ISO TR 230-8-2010 Test code for machine tools - Part 8 Vibrations《机床试验规则 第8部分 振动》.pdf

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1、 Numro de rfrence ISO/TR 230-8:2010(F) ISO 2010RAPPORT TECHNIQUE ISO/TR 230-8 Deuxime dition 2010-06-01Code dessai des machines- outils Partie 8: Vibrations Test code for machine tools Part 8: Vibrations ISO/TR 230-8:2010(F) PDF Exonration de responsabilit Le prsent fichier PDF peut contenir des pol

2、ices de caractres intgres. Conformment aux conditions de licence dAdobe, ce fichier peut tre imprim ou visualis, mais ne doit pas tre modifi moins que lordinateur employ cet effet ne bnficie dune licence autorisant lutilisation de ces polices et que celles-ci y soient installes. Lors du tlchargement

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7、rightiso.org Web www.iso.org Publi en Suisse ii ISO 2010 Tous droits rservsISO/TR 230-8:2010(F) ISO 2010 Tous droits rservs iiiSommaire Page Avant-propos v Introduction.vii 1 Domaine dapplication 1 2 Rfrences normatives.1 3 Termes et dfinitions 2 4 Fondements thoriques du comportement dynamique des

8、machines-outils 14 4.1 Nature des vibrations: concepts de base .14 4.2 Systmes un seul degr de libert .17 4.3 Considrations mathmatiques.21 4.4 Reprsentations graphiques24 4.5 Les diffrents types dexcitation harmonique et de rponse .28 4.6 Systme plusieurs degrs de libert34 4.7 Autres types dexcitat

9、ion et de rponse des machines-outils .42 4.8 Spectres, rponses et largeur de bande.45 5 Types de vibrations et causes .46 5.1 Vibrations provoques par un balourd .46 5.2 Vibrations dues au fonctionnement des glissires linaires de la machine.50 5.3 Vibrations externes la machine 52 5.4 Vibrations pro

10、voques par le processus dusinage: vibrations forces et broutage53 5.5 Autres sources dexcitation .55 6 Essais pratiques: instruments et units .57 6.1 Gnralits .57 6.2 Mesurage des valeurs des vibrations .58 6.3 Instruments 58 6.4 Mesurages relatifs et absolus 59 6.5 Units et paramtres .60 6.6 Incert

11、itude du mesurage.61 6.7 Remarque concernant lvaluation des vibrations environnementales 62 6.8 Essais de type62 6.9 Emplacement de la machine 62 7 Essais pratiques: applications spcifiques63 7.1 Balourd .63 7.2 Acclration des glissires de la machine le long de laxe de la machine (diaphonie inertiel

12、le).67 7.3 Vibrations externes la machine 70 7.4 Vibrations se produisant lors de la dcoupe de mtal71 8 Essais pratiques: Analyse structurelle laide dune excitation artificielle72 8.1 Gnralits .72 8.2 Analyse spectrale et essais de rponse en frquence72 8.3 Conditions de montage de la machine74 8.4 A

13、nalyse frquentielle 75 8.5 Analyse modale .77 8.6 Essais de rponse croise .78 8.7 Modes vibratoires non standards79 8.8 Normalisation des essais de stabilit .80 Annexe A (informative) Aperu gnral et structure de la prsente partie de lISO 230 .81 Annexe B (informative) Relations entre les paramtres v

14、ibratoires82 ISO/TR 230-8:2010(F) iv ISO 2010 Tous droits rservsAnnexe C (informative) Rsum des principes fondamentaux de la thorie des vibrations 85 Annexe D (informative) Protocole dquilibrage de la broche et du moteur.89 Annexe E (informative) Exemples de rsultats dessai et de leur prsentation .9

15、0 Annexe F (informative) Instrumentation pour lanalyse du comportement dynamique dune machine-outil99 Bibliographie .112 ISO/TR 230-8:2010(F) ISO 2010 Tous droits rservs vAvant-propos LISO (Organisation internationale de normalisation) est une fdration mondiale dorganismes nationaux de normalisation

16、 (comits membres de lISO). Llaboration des Normes internationales est en gnral confie aux comits techniques de lISO. Chaque comit membre intress par une tude a le droit de faire partie du comit technique cr cet effet. Les organisations internationales, gouvernementales et non gouvernementales, en li

17、aison avec lISO participent galement aux travaux. LISO collabore troitement avec la Commission lectrotechnique internationale (CEI) en ce qui concerne la normalisation lectrotechnique. Les Normes internationales sont rdiges conformment aux rgles donnes dans les Directives ISO/CEI, Partie 2. La tche

18、principale des comits techniques est dlaborer les Normes internationales. Les projets de Normes internationales adopts par les comits techniques sont soumis aux comits membres pour vote. Leur publication comme Normes internationales requiert lapprobation de 75 % au moins des comits membres votants.

