Исследование и разработка многоосевых мехатронных обрабатывающих головок для токарных и расточно-фрезерных обрабатывающих центров, применяемых в металлообработке деталей в автомобильной промышленности

• Автор: Макальская, Екатерина Владимировна
• Шифр специальности: 05.03.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 153 с. : ил.

ГЛАВА 1. ОБЩЕТЕХНИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ СОЗДАНИЯ ОБРАБАТЫВАЮЩИХ ЦЕНТРОВ С МЕХАТРОННЫМИ ОБРАБАТЫВАЮЩИМИ ГОЛОВКАМИ
1.1. Анализ состояния проблемы. Обзор новейших достижений отечественной и зарубежной науки в области создания мехатронных обрабатывающих головок для станкостроения

1.1.1. Объект исследования!и особенности основных компонентов

1.2. Модульное построение токарных обрабатывающих центров с инструментальными обрабатывающими головками
1.3. Модульное построение фрезерно-расточных обрабатывающих центров с инструментальными обрабатывающими головками

Выводы по первой главе

ГЛАВА 2. ОЦЕНКА ТОЧНОСТИ СТАНКОВ С МЕХАТРОННЫМИ ОБРАБАТЫВАЮЩИМИ ГОЛОВКАМИ

2.1. Функциональные погрешности в кинематической системе станка

2.1.1. Основные погрешности типового звена кинематической цепи

2.1.2. Кинематические цепи механического и комбинированного типа

2.2. Определение действующих, приведенных и выходных погрешностей в кинематической системе
2.2.1. Принципы суммирования погрешностей в кинематических цепях
2.2.2. Действующие и приведенные погрешности звеньев
2.2.3. Выходные показатели точности системы
2.2.4. Частотные группы при суммировании приведенных погрешностей и предельные (максимальные) значения подгрупповых погрешностей
2.3. Баланс точности системы
Выводы по второй главе
ГЛАВА 3. МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ ДВИЖЕНИЯ РЕЖУЩЕГО ИНСТРУМЕНТА В ОБРАБАТЫВАЮЩИХ ЦЕНТРАХ И СТАНКАХ С МЕХАТРОННЫМИ ОБРАБАТЫВАЮЩИМИ ГОЛОВКАМИ
3.1. Математическая модель движения по одной координате (оси)
3:2. Принцип создания математической модели многокоординатного движения по пяти координатам (осям) в классической компоновке обрабатывающего центра или станка

3.3. Исследование и,разработка математической модели и алгоритмов применения; мехатронных обрабатывающих головок в обрабатывающих центрах с параллельной кинематикой
3.3.1. Концепция создания станков с параллельной кинематикой
3.3.2. Математическая модель движения мехатронной обрабатывающей головки в гибридных станках
Выводы по третьей главе
ГЛАВА 4. РАЗРАБОТКА МЕТОДОВ ОБРАБОТКИ СЛОЖНЫХ ДЕТАЛЕЙ ДЛЯ АВТОМОБИЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ НА СТАНКАХ С МЕХАТРОННЫМИ ОБРАБАТЫВАЮЩИМИ ГОЛОВКАМИ
4.1. Постановка задачи по комплексной обработке сложной детали за один установ
4.2. Разработка методики и программного обеспечения обработки конкретных деталей для автомобильной промышленности
4.3. Выбор специальной мехатронной обрабатывающей головки
4.4. Оценка эффективности применения мехатронной обрабатывающей головки для обработки деталей для автомобильной промышленности
4.4.1. Квалиметрические методы исследования эффективности использования станков с мехатронными обрабатывающими головками. Квалиметрия. Определение
Выводы по четвертой главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
Российские и советские литературные источники
Зарубежные издания
Источники из сети Интернет
На основании прогноза и анализа развития станкостроения можно выделить следующие основные направления:
• качественное изменение конструкций металлорежущих станков (конструкции станков с параллельной кинематикой, гексаподные конструкции, конструкции типа «Box in a box» и др.);
• существенное повышение производительности и точности станков, реализация технологий скоростнойюбработки;.
• широкая унификация станков, реализация принципов агрегатно-модульного конструирования.
Для решения вышеперечисленных задач наряду с совершенствованием технологии, обработки;, появлением новых режущих материалов; инструментов создаются принципиально новые мехатронные станочные узлы, автоматизации1 на базе интеграции; средств прецизионной* механики, электроники, электротехники; Конструктивное объединение исполнительного и приводного ■ элементов механизмов? линейных и: вращательных перемещений станков, реализующих концепцию »привода прямогодействия. “Direct Drive”, позволяет исключить промежуточные механические преобразователи ишерсдачщ повысить точность, быстродействие, снизить потери. Наличие в данных конструкциях встроенных систем автоматического управления и» датчиков контроля технологического процесса делает мехатронные узлы интеллектуальными, автономнымшмодулями, на базе которых могут создаваться конструкции самых перспективных металлообрабатывающих станков.
Важным» аспектом развития механообработки* с внедрениемшехатронных узлов станков является модернизация уже существующих станков с ЧПУ за счет использования специальных многоосевых обрабатывающих головок. Такой подход позволяет на сравнительно простых трехосевых (трехкоординатных) много-
(фактора).
Используя обозначения предельных погрешностей дС1 звена, выражаемых через допуски и, следовательно, изменяющихся номинально от 0 до Д“, получим
где КА,Ка—коэффициенты перехода соответственно для величин и о):
здесь к-, = к= 1 -г- 1,73 — коэффициент относительного рассеяния (см. табл. 2.1). Значения коэффициентов перехода КА,КШ для конкретных условий производства могут быть получены статистически. Однако сравнительный анализ точности вариантов КЦ или КС станка особенно актуален в стадии разработки технического предложения или эскизного проекта, когда необходимые экспериментальные данные неоткуда или некогда взять. Поэтому для оперативных методов расчета точности необходим обобщенный подход.
Если вновь обратиться к табл. 2.1, то можно заметить две особенности. Во-первых, при наличии отбраковки резко отклоняющихся единичных членов совокупности Д°ш= 0,62 + 0,70, где средневзвешенное значение °ш = 0,67; при отсутствии отбраковки Д°и =0,60+0,68, где средневзвешенное значение Д°(, = 0,64. Во-вторых, произведение к°ш изменяется в пределах 0,92 — 1,13, где средневзвешенное значение к°а = 0,985-1. Поэтому, учитывая формулы (2.21) и (2.22), а также реальный характер отбраковки в условиях производства, можно для последующих сравнительных расчетов в условиях соответственно стабильного (СП) и нестабильного (НП) технологического процесса принять следующую матрицу соотношений:
Ди,=кд2]Дс,;
(2.19)
СО, =Ка^Ъб1,
(2.20)
(2.21)
(2.22)