VDI DGQ 3444-1978 Statistical control of exactly working and positioning of coordinate drilling machines and machining centers.pdf

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1、DK 519.241 : 31 1 .214: 621 .9.012:62-187(083.132) VDI/DGQ-RICHTLINIEN September 1978Verein DeutscherIngenieureDeutsche Gesellschaftfr QualittStatistische Prfung der Arbeits- undPositionsgenauigkeit von KoordinatenBohrmaschinen und BearbeitungszentrenVDI/DGQ 3444Statistical control of exactiy workin

2、g andpositioning of coordinate drilling machines andmachining centersInhalt SeiteVorwort 2Vorbemerkung 21. Geltungsbereich 22. Arbeitsgenauigkeit von Koordinaten-Bohrmaschinenund Bearbeitungszentren 33. Prfverfahren 34. Durchfhren der Prfung 44. 1 . Zustand der Maschine 44.2. Werkzeuge und Schnittbe

3、dingungen 44.3. Prfwerkstcke und Aufspannstcke 44.4. Befestigung der Aufspann- und Prfwerkstckeauf dem Maschinentisch 54.5. Bearbeitungsablufe 54.6. Messen der Prfwerkstcke 75. Prfprotokolle und Auswertungsbltter 85.1. Messungen mit Trendeinflu 86. Beispiele 96.1. Beispiel fr die Ermittlung der Arbe

4、itsstreubreite der x- und-Koordinaten an einer Waagerecht-Bohrmaschine ohneBercksichtigung der Umkehrspanne 96.2. Beispiel fr die Ermittlung der Arbeitsstreubreite der z-Koordinateohne Bercksichtigung der Umkehrspanne sowie die berprfung vonDurchmeserabweichungen durch Werkzeugwechsel an einemWaager

5、echt-Bearbeitungszentrum 96.3. Beispiel fr die Ermittlung der Arbeitsstreubreite eines numerischgesteuerten Plandreh- und Ausbohrkopfes an einem Waagrecht-Bearbeitungszentrum 96.4. Beispiel fr die Ermittlung der Arbeitsstreubreite des Tischumschlagsan einer Waagerecht-Koordinaten-Bohrmaschine ohne B

6、ercksichtigungder Umkehrspanne 96.5. Vergleich der Positionsstreubreite mit der Arbeitsstreubreite . 97. Zusammenstellung der Formelzeichen 98. Anhang mit den Bildern A 1 bis A 12:Mazeichnungen fr Prf werk- und Auf spannstcke 14VDI -Gesellschaft Produktionstechnik (ADB)Fachbereich Produktionsanlagen

7、VDI -Handbuch Betriebstechnik Teil / Register-Nr, 3/4Preisgr. 11B974908A824A6748CAAAA99BAB349F63B2C88DD9B0D2BF8368C461B1CCB65CD15BE74F0686BD19CFC1FA2DEF1929BEST BeuthStandardsCollection - Stand 2016-112 VDI/DGQ 3444VorwortSeit Anfang der sechziger Jahre haben sich zwei voneinander unabhngige Arbeits

8、gruppen mit statistischen Prfverfahren fr Werkzeugmaschinen beschftigt. Whrendsich die eine Gruppe der Deutschen Gesellschaft fr Qualitt (DGQ) schwerpunktmig mit der statistischen Prfung an Hand von Prfwerkstcken befate, bearbeiteteder Ausschu Informationsverarbeitung der VDI-Gesell-schaft Produktio

9、nstechnik (ADB) vorwiegend Problemeder Prfung der Positionsgenauigkeit von NC-Maschinen.Die Arbeit beider Gruppen fand in folgenden Schriftenihren Niederschlag:ASQ/AWF 1 2 Statistische Prfung der Arbeitsgenauigkeit von WerkzeugmaschinenASQ/AWF 121 Statistische Prfung der Arbeitsgenauigkeit von Drehm

10、aschinenVDI 3254 Blatt 1 Numerisch gesteuerte Werkzeugmaschinen; Genauigkeitsangaben;Begriffe und statische KenngrenBlatt 2 ; ; Messen statischer KenngrenBlatt 3 ; ; Prfen durch ProbewerkstckeIm Jahre 1970 haben sich die beiden Gruppen zusammengeschlossen zu der von VDI und DGQ gemeinsam getragenen

