Повышение точности обработки деталей по результатам измерения траекторий формообразующих узлов токарного станка

• Автор: Чигинов, Дмитрий Александрович
• Шифр специальности: 05.03.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 143 с. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение
Глава 1. Анализ состояния вопроса, цели и задачи исследования
1.1 Тенденции развития токарной обработки
1.2 Точность обработки на токарных станках
1.3 Диагностика и мониторинг
1.4 Траектории формообразующих элементов станка
1.5 Постановка цели и задач исследования
Глава 2. Разработка математических моделей по расчету показателей точности обрабатываемой детали.
2.1 Расчет сил резания
2.2 Расчет упругодеформационной системы шпивдель-патрон-деталь
2.3 Обработка экспериментальных данных
2.4 Расчет геометрического образа в поперечном сечении детали
2.5 Расчет показателей точности в поперечном сечении детали

2.6 Расчет и построение геометрического образа в трехмерном пространстве
Глава 3. Разработка интерфейсного обеспечения точности обработки детали
Глава 4. Экспериментальные исследования
4.1 Измеряемые величины
4.2 Конструкция датчиков
4.3 Тарировка датчиков
4.4 Оценка погрешностей измерения
4.5 Измерение перемещений детали и резца
4.6 Геометрический образ и показатели точности
4.7 Обработка в центрах
4.7 Система определения ожидаемой точности обработки деталей
Общие выводы
Литература
Приложение
Введение
Актуальность работы
Анализ достигнутой точности обработки на токарных станках нормальной точности показывает, что в 2000 году была достигнута размерная точность в 1 мкм, при этом тенденция повышения точю-сти сохраняется уже на протяжении более 60 лет. При изготовлении высокоточных деталей и деталей высокой стоимости особо важно исключить брак, который приносит значительные материальные потери, а это значит, что в процессе обработки таких деталей необходимо иметь информацию, которая характеризовала бы состояние технологического процесса обработки и показатели точности, которые будут получены, когда деталь будет окончательно обработана.
В настоящее время для достижения необходимой точности изготовления деталей разработаны критерии работоспособности токарных станков, которые регламентируются ГОСТ ами и другой тес-нической документацией. Основными критериями работоспособности станка по обеспечению требуемой точности являются геометрическая и кинематическая точность, статическая жесткость, точность позиционирования, тепло-, вибро-, и износостойкость, а также другие критерии. Однако даже в случае, когда значения указанных критериев будут отвечать требованиям стандартов, не гарантируется изготовление детали, полностью соответствующей требованиям рабочего чертежа.
Это объясняется устаревшими понятиями, заложенными в определение указанных критериев и тем, что существующие методы их определения не учитывают главного, что в процессе обработки на токарный станок действует комплекс эксплуатационных нагрузок, имеющих случайную природу, вследствие чего траектории формообразующих элементов станка искажаются, в результате чего искажается форма детали и ее показатели точности.
В связи с этим актуальным становится определение ожидаг-мой точности токарной обработки в процессе ее осуществления по результатам оценки траекторий формообразующих движений детали и резца.
Научная новизна.
1. В предварительной оценке ожидаемых показателей точности за счет анализа экспериментально измеренных движений рабочих органов станка.

2. В математической модели расчета трехмерной поверхности обработанной детали, учитывающей деформацию системы шпш-дель-патрон-деталь, относительные колебания оси шпинделя и вершины резца, тепловое удлинение резца и его износ.
3. В исключении относительных перемещений детали и вершины резца в вертикальной плоскости станка при теоретическом построении геометрического образа в поперечном сечении детали при диаметрах обработки свыше Змм и требуемой точности do-работки не ниже 4 квалитета.
Практическая полезность.
1. В рекомендации оснащения токарных станков системой определения ожидаемых показателей точности для контроля точности обработки и предотвращения изготовления брака.
2. В повышении точности токарной обработки при оснащении станков системой определения ожидаемых показателей точности и устройством управления формообразующими движениями.
Апробация.
Основные результаты работы доложены на
1. II международная научно-техническая конференция «MECHANICS- 97», Вильнюс, 1997 г.
2. IV международная научно-техническая конференция «Точность технологических и транспортных систем», Пенза, 1998 г.
3. III международная научно-техническая конференция «Проблемы повышения качества промышленной продукции», Брянск, 1998 г.
4. Заседание кафедры «Теория технологических машин» МГТУ «СТАНКИН», 2002 г.
Работа выполнена в соответствии с программой «Конверсия»
министерства образования РФ.
Публикации
1. Юркевич В.В., Чигинов Д.А., Соснин А.Ю. Определение формы обработанной поверхности детали. // Проектирование технологических машин: сб. науч. трудов - М.: МГТУ «СТАНКИН», 1996. - с. 25-30.
2. Yurkevich V.V., Chiginov D.A., Form deviation of parts after tuning. // 2nd International conference “MECHANICS’ 97”. Proceedings, Part 1, Vilnius: “Technika”, 1997.-s. 150-156.

?г = СРг*?г* 5У2* УШ*К2,
где Срх; Сру; Ср2 - коэффициенты, характеризующие металл и условия его обработки;
I - глубина резания; я - подача;
Хх; Ху; Х2; Ух; Уу; Уд N1; N1,; Ы2 - показатели степеней при глубине резания, подаче и скорости резания;
Кх ;КУ; К2 - общие поправочные коэффициенты, учитывающие конкретные условия обработки.
Значения коэффициентов берутся из справочников.
Вывод:
Для расчетов составляющих сил резания при обработке деталей на токарных станках принято решение использовать стандартную методику расчета.