Повышение качества обрабатываемых деталей на основе прогнозирования распределения жесткости в рабочей зоне станка

• Автор: Агафонов, Виталий Васильевич
• Шифр специальности: 05.03.01
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Брянск
• Количество страниц: 454 с. : ил.

1. Параметры состояния технологической системы, определяющие качество деталей, обрабатываемых на станках
1.1.Факторы, определяющие точность размера и качество поверхности при обработке деталей на станках

1.2.Влияние упругой системы станка на его жесткость

1.3.Влияние жесткости упругой системы станка на образование систематических погрешностей при обработке
2. Методология определения статической жесткости многокоординатных упругих систем станков
2.1.Влияние упругой системы станка на жесткость станка как элемента технологической системы (общие положения)
2.2.0пределение жесткости упругой системы станка методом декомпозиции на основе теории координатной связи
2.2.1.Определение положения главных осей жесткости и жесткостей по осям Х1в Х2В для верхнего подвижного блока

(в плоскости движения блока)

2.2.2.Определение положения главных осей жесткости и жесткостей по этим осям для нижнего подвижного блока (в плоскости, перпендикулярной направленного

движения блока)

2.2.3.Определение перемещений в упругой системе и ее жесткости
2.3 .Теоретическое определение центра жесткости и положения главных осей жесткости многокоординатной упругой системы
станка
2.3.1 .Определение положения главных осей жесткости

2.3.2.Расчет жесткости по главным осям жесткости Х1ус, Х2ус двухкоординатной упругой системы
2.3.3.Определение перемещений и жесткостей по осям У и Ъ
двухкоординатной упругой системы
2.4.Приведение трехмерной модели УС станка к плоской двухмерной модели
2.5.Определение жесткости упругой системы с конечным блоком
кругового движения
2.6.Эксперементальное исследование распределения жесткости в
пространстве рабочей зоны токарного станка
2.6.1 .Методика проведения исследований
2.6.2.Результаты экспериментальных исследований жесткости
2.7.0пределение условия «отрыва» подвижного блока от направляющих
3.Методология определения динамических характеристик упругой системы станка
3.1.Вынужденные колебания в упругой системе с одной степенью
свободы
3.2.Обоснование метода декомпозиции при гармоническом анализе
динамической модели многомассовой упругой системы
3.2.1.Гармонический анализ упругой многомассовой системы с
помощью системы дифференциальных уравнений
3.2.2.Обоснование метода декомпозиции для гармонического анализа динамической модели многомассовой упругой системы
3.2.3.Применение метода декомпозиции для анализа динамической модели многомассовой упругой системы с диссипативными связями (в условиях вязкого трения)

3.3.Декомпозиция по частотному спектру колебаний динамической модели упругой системы станка, находящейся под действием
внешних источников колебаний
ЗАЭксперементальное исследование частотного спектра колебаний
элементов упругой системы токарного станка
3.4.1 .Методика проведения исследований
3.4.2.Результаты экспериментальных исследований частотного спектра колебаний и их анализ
3.5.Расчет результирующих колебаний колечных звеньев ветвей инструмента и заготовки под действием внешних источников колебаний методом декомпозиции динамической модели
3.6.Вероятностный расчет амплитуд и фазовых сдвигов результирующих колебаний конечных звеньев ветвей инструмента и заготовки при действии совокупности внешних источников колебаний
3.7.Расчет динамической жесткости упругой системы станка на основе теории координатной связи
3.7.1.Общие положения
3.7.2.Динамические характеристики упругих систем ветвей инструмента и заготовки
3.7.3.Динамические характеристики упругой системы станка
3.7.4.0пределение динамической жесткости упругой системы
станка с помощью эллипса перемещений инструмента относительно заготовки
3.8.Исследование параметров эллипса перемещений
4.Обеспечение рациональных размерных параметров элементов упругой системы станка при проектировании по критерию жесткости
4.1.Обеспечение состояния станка по точности при проектировании по критерию жесткости

Причинами образования периодических неровностей, кроме колебаний, учитываемых формулами 1.2 и 1.13, являются также вынужденные колебания системы, которые возникают под действием так называемых внешних источников колебаний из-за неуравновешенности быстровращающихся элементов приводов станка. Учет влияния этих колебаний на параметры образующихся неровностей так же требуют специальных исследований и создания методики расчета.
Основные выводы по первой главе
1. Существующие методики расчета погрешностей обработки не учитывают переменность жесткости УС станка в пространстве рабочей зоны, что не позволяет уменьшить случайную составляющую погрешности не только при обработке партии деталей, но и применительно к точности обработки различных поверхностей конкретной детали.
2. Статическая и динамическая жесткость станка оказывают доминирующее влияние на изменение выходных параметров состояния1 станка по точности, обеспечивающих заданную точность обработки.
3. Жесткость упругой системы ветвей инструмента и заготовки станка, находящихся под действием силы резания и являющихся системами со многими степенями свободы, определяется жесткостью системы по главным осям, соотношением составляющих силы резания и углом, определяющим положение главных осей жесткости системы в плоскости YOZ, и ее распределение в пространстве рабочей зоны носит систематический характер.
4. Методики расчета жесткости многокоординатных упругих систем станков как систем со многими степенями свободы в любой точке пространства рабочей зоны в настоящее время отсутствует.
5. Динамической характеристикой станка как элемента технологической системы следует считать его динамическую жесткость,