11、VDI/DGQ-Fachgruppe Statistische Prfung der Arbeitsgenauigkeit von Werkzeugmaschinen, die darber hinausvom Verein Deutscher Werkzeugmaschinenfabriken e.V.(VDW) im VDMA und dem Fachnormenausschu Werkzeugmaschinen (FWM) tatkrftig untersttzt und gefrdert wird. Es wurde vereinbart, da die Federfhrung bei

12、der DGQ liegt und die Arbeitsergebnisse als VDI/DGQ-Richtlinien verffentlicht werden. Die frheren Verffentlichungen wurden grundlegend berarbeitet und durchweitere ergnzt.Die einzelnen Richtlinien tragen folgende Titel:VDI/DGQ 3441 Statistische Prfung der Arbeitsund Positionsgenauigkeit von Werkzeug

13、maschinen; GrundlagenVDI/DGQ 3442 Statistische Prfung der Arbeitsgenauigkeit von DrehmaschinenVDI/DGQ 3443 Statistische Prfung der Arbeitsgenauigkeit von FrsmaschinenVDI/DGQ 3444 Statistische Prfung der Arbeitsund Positionsgenauigkeit vonKoordinaten-Bohrmaschinenund BearbeitungszentrenVDI/DGQ 3445 S

14、tatistische Prfung der Arbeitsge-Bl.l bis 5*) nauigkeit von SchleifmaschinenDie statistischen Prfverfahren fesen sich selbstverstndlich auch fr andere, in den oben genannten Richtliniennicht behandelte Maschinengattungen anwenden. DieArbeits- und Prfbedingungen sind dann von Fall zu Fallfestzulegen

15、bzw. zu vereinbaren.Die Arbeiten standen unter der Leitung von Dr. rer. nat.Klaus G. Mller, Stuttgart (Obmann der VDI/DGQ-Fachgruppe). Die einzelnen Richtlinien entstanden in Arbeitsgruppen, in denen Herren aus den Hersteller- und Anwen-derfkmen sowie den Verbnden zusammenarbeiten. AllenObleuten, Mi

16、tarbeitern und den Mitarbeiter-Firmen sei andieser Stelle fr ihre bereitwillige Mitarbeit und Untersttzung gedankt.An der Ausarbeitung der Richtlinie VDI/DGQ 3444 habenmitgewirkt :TxAn%.Buml NrtingenDipl.-Ing. Engel RheydtTxAn%.Jstel, DsseldorfTvpAn%. Neubrand, LudwigsburgVorbemerkungDie Genauigkeit

17、 einer Werkzeugmaschine wird im allgemeinen nach den Normen des DIN Deutsches Institut frNormung e.V. beurteilt).Die Prfung nach diesen Abnahmebedingungen dient vorwiegend dem Nachweis der geometrischen Genauigkeitseigenschaften der Werkzeugmaschine, die in der Regel inunbelastetem Zustand der Masch

18、ine erfat werden. DieEinflsse, wie z.B. Schnittkrfte, Lagerspiele, Unwuchten,die beim Bearbeiten von Werkstcken auftreten, sinddabei nur teilweise erfat.Allgemeine Bestimmungen fr die Abnahmebedingungenvon Werkzeugmaschinen enthlt DIN 8601.Neben den in den Normen beschriebenen Prfungen sindfr die Be

19、urteilung der Qualitt einer Werkzeugmaschineweitere Kenngren von Bedeutung. Fr die Prfung derArbeitsgenauigkeit einer Maschine ist letztlich die Qualittder Teile, die auf der Maschine bearbeitet werden, ausschlaggebend. Eine zuverlssige Aussage hierber ist nurmit statistischen Methoden mglich. Darbe

20、r hinaus istdie Bestimmung der Positionsgenauigkeit, besonders beinumerisch gesteuerten Maschinen, von groer Bedeutung.Auch hierbei werden statistische Methoden angewandt.Die Abnahme nach den Normen des DIN DeutschesInstitut fr Normung e.V. wird durch die Anwendungdieser Verfahren nicht berflssig, s

