cần thiết hoặc có thể thực hiện tất cả các phép kiểm được mô
tả trong tiêu chuẩn này Khi kiểm tra nghiệm thu, người sử dụng lựa chọn các phép kiểm có liên quan đến các bộ phận và/hoặc các đặc tính của máy mà họ quan tâm theo thỏa thuận với nhà cung
cấp/nhà chế tạo Các phép kiểm này phải được quy định rõ ràng trong hợp đồng mua máy Viện dẫn tiêu chuẩn này cho việc kiểm tra nghiệm thu mà không quy định các phép kiểm được tiến hành hoặc không có sự thỏa thuận về chi phí liên quan, không thể được xem là ràng buộc đối với bất kỳ bên nào tham gia hợp đồng
4.6 Dụng cụ đo
Các dụng cụ đo được chỉ dẫn dùng trong các phép kiểm được dùng trong các Điều 5 và 6 chỉ là các ví
dụ Có thể sử dụng các dụng cụ đo khác có cùng đại lượng và tối thiểu có cùng độ không đảm bảo đo
và có cùng độ phân giải Các cảm biến dịch chuyển thẳng phải có độ phân giải 0,001 mm hoặc chính xác hơn
4.10 Phân loại máy, các mô tả, thuật ngữ và kí hiệu của các trục
Các máy được xem xét trong tiêu chuẩn này được chia thành ba dạng cấu hình cơ bản, như thể hiện Hình 1
Kiểu máy công cụ này cũng có thể được xem xét như một đơn vị gia công trong một hệ FMS (hệ thống sản xuất linh hoạt)
a) Cấu hình cơ bản b) Ụ phôi có chuyển động quanh trục B
Trang 4c) Ụ rơvonve có chuyển động theo trục Y Hình 1 - Ba dạng cấu hình máy có một ụ phôi và một ụ rơvonve
Tên các bộ phận được nêu trong Bảng 1
Hình 2 - Ví dụ về máy tiện đứng đảo nghịch
Trang 5Hình 3 - Ví dụ về trung tâm tiện đứng đảo nghịch (đầu ụ rơvonve có chuyển động theo phương trục Y)
Tên các bộ phận được nêu trong Bảng 1
Hình 4 - Ví dụ về trung tâm tiện đứng đảo nghịch (trục chính có chuyển động theo phương trục Y) Bảng 1 - Tên gọi các bộ phận (xem các Hình 2, 3 và 4)
4 Xe dao, theo trục X Carriage, X axis Chariot, X axe
5 Xe dao, theo trục Y Carriage, Y axis Chariot, Y axe
6 Đường dẫn hướng của ụ đầu trục chính mang phôi Workholding spindle head stock slideway Glissière de la poupée fixe de la broche
7 Ụ đầu trục chính mang phôi, trục Z Workholding spindle head stock, Z axis Poupée fixe de la broche, Z axe
8 Trục chính mang phôi Workholding spindle Broche porte-pièce
11 Bàn trượt đầu ụ rơvonve, theo trục Y Turret head carriage, Y axis Chariot du porte-tourelle, Y axe
12 Đường hướng đầu ụ rơvonve Turret head slideway Coulisseau du porte- tourelle
4.11 Ụ rơvonve
Các trung tâm tiện đứng không chỉ có các dụng cụ đứng yên mà còn có các dụng cụ xoay được dẫn động công suất được lắp trên ụ rơvonve hoặc trên tấm dao (số 13 trên các Hình 2, 3 và 4) Khi số lượng dụng cụ có thể được sử dụng vượt quá khả năng chứa của ụ rơvonve, máy có thể được trang
