Повышение точности технологических обрабатывающих систем с составными станинами методом автоматической компенсации их деформаций

• Автор: Горшков, Борис Михайлович
• Шифр специальности: 05.03.01
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Тольятти
• Количество страниц: 338 с. : ил.

1 АНАЛИЗ ПРОБЛЕМЫ ПОВЫШЕНИЯ ТОЧНОСТИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ОБРАБАТЫВАЮЩИХ СИСТЕМ (на примере координатно-расточных станков) И МЕТОДЫ ЕЁ РЕШЕНИЯ

1.1 Структура проблемы

1.2 Образование погрешностей прецизионных станков, вследствие контактных взаимодействий в их несущих системах
1.3 Влияние расположения штатных опор станин и фиксированного ^ изменения параметров несущих систем прецизионных станков на

образование погрешности

1.4 Способы и устройства контроля технического состояния технологических обрабатывающих систем с целью поддержания точностных характеристик

1.5 Пути повышения точности станков с составными станинами

Выводы по разделу. Постановка проблемы

2 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ТОЧНОСТИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ОБРАБАТЫВАЮЩИХ СИСТЕМ С СОСТАВНЫМИ
ф СТАНИНАМИ
2.1 Расчетно-экспериментальные исследования упругих деформаций составных и цельнолитых станин технологических обрабатывающих систем
2.2 Экспериментальные исследования влияния упругих деформаций и размещения штатных опор составных станин технологических обрабатывающих систем на их точности
2.3 Влияние размещения управляемых компенсирующих опор на точность технологических обрабатывающих систем

2.4 Расчетно-экспериментальные исследования влияния затянутого стыка составной станины технологической обрабатывающей системы на уровень относительных колебаний подсистемы “инструмент-заготовка”
2.5 Экспериментальные исследования составной станины технологической обрабатывающей системы как объекта управления
Выводы по разделу
ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ВОЗМОЖНОСТИ ПОВЫШЕНИЯ ТОЧНОСТИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ОБРАБАТЫВАЮЩИХ СИСТЕМ С СОСТАВНЫМИ СТАНИНАМИ
3.1 Общие положения теории повышения точности технологических обрабатывающих систем с составными станинами
3.2 Математическое моделирование влияния силовых деформаций составных станин на точность технологических обрабатывающих систем (на примере КРС горизонтальной компоновки)
3.3 Особенности и расчетная модель силовых деформаций упругих технологических обрабатывающих систем (на примере КРС вертикальной компоновки)
3.4 Повышение точность технологических обрабатывающих систем путем оптимизации размещения штатных опор станин
3.5 Динамическая модель затянутого стыка составной станины технологической обрабатывающей системы
3.6 Влияние динамики упругой технологической обрабатывающей системы с составной станиной на его точность (относительные колебания подсистемы “инструмент-заготовка”)
3.7 Составная станины технологической обрабатывающей системы как объект управления
Выводы по разделу
Выводы по разделу
4 АВТОМАТИЗИРОВАННЫЙ ОПЕРАТИВНЫЙ КОНТРОЛЬ ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ОБРАБАТЫВАЮЩИХ СИСТЕМ
4.1 Разработка и исследование диагностической модели технологической обрабатывающей системы
4.2 Выбор диагностических параметров несущих систем технологического обрабатывающего оборудования по критерию максимальной чувствительности
4.3 Разработка методики, алгоритмов и структур технических средств автоматизированного контроля состояния несущих систем технологического обрабатывающего оборудования по динамическим характеристикам
4.4 Оперативный контроль технического состояния несущих систем технологического обрабатывающего оборудования по их динамической податливости, определяемой в процессе резания
Выводы по разделу
5 АВТОМАТИЧЕСКОЕ УПРАВЛЕНИЕ ДЕФОРМАЦИЯМИ СОСТАВНЫХ СТАНИН ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ОБРАБАТЫВАЮЩИХ СИСТЕМ
5.1 Создание САУ компенсации силовыми деформациями звеньев технологической обрабатывающей системы
5.2 Компенсация деформаций звеньев технологической обрабатывающей системы
5.3 Управление положением подвижного узла технологической обрабатывающей системы на вертикальных направляющих стойки (разгрузка от веса)
5.4 Управление положением подвижного узла технологической
обрабатывающей системы на вертикальных направляющих стойки
домкратом 8.
Анализ способа повышения точности основного технологического оборудования и описанное устройство, работающее в ручном режиме, является существенным недостатком, да и автоматизация затруднена из-за отсутствия эталонной измерительной базы [229].
Самарское станкостроительное производственное объединение совместно с политехническим институтом (СПтИ) разработали САКД станин (рисунке 1.15), прошедшую испытание на КРС моделей 2455 и 2458 [45, 46, 51]. Силовые деформации (кручение и изгиб) в этой системе регистрируются индуктивными датчиками /, закрепленными на станине, относительно измерительной базы 2. База выполнена в виде рамы, охватывающей верхний периметр станины. В качестве опор используются три точки (О/, 02 и О-?), принадлежащие станине.
При появлении прогиба направляющих станины датчики 1 преобразовывают его в электрический сигнал, который через усилитель Y поступает в ЭГП (электрический гидропреобразователь) типа БЭГП 4/6 и управляет гидродомкратами (ГД). Последние компенсируют возникший прогиб. Кроме того, установка станка на три шаровые опоры 3, 4 и 5 позволяет оценить перемещения всего станка в пространстве.
Анализ рассмотренной системы показывает, что измерительная база, установленная на опорах 02, 02 и 02 (см. рисунок 1.15.), при появлении силовых деформаций изменяет свое положение. Это снижает достоверность величины возникающего прогиба и, следовательно, эффективность использования САКД станин.
В 1980 г. Самарское станкостроительное производственное объединение выпускало гаммы прецизионных горизонтальных КРС моделей 2А459АФ1, 2А459АФ4, 2А459АМФ4. Отличительной особенностью этих станков является наличие составных станин. Подобная конструкция станин существенно упрощает технологию изготовления несущих систем (станины), снижает брак и стоимость станка в целом. Эти станки оснащались системами автоматической