21、ondern sollte in jedemFall der statistischen Prfung vorausgegangen sein.1. GeltungsbereichDiese Richtlinie gilt fr Koordinaten-Bohrmaschinen biszu Bearbeitungszentren. Das Prfverfahren ist nicht aufbestimmte Maschinengren begrenzt, sondern kannsinngem in den meisten Fllen angewendet werden.Die Richt

22、linie gilt fr handbettigte und automatischgesteuerte NC-Maschinen.Fr nicht werkstckgebundene Maschinen werden einheitliche Prfwerkstcke und Bearbeitungsbedingungen fr*) Grundlagen; Auenrundschleifmaschinen mit Zentrierspitzen;Spitzenlose-; Innen-; Flach-.1 ) Auskunft ber vorhandene deutsche und inte

23、rnationale Normen gibt der Fachnormenausschu Werkzeugmaschinen (FWM),Frankfurt/M.B974908A824A6748CAAAA99BAB349F63B2C88DD9B0D2BF8368C461B1CCB65CD15BE74F0686BD19CFC1FA2DEF1929BEST BeuthStandardsCollection - Stand 2016-11VDI/DGQ 3444 3die statistische Prfung festgelegt. Bei werkstckgebundenen NC-Maschi

24、nen stellen die vorgesehenen Werkstckegleichzeitig die Prfwerkstcke dar.Die Richtlinie ist eine Empfehlung, Soll sie bei Abnahmeneuer Maschinen zugrunde gelegt werden, so ist dies zwischen Hersteller und Besteller zu vereinbaren. Die Prfergebnisse derartiger Untersuchungen sind ferner fr dieArbeitsv

25、orbereitung eine gute Unterlage zur Planung derFertigungssicherheit. Die beschriebenen Prfverfahrensind in gleicher Weise geeignet zur berprfung vonMaschinen nach lngerem Einsatz oder gezielt zurSchwachstellenanalyse beim Auftreten von fehlerhaftenTeen.2. Arbeitsgenauigkeit von Koordinaten-Bohrmasch

26、inen und BearbeitungszentrenIn Anlehnung an die Richtlinie VDI/DGQ 3441 wird alsMa fr die Arbeitsgenauigkeit die Arbeitsunsicherheitdefiniert. Diese enthlt nur maschinenbedingte Abweichungen sowohl systematischer als auch zuflliger Art.Eine Auswahl dieser Einflugren ist in Bild 1 dargestellt. Fr die

27、 Prfung von Koordinaten-Bohrmaschinenund Bearbeitungszentren sind folgende maschinenbedingte Einflugren von Bedeutung:Geometrische AbweichungenDie geometrischen Abweichungen werden durch dievorausgehenden Prfungen nach den entsprechendenDIN-Normen erfat.Positionsunsicherheit PDie Positionsunsicherhe

28、it ist nach der RichtlinieVDI/DGQ 3441 zu ermitteln.ArbeitsstreubreiteDie Ermittlung der Arbeitsstreubreite wird in dieserRichtlinie beschrieben. Sie enthlt alle maschinenbedingten zuflligen Fehleranteile.TrendEin maschinenbedingter Trendeinflu auf die Maschwankung kann beispielsweise durch einen Te

29、mperaturgang der Maschine verursacht werden.Bei der Ermittlung der Arbeitsunsicherheit ist zu beachten, da auch nichtmaschinenbedingte Einflsse; wie beispielsweise Maschinenbedienung, Fertigungsverfahren,Werkzeugverschlei, wirksam werden knnen. Diese Einflsse sind durch Anwendung statistischer Metho

30、den undFestlegung definierter Bearbeitungsbedingungen zu eliminieren.Auf die folgenden Einflsse ist besonders zu achten:Meunsicherheit - Aufspannunsicherheit,die vor jeder Prfung ermittelt werden mssen;Trend durch Werkzeugverschlei,chargenbedingte Werkstoffunterschiede.Ein Teil der systematischen Ab

31、weichungen, z.B. Positionsabweichung, Umkehrspanne oder geometrische Abweichungen, kann in Anlehnung an die Richtlinie VDI/DGQ3441 oder DIN 8601 ff bestimmt werden. Eine vollstndige Bestimmung aller systematischen Abweichungen istin der Regel jedoch wirtschaftlich nicht vertretbar.In der vorliegende