bị thêm cơ cấu thay dụng cụ cắt tự động ngay trong ụ rơvonve hoặc thay cả ụ rơvonve Một cơ cấu thay dụng cụ tự động cũng có thể cần thiết cho các trục chính được dẫn động công suất trong đó các dụng cụ có thể lắp một cách tự động Tuy nhiên, tiêu chuẩn này không cung cấp các phương pháp kiểm tra cho các hoạt động của cơ cấu thay dao tự động
4.12 Loại cỡ kích thước máy
Máy được phân thành ba loại cỡ kích thước trên cơ sở các tiêu chí được quy định trong Bảng 2
Trang 6Bảng 2 - Dải cỡ kích thước máy
Đường kính danh nghĩa của mâm cặp, d d ≤ 250 250 < d ≤ 400 d > 400
Đường kính tiện lớn nhất, D D ≤ 315 315 < D ≤ 500 500 < DCHÚ THÍCH 1: Các tiêu chí chọn theo quy định của nhà sản xuất
CHÚ THÍCH 2: Đường kính danh nghĩa của mâm cặp được xác định theo TCVN 4279-1 (ISO 1) và TCVN 4279-2 (ISO 3442-2)
3442-5 Kiểm hình học
5.1 (Các) Trục chính mang phôi
Kiểm đầu mút của trục chính mang phôi:
a) độ đảo của đường kính định tâm;
b) độ đảo mặt đầu của mặt trục chính
Sơ đồ
Dụng cụ đo
Cảm biến dịch chuyển thẳng
Xem và viện dẫn TCVN 7011-1:2007 (ISO 230-1:1996), 5.6.1.2.2 và 5.6.3.2
Các phép đo phải được thực hiện trên tất cả các trục chính mang phôi
Trang 7Dung sai Sai lệch đo được
Dụng cụ đo
Cảm biến dịch chuyển thẳng và trục kiểm chuyên dùng
Xem và viện dẫn TCVN 7011-1 (ISO 230-1) 5.6.1.2.3
Quay trục chính từ từ ít nhất hai vòng tại mỗi vị trí đo khi đo độ đảo trục chính
Các phép đo phải được lặp lại ít nhất bốn lần, trục kiểm được quay đi 90° so với trục chính Ghi lại giá trị trung bình của các chỉ số
Cần thực hiện theo các bước để giảm tối thiểu ảnh hưởng của lực cản tiếp tuyến trên đầu đo của dụng cụ đo
Phải thực hiện các phép đo trên tất cả các trục chính mang phôi
5.2 Quan hệ giữa (các) trục chính mang phôi và các trục của chuyển động tịnh tiến
Đối với chiều dài đo là 300 hoặc tổng các dịch chuyển tới 300
Sai lệch đo được
Trang 8b) 0,015 0,020 0,025
Dụng cụ đo
Cảm biến dịch chuyển thẳng và trục kiểm chuyên dùng
Xem và viện dẫn TCVN 7011-1:2007 (ISO 230-1:1996) 5.4.1.2.1, 5.4.2.2.3
Đối với mỗi mặt phẳng thực hiện đo, quay trục chính mang phôi để tìm vị trí độ đảo trung bình, sau
đó di chuyển ụ trục chính theo phương Z và ghi lại hiệu số lớn nhất của các chỉ số
Cách khác, lấy các chỉ số dọc theo trục kiểm tại một góc quay, sau đó quay trục chính đi 180° và tiếp tục lấy các giá trị đo tại các vị trí tương ứng trước đó Hiệu số lớn nhất giữa hai giá trị đo trung bình chính là sai lệch độ song song
Phép kiểm này áp dụng cho tất cả các trục chính mang phôi và các chuyển động theo phương trục Z
Đối với chiều dài đo là 300 hoặc tổng các dịch chuyển tới 300
Sai lệch đo được
Dụng cụ đo
Cảm biến dịch chuyển thẳng, ke vuông và tấm phẳng chuyên dùng
Xem và viện dẫn TCVN 7011-1:2007 (ISO 230-1:1996) 5.5.2.2.1 và 5.5.2.2.4
