Анализ причин изменения точности станка и разработка метода стабилизации точности на принципах саморегулирования

• Автор: Дмитриев, Борис Михайлович
• Шифр специальности: 05.03.01
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 218 с. : ил.

Оглавление:

Глава 1. Выбор направления исследования
1.1. Формирование желаемой системы знаний
1.2. Существующая система знаний
1.3. Проблемная ситуация
1.4. Формирование проблемы
Глава 2. Номенклатура сил, возникающих в станке во время рабочего

процесса
2.1. Выбор системы отсчета
2.2. Принцип декомпозиции
2.3. Исходные положения по анализу номенклатуры внешних сил
2.4. Силы внутренние
Глава 3.Исследование причин нелинейности в процессе изменения

точности станка при эксплуатации
3.1. Исследование параметров сил противодействия при

механических возмущениях
3.2. Исследование параметров внутренних сил при термических

возмущениях
3.3. Оценка количественных значений параметров сил

сопротивлению изнашивания
3.4. Исследование влияния системы управления на образование

движущих сил
3.5. Изменение уровня внутренних сил во время эксплуатации
Глава 4. Начальные положения механики несущей системы станка
4.1. Задачи механики несущей системы
4.2. Статика несущей системы станка
4.3. Кинематика несущей системы станка
4.4. Взаимодействие сил в НС, возникающих во время рабочего

процесса

Глава 5. Обобщение результатов исследований, полученных в работе

и технические приложения
5.1. Методика по обеспечению стабильности процесса формирования

точности станка
5.2. Методика обеспечения стабильности точности станка на основе

саморегулирования
5.3. Количественная оценка свойства станка обеспечивать точность

обработки
Заключение
Общие выводы
Литература
Приложение П
Приложение П

Список понятий, используемых в работе
Точность станка - свойство конструкции станка сохранять параметры геометрической точности элементов конструкции в заданных пределах во время эксплуатации.
Настройка станка - согласование параметров режимов обработки.
Наладка станка - согласование в пространстве обработки взаимного расположения инструмента и заготовки.
Движение формообразования - движение рабочих органов станка по образованию конфигурации детали (ф. движение).
Движение конструкции станка - движение, возникающее в конструкции (вибрация, податливость конструкции, термические движения и т.д.) как последствия ф. движения, вторичное движение (в. движение).
Несущая система станка - часть конструкции станка, которая формирует силы сопротивления, действующие против сил внешних. Это силы входящие в термины «жесткость конструкции», «износостойкость», «силы демпфирования» и т.д. (НС).
Внутренняя энергия детали, конструкции представляет собой суммарную энергию, которую запасает система. Эта энергия состоит из кинетической энергии неупорядоченного движения атомов в узлах кристаллической решетки металла, потенциальной энергии атомов определяемой потенциалами притяжения / отталкивания между ними, химические, электромагнитные потенциалы и т.д., т. е. энергия системы без учета кинетической энергии движения системы.
Качество станка - качество состоящее из двух независимых суперсвойств. Одно из них определяет связь с внешней средой. Оно состоит из элементарных свойств: эргономики дизайна и т.д. Другое определяет способность станка производить детали. Состоит из элементарных свойств производить работу по съе-

грешность установки и закрепления детали. Термические деформации детали. Установку детали производили на подготовленную базу (подрезанный «как чисто» торец заготовки). При оценке погрешности обработки, возникающие на детали после обработки, производили измерение размера от базового торца до обработанной ступеньки на УИМ-21. Предварительно выдержав обработанные детали не менее 24 часов, при комнатной температуре.
Во время обработки производили измерение выше названных элементарных составляющих синхронно. Для этого была разработана измерительная система. Регистрацию параметров погрешностей производили на самописцах. После настройки системы были проведены предварительные эксперименты с целью исключения мало значащих (±1.0 мкм) факторов (силовые деформации станины, влияние вибрации основания, колебания температуры внешней среды).
Основной эксперимент проводили в следующем порядке. Обрабатывали деталь (2-КЗ шт.). Измеряли на детали погрешность размера. Суммировали составляющие погрешности. Сравнивали величину погрешности обработки полученную на детали с суммой составляющих элементарных погрешностей. В начальный период исследований расхождение доходило до 60%. Производили поиск неучтенных факторов. Модернизировали измерительную систему путем ввода информационного канала обнаруженной ранее неучтенной погрешности, и так до выполнения критерия. После получения удовлетворительных результатов не только в начальный период обработки, но и после 5 часов работы станка, была обработана партия заготовок.