32、n Richtlinie wird daher ein Prfverfahren zur Ermittlung der Arbeitstreubreite mit Hfe vonPrfwerkstcken beschrieben.Bei handbedienten Maschinen ist die berlagerung derEinflsse von Maschinenstreuung und Einstellunsicherheitdurch den Bedienungsmann kennzeichnend fr die Arbeitsstreubreite.3. Prfverfahre

33、nDie normale Prfung (s. RichtHnie VDI/DGQ 3441) istfr nichtwerkstckgebundene Maschinen meist zu aufwendig. Daher wird die anschlieend beschriebene Kurzprfung empfohlen. Die statistische Aussage wird zwarunsicherer (s. Richtlinie VDI/DGQ 3441, Abschn. 6.3),aber bei richtiger Durchfhrung erlaubt die K

34、urzprfungim allgemeinen eine ausreichende Beurteilung.Die statistische Prfung erstreckt sich auf die Bestimmungder Arbeitsstreubreite der Maschine beim Bohren mit einschneidigen Werkzeugen im Schlichtschnitt in x-, y-, z-Rich-tung.Die Prfwerkstcke und Aufspannstcke sind so ausgelegt,da sich in erste

35、r Linie die Arbeitsstreubreiten in deneinzelnen Koordinatenachsen ermitteln lassen. Danebenkann die statistische Prfung der Frsbearbeitung nachSteifigf CiNV- N 0 O)c3 cij:5S c:X3D(U*0)TOo3crj(US cSsT cT cT tc Ccfco 5 x:5 (0N x: s v. f SZo *5 “s S SN(/)Q 3 (/5 o0)Q2QII-C05o COSQ0-K CO o COSQ“SQ Q(UQ

36、(U (O o CO QCO c“1(UVCOin CO . E 13CO 0)ccJCiaJCu0) i:i-U) 1“q.o oo coc3oNJCDIICiVIIVEE Ea.13IICiVIIEEVEEfEENVEEloVfiEa. Ea.CTc3SZuOJ$sc01ZVDCiv-IIEEU)vCrIIEa.N c 1 cx: “r- 1 - “j iQulUEO0)$“oOooT3ots;d0)QVVE 3j5“Ooc 1 oCO3o c3ccoN 1cJ=u(/ 3OC3DCc .fOQ.3QcCO 3Qc3cc0)Q $ 3Q3Q 3Q3Qc3occroQ.i-0)$ s:uCO

37、3Q C3QCir tririiri ifjLOircbiroCJQ i ntIO i0 0 0VXE 1OOLCO0Q-o9n5=5DI cMSSS 5 V.S %wVeis.V-hSSSS-h % Q r 33S-h V? v- vs V-r NjV N -5K 2ZZ ZSZ r*- QiV PO V- V 1 rsi1 1 rts V C0/klrS Y :S Ni SA rK.anfS s Ci O Vo ri- Pioo VA ro(UXUh-has - t voiies-h OOO 002 Vo (T221tSk r ro ro QiOk hS O rW VA rWhiiii-h

38、SS va Um2S-h c- V V00000 OO 6absolutesSollma mmbearbeitungssteile 1mDurchgang n iV- N 0X II 1et15105VDI/DGQ3444/? Karten 030 5- ? ro 1 E-ofv a.- IIch- tsQO:3 00, cJ N IIV- 00 1 lOtr cTfM ir| - SMII fr v- licfUo IIE JJOoKT ? S:?rr OCi ?frT30) a.0 E “5 00berprfung der x/ Koordinatenberprfung der z Koo

39、rdinatenBohrg.Nr.X /IxK 51,110 51,1102 152,222 51,110300,000 51,1104 453,332 51,110554,444 51,11051,110 253,332554,444 51,1108 51,110 455,554152,222 455,55410, 300,000 455,554453,332 455,55412, 554,444 455,554vw(w)Bohrg.Nr.2.3.5.6.7.8.50,00225,00375,00550,0050,00225,00375,00550,00150,00100,00100,001