Đặt ke vuông lên một tấm phẳng chuyên dùng được gắn cố định trên tấm dao hoặc ụ rơvonve, song song với chuyển động theo phương trục X Gắn cảm biến dịch chuyển thẳng lên đầu mút của trục chính mang phôi đã được khóa sao cho đầu đo của cảm biến tiếp xúc với bề mặt ke vuông theo trục Z, di chuyển ụ trục chính mang phôi theo phương Z Tốt nhất là gắn cảm biến dịch chuyển thẳng lên vỏ hộp trục chính để tránh việc phải khóa trục chính
Sai lệch độ vuông góc là hiệu số lớn nhất của các chỉ số trên cảm biến dịch chuyển thẳng
Kiểm độ vuông góc giữa chuyển động theo phương trục Z và chuyển động theo phương trục Y trong mặt phẳng YZ
Trang 9Dung sai
Đối với chiều dài đo là 300 hoặc tổng các dịch chuyển tới 300
Sai lệch đo được
Dụng cụ đo
Cảm biến dịch chuyển thẳng, ke vuông và tấm phẳng chuyên dùng
Xem và viện dẫn TCVN 7011-1:2007 (ISO 230-1:1996) 5.5.2.2.1, 5.5.2.2.4
Đặt ke vuông lên một tấm phẳng chuyên dùng được gắn cố định trên bàn giao hoặc ụ rơvonve, song song với chuyển động theo phương trục Y Gắn cảm biến dịch chuyển thẳng lên đầu mút của trục chính mang phôi đã được khóa sao cho đầu đo của cảm biến tiếp xúc với bề mặt ke vuông theo trục Z, di chuyển ụ trục chính mang phôi theo phương Z Tốt nhất là gắn cảm biến dịch chuyển thẳng lên vỏ hộp trục chính để tránh việc phải khóa trục chính
Sai lệch độ vuông góc là hiệu số lớn nhất của các giá trị đọc của cảm biến dịch chuyển thẳng
5.3 Các sai lệch góc của trục chuyển động tịnh tiến
Kiểm sai lệch góc của chuyển động theo phương trục Z
a) trong mặt phẳng YZ, EAZ,
b) trong mặt phẳng ZX, EBZ
CHÚ THÍCH: Phép kiểm này chỉ áp dụng cho khu vực gia công và không áp dụng cho khu vực vận hành phụ
Sơ đồ
Trang 10Phương pháp sử dụng nivô chính xác Phương pháp sử dụng giao thoa kế lazeCHÚ DẪN:
1 nivô đo 3 đầu laze 5 bộ nắn chùm tia phản xạ
2 nivô chuẩn 4 giao thoa kế 6 các gương phản xạ
Cảm biến dịch chuyển thẳng và tấm phẳng chuyên dùng, thiết bị đo laze hoặc ống tự chuẩn trực
Xem và viện dẫn TCVN 7011-1:2007 (ISO 230-1:1996) 5.2.3.2.2.1, 5.2.3.2 2.2, 5.2.3.2.2.3
Đặt nivô chính xác lên tấm phẳng chuyên dùng được gắn cố định trên đầu mút trục chính theo phương ngang
Phải thực hiện phép đo theo hai hướng tại ít nhất ba vị trí cách đều nhau dọc theo cả hai hướng chuyển động
Hiệu số giữa các giá trị đọc lớn nhất và nhỏ nhất chính là sai lệch góc
Kiểm sai lệch góc của chuyển động theo phương trục X
a) trong mặt phẳng ZX, EBX (lắc dọc),
b) trong mặt phẳng YZ, EAX (lắc xoay),
c) trong mặt phẳng XY, ECX (lắc ngang)
CHÚ THÍCH: Phép kiểm này chỉ áp dụng cho khu vực gia công
Sơ đồ
Trang 11CHÚ DẪN:
1 nivô đo 3 đầu laze 5 bộ nắn chùm tia phản xạ
2 nivô chuẩn 4 giao thoa kế 6 các gương phản xạ
