Повышение точности обработки на станках фрезерно-сверлильно-расточной группы за счет минимизации погрешностей инструментальных систем

• Автор: Казакова, Ольга Юрьевна
• Шифр специальности: 05.02.08
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Самара
• Количество страниц: 182 с. : ил.

Содержание
ВВЕДЕНИЕ
1. ОБЕСПЕЧЕНИЕ ТОЧНОСТИ ОБРАБОТКИ НА
МЕТАЛЛОРЕЖУЩИХ СТАНКАХ С АВТОМАТИЧЕСКОЙ СМЕНОЙ ИНСТРУМЕНТА
1Л. Формирование погрешностей обработки на станках с
автоматической сменой инструмента
1.2. Структура, компоновка и конструкция систем автоматической
смены инструментов
1.3. Инструментальная оснастка для станков с автоматической сменой 39 инструментов
1.4. Точностной анализ инструментальной оснастки с конусом 7:24
1.5. Состояние вопроса и задач исследования
2. ФОРМИРОВАНИЕ ПОГРЕШНОСТЕЙ, ВОЗНИКАЮЩИХ ПРИ
АВТОМАТИЧЕСКОЙ СМЕНЕ ИНСТРУМЕНТОВ И ОЦЕНКА ИХ ВЛИЯНИЯ НА ТОЧНОСТЬ ОБРАБОТКИ
2.1.Влияние погрешностей, возникающих при автоматической смене 57 инструментов, на точность обработки
2.2. Определение точности осевого расположения инструментальной
оправки, имеющей погрешности формы базирующего конуса
2.3. Погрешности инструментальной системы, определяемые 77 динамикой процесса автоматического закрепления инструмента..
2.4. Влияние погрешностей ориентации инструментальной оправки в 82 процессе установки на эксплуатационные характеристики подсистемы шпиндель-инструмент
2.5. Выводы
3. ИССЛЕДОВАНИЕ ТОЧНОСТИ ОСЕВОГО РАСПОЛОЖЕНИЯ ИНСТРУМЕНТАЛЬНОЙ ОПРАВКИ И УГЛОВОЙ ЖЕСТКОСТИ

ПОДСИСТЕМЫ ШПИНДЕЛЬ-ИНСТРУМЕНТ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ
КОНЕЧНОЭЛЕМЕНТНОЙ МОДЕЛИ
3.1. Разработка конечноэлементной модели и алгоритма расчета
3.2. Определение точности осевого расположения оправки
3.3. Исследование влияния радиальной составляющей силы резания на
положение оправки в шпинделе станка
3.4. Выводы
4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ,
ПРОИСХОДЯЩИХ В ПОДСИСТЕМЕ ШПИНДЕЛЬ-ИНСТРУМЕНТ
4.1. Стенд, моделирующий работу системы АСИ
4.2. Исследование точности расположения инструментальной оправки
при закреплении
4.2.1. Исследование точности установки инструментальной
оправки
4.2.2. Исследование влияния величины силы затяжки на точность
расположения правки
4.2.3. Исследование влияния радиальной составляющей силы
резания на упругие деформации подсистемы шпиндель-инструмент
4.2.4. Влияние отклонения от круглости поперечного сечения
конической части оправки на расположение в шпинделе координатно-расточного станка
4.3.Упругая деформация шпинделя
4.4. Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
ПРИЛОЖЕНИЯ

ВВЕДЕНИЕ
На точность механической обработки наряду с погрешностями станка, установки заготовок, упругими силовыми и температурными деформациями технологической системы влияют погрешности установки инструмента. Особое значение эта составляющая приобретает при использовании системы автоматической смены инструмента, предусматривающей многократное использование инструмента. В этом случае погрешности установки будут определяться условиями сопряжения конических поверхностей шпинделя и оправки, которые во многом связаны с отклонениями указанных конических поверхностей от идеальных. И если погрешности конической поверхности шпинделя, проявляющиеся в одинаковой мере для всех используемых инструментов, могут быть предварительно оценены экспериментально, учтены и компенсированы при обработке с использованием возможностей современных систем ЧПУ, то учесть погрешности конусов оправок применительно к значительному числу инструментов не представляется возможным.
Проблемой является также и то, что погрешности конусов оправок не остаются неизменными, формируемыми при их изготовлении. В процессе их многократного использования вследствие неточностей механизмов смены инструмента и действующих при этом динамических процессов существенно проявляются износовые явления, определенным образом влияющие на макрогеометрию конического соединения.
В связи с вышеизложенным, тема диссертационной работы: «Повышение точности обработки на станках фрезерно-сверлильно-расточной группы за счет минимизации погрешностей инструментальных систем» является актуальной.
Целью данной работы является повышение точности обработки на металлорежущих станках путем обеспечения конструкторско-технологическими методами эксплуатационных характеристик систем смены инструмента.
Автооператоры оснащаются электромеханическими, гидравлическими и пневматическими приводами.
Рис. 1.11 Последовательность смены инструмента на станке с вертикальной компоновкой
шпинделя:
1 - инструментальный магазин, 2 - автооператор, 3 — шпиндель
Передача инструмента в шпиндель непосредственно инструментальным
магазином без участия промежуточных транспортных механизмов имеет существенные недостатки, связанные с перемещением инструментальных магазинов с инструментами значительной массы, величина которой влияет на динамические характеристики процессов торможения и разгона при подходе к упору и увеличивает время смены инструмента до ЗО-бОс. Передача с использованием промежуточного накопителя и автооператора позволяет сократить время смены инструмента и расширить технологические возможности станка.
Механизмы захвата и затяжки инструмента являются основными элементами систем АСИ, обеспечивающими надежный захват и удержание инструмента в автооператоре, а также его быстродействие.
Анализ конструкций станков показывает, что среди существующего многообразия механизмов захвата инструмента в автооператоре и промежу-