Повышение точности механической обработки на многофункциональном оборудовании на основе моделирования динамических погрешностей

• Автор: Гаврилов, Виктор Александрович
• Шифр специальности: 05.02.08
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Омск
• Количество страниц: 419 с. : ил.

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1. Проблемы точности механической обработки

1.2. Исследование компоновок, гибкости и переналаживаемости металлорежущих станков

1.3. Влияние динамических процессов в ТС

на точность обработки

1.4. Цель и задачи исследования

2. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ СПОСОБЫ ПОВЫШЕНИЯ ТОЧНОСТИ МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ. МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ОЦЕНКИ ТОЧНОСТИ ОБРАБОТКИ.
2.1. Оценка влияния вибрационных характеристик ТС на точность технологических переходов.

Выбор объекта исследования

2.2. Обеспечение точности относительного положения поверхностей при разработке ТП обработки детали

2.3. Алгоритм определения вариантов последовательности

операций механической обработки
2.4. Установление отношений следования операций и переходов изготовления деталей
2.5. Влияние элементов ТС и условий резания
на точность и виброустойчивость
2.6. Математическая модель оценки точности обработки
3. ОБОБЩЕННЫЕ ФИЗИЧЕСКИЕ И МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ МНОГОФУНКЦИОНАЛЬНОГО МЕТАЛЛООБРАБАТЫВАЮЩЕГО ОБОРУДОВАНИЯ.
3.1. Обоснование обобщенных моделей

3.2. Физическая и математическая модели узла станка как элементарной составляющей обобщенной модели
3.3. Разработка обобщенных математических моделей токарных станков.
3.3.1. Физические модели токарных станков
3.3.2. Математическая модель колебательной системы станка
3.3.2.1. Квадратичная форма представления кинетической
энергии
3.3.2.2. Определение потенциальной энергии колебательной
системы
3.3.2.3. Математическое представление диссипативной
функции
3.3.2.4. Уравнения колебаний масс в упругой системе токарного
станка
3.3.2.5. Обобщенные силы при обработке
3.3.3. Анализ вариантов расчетных схем суппортной группы
3.3.3.1. Одномассовая система с одной степенью свободы
3.3.3.2. Двухмассовая система с двумя степенями свободы
3.3.3.3. Двухмассовая система с четырьмя степенями свободы
3.3.3.3.1. Имитационные исследования свободных колебаний
3.3.3.3.2. Исследование вынужденных колебаний
3.4. Исследования и разработка математической модели
автоколебаний при токарной обработке
3.4.1. Особенности колебаний при обработке на токарном
станке и принятая физическая модель
3.4.2. Уравнения движения подсистемы детали
3.4.3. Определение силы резания при поперечных колебаниях
3.4.4. Устойчивость состояния равновесия
3.5. Пример определения оптимальных режимов резания
при токарной обработке
3.6. Оценка точности обработки нежесткого вала

4. ИССЛЕДОВАНИЕ ДИНАМИКИ И ТОЧНОСТИ МНОГООПЕРАЦИОННЫХ СТАНКОВ.
4.1. Математическая модель оценки точности обработки
на многооперационных станках
4.2. Построение графа связи систем координат и определение
пути расчета
4.3. Погрешность расточки отверстия
4.4. Порядок работы с программой SYSKOORD
4.5. Динамическая составляющая погрешности обработки
4.6. Методика определения положения шпиндельной головки
при квазидинамическом режиме движения
4.7. Исследование колебательных процессов шпиндельной
головки станка модели MC 12-250М1
4.8. Экспериментальные исследования точности обработки
на станке МС12-250М1
4.8.1. Определение жесткости подвижного стыка
станина - шпиндельная головка
4.8.2. Нагрузочное устройство для моделирования
процесса растачивания
4.8.3. Стенд для определения динамических характеристик шпиндельной головки
4.9. Обработка результатов эксперимента и построение
траектории движения вершины инструмента
5. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ТОНКОСТЕННОГО УПРУГОГО ЭЛЕМЕНТА (ТУЭ), ОБЕСПЕЧИВАЮЩЕГО ГАШЕНИЕ ВИБРАЦИЙ.
5.1. Принцип и режим работы ТУЭ
5.2. Аналитические зависимости деформации тонкостенной цилиндрической оболочки от геометрических параметров и давления

Аршанский М.М. и Щербаков В.П. [3], рассматривая вопросы управления точностью обработки на станках, отмечают, что в соответствии с принципом суперпозиции смещение инструмента относительно заготовки, под воздействием возмущающих факторов, можно разложить на постоянную и вибрационную составляющие.
Значительный объем работ, посвященных изучению вибраций при механической обработке, позволил решить многие вопросы, связанные с виброустойчивостью технологического оборудования. Однако полученные результаты по определению виброустойчивых условий при резании носят разноречивый характер. Объясняется это, прежде всего расхождением взглядов на причину и характер колебаний. Поэтому вибрации при резании не устранены окончательно. Это часто заставляет снижать режимы резания, а они лимитируют производительность и точность обработки.
Особенно остро стоит вопрос по обеспечению виброустойчивости металлообрабатывающего оборудования для мелкосерийного производства. Это связано с качественно новыми свойствами (многофункциональностью, гибкостью), которыми должно обладать оборудование, сложностью его динамической системы (многозвенность цепей механизмов несущих инструмент и заготовку, наличие зазоров в подвижных соединениях и их значительная податливость), а так же высокой степенью автоматизации. Анализ свойств оборудования, особенностей его конструкций и упругой системы позволит качественно ставить и решать вопросы динамики.
1.4. Цель и задачи исследования
Анализ проблем, стоящих перед многономенклатурным производством, показал, что в настоящее время, несмотря на значительный объем научных исследований, и публикаций, посвященных повышению точности механической обработки, статическим и динамическим исследованиям технологического оборудования и технологическим способам повышения точности, работ, направленных на исследование указанных вопросов для усло-