19、Exceptionnellement, lorsquun comit technique a runi des donnes de nature diffrente de celles qui sont normalement publies comme Normes internationales (ceci pouvant comprendre des informations sur ltat de la technique par exemple), il peut dcider, la majorit simple de ses membres, de publier un Rapp

20、ort technique. Les Rapports techniques sont de nature purement informative et ne doivent pas ncessairement tre rviss avant que les donnes fournies ne soient plus juges valables ou utiles. Lattention est appele sur le fait que certains des lments du prsent document peuvent faire lobjet de droits de p

21、roprit intellectuelle ou de droits analogues. LISO ne saurait tre tenue pour responsable de ne pas avoir identifi de tels droits de proprit et averti de leur existence. LISO/TR 230-8 a t labor par le comit technique ISO/TC 39, Machines-outils, sous-comit SC 2, Conditions de rception des machines tra

22、vaillant par enlvement de mtal. Cette deuxime dition annule et remplace la premire dition (ISO/TR 230-8:2009). LAnnexe F a t ajoute et des corrections rdactionnelles mineures ont t apportes. LISO 230 comprend les parties suivantes, prsentes sous le titre gnral Code dessai des machines-outils: Partie

23、 1: Prcision gomtrique des machines fonctionnant vide ou dans des conditions quasi-statiques Partie 2: Dtermination de lexactitude et de la rptabilit de positionnement des axes en commande numrique Partie 3: valuation des effets thermiques Partie 4: Essais de circularit des machines-outils commande

24、numrique Partie 5: Dtermination de lmission sonore Partie 6: Dtermination de la prcision de positionnement sur les diagonales principales et de face (Essais de dplacement en diagonale) Partie 7: Exactitude gomtrique des axes de rotation Partie 8: Vibrations Rapport technique ISO/TR 230-8:2010(F) vi

25、ISO 2010 Tous droits rservs Partie 9: Estimation de lincertitude de mesure pour les essais des machines-outils selon la srie ISO 230, quations de base Rapport technique Partie 10: Dtermination des performances de mesure des systmes de palpage dune machine-outil commande numrique La partie suivante e

26、st en cours dlaboration: Partie 11: Instruments de mesure et leurs applications aux essais de gomtrie des machines-outils Rapport technique ISO/TR 230-8:2010(F) ISO 2010 Tous droits rservs viiIntroduction LISO 230 a pour but de normaliser les mthodes dessai de performances des machines-outils, gnral

27、ement sans leur outillage 1) , en excluant du domaine dapplication les machines lectroportatives. La prsente partie de lISO 230 tablit les modes opratoires gnraux permettant lvaluation des vibrations des machines- outils. La ncessit de contrler les vibrations est reconnue; de cette faon, les vibrati

28、ons qui produisent des effets indsirables peuvent tre diminues. Ces effets sont essentiellement les suivants: performance inacceptable en matire de dcoupe par rapport la finition de surface et lexactitude; usure ou endommagement prmaturs des composants de la machine; dure de vie rduite de loutil; ni

29、veau de bruit inacceptable; dommages physiologiques subis par les oprateurs. Parmi ces effets indsirables, seul le premier est considr comme relevant du domaine dapplication de la prsente partie de lISO 230, mme si les autres effets peuvent occasionnellement se produire. (La question du bruit est ab

30、orde dans lISO 230-5, et leffet des vibrations sur les oprateurs est abord dans lISO 2631-1.) Dans sa globalit, la prsente partie de lISO 230 se limite ncessairement traiter des problmes de vibrations gnres principalement entre loutil et la pice. Mme si la prsente partie de lISO 230 est prsente sous

31、 la forme dun Rapport technique, un certain nombre dessais de rception y sont proposs. Ils prennent laspect dessais normaliss que lon trouve dans dautres parties de la srie de lISO 230. Ces essais peuvent tre utiliss de cette manire mais, tant formuls de faon moins rigoureuse, ils nont pas la mme va

32、leur quun essai ralis conformment une Norme internationale. 1) Dans certains cas, des considrations pratiques exigent lutilisation dun outillage et de pices rels ou factices. Voir les rfrences particulires en 7.1.1, 7.2.1, 7.4 et 8.3. RAPPORT TECHNIQUE ISO/TR 230-8:2010(F) ISO 2010 Tous droits rserv

33、s 1Code dessai des machines-outils Partie 8: Vibrations 1 Domaine dapplication La prsente partie de lISO 230 traite des diffrents types de vibrations qui peuvent se produire entre la partie outil et la partie pice usiner dune machine-outil. (Pour plus de simplicit, ces parties seront appeles respect