c) Ống tự chuẩn trực và gương phản xạ hoặc thiết bị đo laze
Xem và viện dẫn TCVN 7011-1:2007 (ISO 230-1:1996) 5.2.3.2.2.1, 5.2.3.2.2.2, 5.2.3.2.2.3
Các phép đo phải được thực hiện tại ít nhất ba vị trí cách đều nhau dọc theo cả hai phương chuyển động theo trục X
Hiệu số giữa các giá trị đọc lớn nhất và các giá trị đọc nhỏ nhất chính là sai lệch góc
Kiểm sai lệch góc của chuyển động theo phương trục Y
a) trong mặt phẳng YZ, EAY (lắc dọc),
b) trong mặt phẳng ZX, EBY (lắc xoay),
c) trong mặt phẳng XY, ECY (lắc ngang)
Sơ đồ
Trang 12CHÚ DẪN:
1 nivô đo 3 đầu laze 5 bộ nắn chùm tia phản xạ
2 nivô chuẩn 4 giao thoa kế 6 các gương phản xạ
c) Ống tự chuẩn trực hoặc thiết bị đo laze, tấm phẳng chuyên dùng
Xem và viện dẫn TCVN 7011-1:2007 (ISO 230-1:1996) 5.2.3.1.2.1, 5.2.3.2.2.2, 5.2.3.2.2.3
Đặt thiết bị đo (ni vô chính xác, gương phản xạ) lên tấm phẳng chuyên dùng được gắn cố định trên tấm dao hoặc ụ rơvonve, và gắn cố định tấm thứ hai trên đầu mút trục chính Các phép đo phải được thực hiện ít nhất tại ba điểm cách đều nhau dọc theo cả hai hướng chuyển động
Hiệu số giữa các giá trị đọc lớn nhất và nhỏ nhất chính là sai lệch góc
Trang 13Dung sai
a) và b)
0,02 trên chiều dài đo 300
Sai lệch đo được
Dụng cụ đo
Trường hợp a) và b), thước kiểm độ thẳng, căn mẫu điều chỉnh được và cảm biến dịch chuyển thẳng hoặc thiết bị đo quang học
Xem và viện dẫn TCVN 7011-1:2007 (ISO 230-1:1996), 5.2.1.2.1.1 và 5.2.3.2.1.1
Nếu ụ rơvonve có thể di chuyển được theo phương trục Y, thì định vị trí của ụ sao cho đường trục trung bình của trục chính mang phôi nằm trên một đường thẳng với lỗ gá dụng cụ trên ụ rơvonve Khóa ụ trước trục chính ở vị trí gần ụ rơvonve Đặt dụng cụ đo thẳng chuẩn (thước kiểm độ thẳng, gương phản xạ thẳng, kính viễn vọng ngắm thẳng) lên ụ rơvonve sao cho song song với chuyển động theo phương trục X
CHÚ THÍCH: "Song song" ở đây có nghĩa là các chỉ số của cảm biến tại cả hai đầu của khoảng dịch chuyển là như nhau vả trong trường hợp này hiệu số lớn nhất giữa giá trị đọc chính là sai lệch độ thẳng
Gắn cảm biến dịch chuyển thẳng, giao thoa kế hoặc bia lên trục chính gần với vị trí của phôi gia công Với các máy sử dụng các khối dụng cụ lắp trên tấm dao, yêu cầu một hành trình rất dài theo trục X, một thước kiểm độ thẳng ngắn hơn có thể được lắp lên trục chính mang phôi cùng với cảm biến dịch chuyển thẳng được gắn lên ụ rơvonve và tấm dao Trong cách gá đặt này, việc đặt lại cảm biến dịch chuyển thẳng là cần thiết khi đầu của thước kiểm độ thẳng chạm tới Phương pháp này có thể được sử dụng nhiều trong thực tế để đo được toàn bộ hành trình hơn là sử dụng một thước kiểm độ thẳng rất dài gá công xôn trên ụ rơvonve