40、50,00350,00400,00400,00350,005 0,15-Bild A2. Prfwerkstck zur berprfung der Arbeitsstreubreitedes Drehdurchnnessers beim Einsatz von NC-Plan- und -AusdrehkpfenBild A1. Prfwerkstck (Bohrplatte) zur Prfung der Arbeitsstreubreite der xy- und z- KoordinatenBild A3. Prfwerkstck (Buchse) zur berprfung der

41、Tisch- UnnschiaggenauigkeitB974908A824A6748CAAAA99BAB349F63B2C88DD9B0D2BF8368C461B1CCB65CD15BE74F0686BD19CFC1FA2DEF1929BEST BeuthStandardsCollection - Stand 2016-11VDI/DGQ 3444 15Aufspannwinkel mit Bohrplatte zur berprfung derX-, y- und z KoordinatenHinweis:Einzelteilspezifikationen(1,2, 3,4, 5,6)s.

42、 Bilder A 6 bis A 12Aufspannstck mit PrfWerkstcken zur berprfungder Arbeitsstreubreite- bei Frsbearbeitung- beim Einsatz von NCPlanund Ausdrehkpfen- bei Tischumschlag -Bild A4. Anordnung der Prf Werkstcke auf dem Aufspannwinkel fr Maschinen mit horizontaler Arbeitsspindelo o o O O:Hinweis:Anordnung

43、der Prfwerkstcke fr die Frsbearbeitung s. Bild A4,Skizze c. Einzelteilspezifikationen (5,6,7,8) s. Bilder A9, Allund AI 2.7tOo o o o Bild A5. Anordnung der Prfwerkstcke auf dem Maschinentischfr Maschinen mit vertikaler ArbeitsspindelB974908A824A6748CAAAA99BAB349F63B2C88DD9B0D2BF8368C461B1CCB65CD15BE

44、74F0686BD19CFC1FA2DEF1929BEST BeuthStandardsCollection - Stand 2016-1116 VDI/DGQ 3444B974908A824A6748CAAAA99BAB349F63B2C88DD9B0D2BF8368C461B1CCB65CD15BE74F0686BD19CFC1FA2DEF1929BEST BeuthStandardsCollection - Stand 2016-11VDI/DGQ 3444 1711Y25V25(.25:3:p40Spannstellen 1-5: Befestigung der Prfwerkstck

45、e zur berprfung von Spannstellen a-b: Befestigung der Prfwerkstcke fr die FrsbearbeitungNCPlan und AusdrehkpfenBild A7. Aufspannplatte (2) zur Fixierung der Prfwerkstckefr die Frsbearbeitung und fr die Prfung von NC-Plan- undAusdrehkpfenHinweis:Diese Aufspannplatte wird mit den Prf Werkstcken bei Ma

46、schinenmit horizontaler Arbeitsspindel auf dem Aufspannwinkel(Bild A9) und fr Maschinen mit vertikaler Arbeitsspindel direktauf dem Maschinentisch befestigt.Werkstoff: CK 45Kanten gebrochen y (vv)Schnitt AA4I-e-12-48/ iSt00 2 1Schnitt B B100-Bild A8. Anlagestck (3) fr Maschinen mit horizontaler Arbe

47、itsspindelB974908A824A6748CAAAA99BAB349F63B2C88DD9B0D2BF8368C461B1CCB65CD15BE74F0686BD19CFC1FA2DEF1929BEST BeuthStandardsCollection - Stand 2016-1118 VDI/DGQ 3444nLi-w-T-15 -6580-“TTf(N O I(V) -vjWerkstoff: CK5Bild A9. Anlagestck (4) fr Maschinen mit horizontalerArbeitsspindelp. U) M3-/11 fi11Spannp

48、rafzeAuflagepilz IiKanten gebrochenWerkstoff: CKH-5Freistich E 0,6x0,3 DIN509v(w) (PIOBild A10. Spannpratze (5) und Auf lagepilz (6)ci18-33-12-48-Werkstoff: CK 4515JS,-50-60-70-100-Bild A 11. Anlagestck (7) fr Maschinen mit vertikaler ArbeitsspindeloKan ten. gebrochenv(w)-H-0“TVI 1 ,M12-80*clurctigehenolKanten gebrochenVwjBild AI 2. Anlagestck (8) fr Maschinen mit vertikaler ArbeitsspindelB974908A824A6748CAAA