34、ivement outil et pice). Ces vibrations peuvent avoir un effet ngatif la fois sur la production dune finition de surface acceptable et sur lexactitude dune pice. La prsente partie de lISO 230 nest pas principalement destine ceux qui ont lexprience de lanalyse des vibrations et qui effectuent ce type

35、de travail rgulirement dans des milieux de recherche et dveloppement. Elle ne remplace donc pas les manuels standards sur ce sujet ( ce propos, voir la Bibliographie). Toutefois, la prsente partie de lISO 230 sadresse aussi bien aux fabricants quaux utilisateurs qui ont des connaissances gnrales en

36、ingnierie, et qui souhaitent mieux comprendre les causes des vibrations grce une vue densemble des thories de base du domaine. Elle fournit galement des modes opratoires de mesure basiques permettant dvaluer certains types de vibrations que peut subir une machine-outil: vibrations dues un dsquilibre

37、 mcanique; vibrations gnres par le fonctionnement des glissires de la machine; vibrations transmises la machine par des forces extrieures; vibrations gnres pendant le processus de coupe, incluant les vibrations auto-excites (broutage). De plus, la prsente partie de lISO 230 traite de lapplication de

38、 lexcitation de vibration artificielle pour les besoins de lanalyse structurelle. Linstrumentation est dcrite en Annexe F. Un aperu gnral de la structure et du contenu de la prsente partie de lISO 230 est donn dans lAnnexe A. NOTE Dautres sources de vibrations (par exemple linstabilit des systmes de

39、ntranement, lutilisation dquipements auxiliaires ou les effets causs par des paliers uss) sont brivement voques, mais lanalyse dtaille des mcanismes qui en sont lorigine nest pas mentionne. 2 Rfrences normatives Les documents de rfrence suivants sont indispensables pour lapplication du prsent docume

40、nt. Pour les rfrences dates, seule ldition cite sapplique. Pour les rfrences non dates, la dernire dition du document de rfrence sapplique (y compris les ventuels amendements). ISO 230-1, Code dessai des machines-outils Partie 1: Prcision gomtrique des machines fonctionnant vide ou dans des conditio

41、ns quasi-statiques ISO 230-5, Code dessai des machines-outils Partie 5: Dtermination de lmission sonore ISO/TR 230-8:2010(F) 2 ISO 2010 Tous droits rservsISO 1925:2001, Vibrations mcaniques quilibrage Vocabulaire ISO 1940-1:2003, Vibrations mcaniques Exigences en matire de qualit dans lquilibrage po

42、ur les rotors en tat rigide (constant) Partie 1: Spcifications et vrification des tolrances dquilibrage ISO 2041:2009, Vibrations et chocs Vocabulaire ISO 2631-1, Vibrations et chocs mcaniques valuation de lexposition des individus des vibrations globales du corps Partie 1: Spcifications gnrales ISO

43、 2954, Vibrations mcaniques des machines tournantes ou alternatives Exigences relatives aux appareils de mesure de lintensit vibratoire ISO 5348:1998, Vibrations et chocs mcaniques Fixation mcanique des acclromtres ISO 6103, Produits abrasifs agglomrs Balourds admissibles des meules en tat de livrai

44、son Contrle statique ISO 15641, Fraises pour usinage grande vitesse Prescriptions de scurit 3 Termes et dfinitions Pour les besoins du prsent document, les termes et dfinitions donns dans lISO 1925 et lISO 2041, ainsi que les suivants sappliquent. 3.1 vibration absolue valeur dune vibration (3.81) m

45、esure en un seul point, laide dun transducteur inertiel 3.2 absorbeur amortisseur dispositif utilis pour rduire Iampleur dun choc ou des vibrations (3.81) par des mthodes de dissipation dnergie ISO 2041:1990, dfinition 2.114 3.3 acclrance vibration (3.81) quantifie en units dacclration par unit de f

46、orce dexcitation NOTE Voir lISO 2041:1990, Tableau 1. 3.4 erreur de repliement rsultat erron dans lanalyse numrique de signaux caus par une frquence maximale du signal mesur suprieure la moiti de la valeur de la frquence dchantillonnage ISO 2041:1990, dfinition 5.8 3.5 module du balourd produit de l

47、a masse du balourd (3.80) par la distance de son centre de masse laxe de larbre ISO 1925:2001, dfinition 3.3 NOTE Le module du balourd est parfois appel balourd rsiduel (par exemple dans lISO 1940-1). Le module du balourd sexprime en units masse-longueur, par exemple en grammes millimtres (gmm). ISO/TR 230-8:2010(F) ISO 2010 Tous droits rservs 33.6 amplitude amplitude maximale de crte valeur maximale dune