Обеспечение качества процесса чистовой токарной обработки на основе стабилизации преобразующих свойств динамической системы станка

• Автор: Карпов, Александр Николаевич
• Шифр специальности: 05.03.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1998
• Место защиты: Саратов
• Количество страниц: 258 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА, ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ
1.1 Основные направления повышения точности механической обработки детали
1.2 Использование частотных методов в задачах повышения точности оборудования
1.3 Постановка задач исследования
2. РАЗРАБОТКА ТЕОРЕТИЧЕСКИХ ОСНОВ СТАБИЛИЗАЦИИ ПРЕОБРАЗУЮЩИХ СВОЙСТВ ДИНАМИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ СТАНКА
2.1 Нелинейная модель динамической системы токарного станка
2.1.1 Исходные предпосылки к созданию модели
2.1.2 Структурно-функциональный анализ динамической системы токарного станка
2.1.3 Идентификация типовых звеньев модели
2.1.4 Типовое соединение динамической системы
2.2 Моделирование процессов в динамической системе
2.2.1 Результаты моделирования в линейном приближении
2.2.2 Результаты нелинейного моделирования
2.3 Сопоставительный анализ результатов моделирования
2.4 Обоснование требований к автоматизированной системе стабилизации процесса резания
2.5 Выводы
3. РАЗРАБОТ КА АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ СИСТЕМЫ СТАБИЛИЗАЦИИ ПРОЦЕССА РЕЗАНИЯ
3.1 Аппаратная часть системы
3.2 Программная поддержка системы
3.3 Результаты метрологической поверки системы
4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ И ПРАКТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПО СТАБИЛИЗАЦИИ ПРОЦЕССА РЕЗАНИЯ ПРИ ТОКАРНОЙ ОБРАБОТКЕ
4.1 Общая методика проведения исследований
4.2 Результаты исследований по стабилизации преобразующих свойств
4.3 Результаты исследований по мониторингу преобразующих свойств
4.4 Сопоставительный анализ результатов исследований
4.5 Алгоритмическое обеспечение системы
4.6 Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЯ
ВВЕДЕНИЕ

С переходом к рыночной экономике российские машиностроительные предприятия столкнулись с проблемами ужесточения требований к качеству изделий и процессов их производства, а также необходимостью оперативного реагирования на изменение спроса на ту или иную продукцию. Однако, собственные финансовые ресурсы и ситуация, сложившаяся в российском машиностроительном комплексе, не могут в полной мере обеспечить решение этих проблем, в том числе и в связи с невозможностью приобретения предприятиями нового оборудования, в частности, станков и станочных комплексов. То же оборудование, которое имеется на предприятиях, уже не способно эффективно осуществлять процесс не только расширенного, но и простого воспроизводства. Это связано с тем, что длительная эксплуатация станков, даже в условиях наличия развитой системы технического обслуживания и профилактических ремонтов, приводит к постепенному изменению их свойств (в том числе, преобразующих), определяющих способность устойчиво противодействовать нагрузкам (в частности,
колебаниям), возникающим в динамической системе при резании. В результате изменяются законы движения рабочих органов и, как
следствие, усложняется процесс управления ими в рамках традиционных задач ЧПУ. Поэтому актуальными являются теоретические и
экспериментальные исследования, направленные на совершенствование процесса формирования управляющих воздействий, в частности, на преобразующие свойства динамической системы станка по результатам автоматизированной оценки ее фактического состояния.

изучить процессы, протекающие в динамической системе при резании и на этой основе решать задачи дальнейшего повышения его эффективности. Для этого необходимо принять во внимание, что в структуре динамической системы любого станка имеются элементы, характеристики которых являются существенно нелинейными и в значительной степени определяют не только состояние системы, но и ее преобразующие свойства (рис. 1.4). При этом под преобразующими свойствами понимается способность рассеивать или пополнять энергию колебаний, возникающих в динамической системе станка при резании. Причем эти свойства проявляются тем значительнее, чем более нелинейными свойствами обладает система, так как на форму колебаний, т.е. на степень трансформации энергии из первых гармоник колебаний в более высокие и наоборот, наибольшее влияние оказывают прежде всего нелинейные элементы, входящие в ее состав [10,138,196]. В свою очередь каждая из форм колебаний влияет на соответствующие параметры качества обработанных на станке деталей (некруглость, волнистость, шероховатость). В связи с этим актуальными являются теоретические и экспериментальные исследования по установлению характера влияния нелинейных элементов на преобразующие свойства динамической системы с позиции стабилизации, которая позволит обеспечивать заданное качество в частности процесса чистовой токарной обработки детали, а также их отслеживание во времени. Основные задачи, которые необходимо решить в процессе выполнения этих исследований, могут быть сформулированы следующим образом:
• Создание нелинейной модели и моделирование процессов,
протекающих в динамической системе токарного станка при резании.