ТЕСТОВАЯ ДЕТАЛЬ ДЛЯ ПРОВЕРКИ ТОЧНОСТИ ПОЗИЦИОНИРОВАНИЯ СТАНКОВ С ЧИСЛОВЫМ ПРОГРАММНЫМ УПРАВЛЕНИЕМ

Полезная модель относится к области машиностроения и может быть использована для проверки точности и работоспособности станков и, в частности пятикоординатных станков.
Наиболее близким к полезной модели по технической сущности и достигаемому техническому результату, и выбранному авторами за прототип, является образец для испытаний при пятикоординатной обработке. Публикация М. Gebhardt W. Knapp and K. Wegener, 5-Axis Test-Piece - Influence of Machining Position, Proceeding of 2012 Machine Tool Technologies Research Foundation (MTTRF) Annual Meeting, Iga City, Japan pp. 299-304. (M. Гебхарт, В. Кнапп и К. Веегнер, 5-координатная мехобработка тестовой детали - Влияние положения детали при мехобработке, Положения ежегодной встречи 2012, организуемой Исследовательским фондом машиностроения, г. Ига, Япония, стр. 299-304).
Недостатком известной конструкции является отсутствие в прототипе достаточного количества поверхностей для оперативного контроля состояния станка, а так же наборов поверхностей для контроля всего функционала пяти осевых станков (тесты изолированных осей и пар осей).
Технической задачей предполагаемой полезной модели является повышение точности тестовых деталей за счет комплексной проверки станков путем получения оперативной информации о состоянии станка и о состоянии взаимного расположения и перемещения осей станка, без применения специальных контрольных приборов.
Техническая задача решается тем, что тестовая деталь для проверки точности позиционирования станков с числовым программным управлением, содержащая цилиндрическое основание и усеченный конус, согласно полезной модели, снабжена расположенным на торце цилиндрического основания нижним многогранником, установленным на нем верхним многогранником с размерами меньшими, чем размеры нижнего многогранника, расположенными на торце верхнего многогранника, установленными один на другом верхним и нижним цилиндрами, сопряженными переходной радиусной поверхностью, касательной к поверхности верхнего цилиндра, торцевая поверхность которого расположена наклонно к цилиндрическому основанию, и сегментом сферы, расположенным на усеченном конусе, который установлен на наклонной торцевой поверхности верхнего цилиндра, при этом на гранях нижнего многогранника расположены глухие отверстия равных диаметров, оси которых перпендикулярны соответствующим граням, одна из граней нижнего многогранника имеет уступ, две смежные грани нижнего многогранника расположены наклонно, а грани верхнего многогранника - перпендикулярно относительно торца цилиндрического основания, причем ось нижнего цилиндра расположена параллельно оси цилиндрического основания со смещением относительно нее, а ось верхнего цилиндра совпадает с осью основания.
В предлагаемой полезной модели, в отличие от прототипа, на торце цилиндрического основания расположены два многогранника, что обеспечивает возможность проверки точности позиционирования и перемещения изолированных осей, при этом на гранях нижнего многогранника выполнены глухие отверстия равных диаметров, что обеспечивает возможность проверки положения наклонных поверхностей в пространстве. Размер верхнего многогранника меньше, чем размер нижнего многогранника.
В предлагаемой полезной модели, в отличие от прототипа, на торце верхнего многогранника расположены последовательно два цилиндра, что обеспечивает возможность контроля положения центра поворотной оси станка. Переход от нижнего цилиндра к верхнему выполнен касательным к верхнему цилиндру постоянным радиусом, что обеспечивает возможность контроля величины уступа между поверхностями при 4+1 координатной обработке.
В предлагаемой полезной модели, в отличие от прототипа, торец верхнего цилиндра обрезан наклонной плоскостью, являющейся основанием усеченного конуса, на торце которого расположен сегмент сферы, что обеспечивает возможность комплексного контроля пятикоординатной обработки.
На фиг. 1 представлен общий вид спереди тестовой детали в изометрии.
На фиг. 2 представлен вид сбоку тестовой детали.
На фиг. 3 представлен вид сверху тестовой детали.
На фиг. 4 представлен общий вид сзади тестовой детали в изометрии.
Тестовая деталь состоит из цилиндрического основания 1, на торце 2 которого расположен нижний многогранник 3, грани 4 и 5 многогранника имеют наклон относительно торца 2 цилиндрического основания 1. На гранях 4, 5 и 6 выполнены глухие отверстия 7, 8 и 9 равных диаметров, оси которых расположены перпендикулярно соответствующим плоскостям. На грани 6 выполнен уступ 10, параллельный плоскости 11. На многограннике 3 расположен верхний многогранник 12, грани которого перпендикулярны торцу 2 и выполнены со смещением относительно граней 4 и 5 многогранника 3. На торце 13 многогранника 12 расположен цилиндр 14, ось которого параллельна оси цилиндрического основания 1 и выполнена со смещением по осям 15 и 16. На торце 17 цилиндра 14 расположен цилиндр 18, ось которого совпадает с осью цилиндрического основания 1. Переход от цилиндра 14 к цилиндру 18 выполнен касательным к цилиндру 18 постоянным радиусом 19. Торец цилиндра 18 обрезан наклонной плоскостью, которая является основанием усеченного конуса 20. На торце конуса 20 расположен сегмент сферы 21.
Работает устройство следующим образом, заготовка типа пруток устанавливается в рабочей зоне станка с числовым программным управлением. Заготовку необходимо обработать по управляющей программе (УП) для получения геометрии тестовой детали. После окончания УП производится контроль полученной тестовой детали. Размеры, полученные после контроля, сравнивают с номинальной геометрией и по их разнице производят заключение о точности станка и состоянии его направляющих.
Деталь не является узлом или агрегатом чего-либо и используется только для получения данных о точности позиционирования станка и состоянии его направляющих без применения специальных контрольных приборов. Деталь обрабатывается на станке, например, пяти координатном с числовым программным управлением за одну установку. Крепление детали допускается в трехкулачковом самоцентрирующимся патроне либо в специальном приспособлении. Материал детали - алюминиевый сплав.
Таким образом, выполнение предлагаемой полезной модели с вышеуказанными отличительными признаками, в совокупности с известными признаками, позволяет повысить точность деталей за счет комплексной проверки станков, путем получения оперативной информации о состоянии станка и о состоянии взаимного расположения и перемещения осей станка, без применения специальных контрольных приборов.