Программирование формообразующих траекторий на станках с ЧПУ при обработке маложестких деталей

• Автор: Долгов, Василий Валерьевич
• Шифр специальности: 05.13.06, 05.02.08
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Ростов-на-Дону
• Количество страниц: 260 с. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение.
1. Связь точности изготовления изделий с силовыми параметрами процесса резания. Современные проблемы управления. Цель и задачи исследования.

. I. Современные взгляды на механику процесса резания.

1.2. Причины образХания погрешностей геометрии деталей.

1.3. Существующие методы уменьшения погрешностей, возникающих в процессе обработки.

1.4. Современное состояние теории управления сложными системами

1.5. Цель и задачи работы

2. Методика вычисления смещений траекторий формообразующих движений в зависимости от изменения матриц жесткости

2.1. Постановка задачи.

2.2. Свойства положения равновесия динамической системы резания в подвижной системе координат.
2.3. Особенткти вычисления смещения траекторий формообразующих движений
2.4. Исследование свойств траектории равнсюесия системы
2.4.1. Стационарный случай. Влияние коэффициента пропорциональности р на траекторию равновесия системы.
2.4.2. Зависимость смещения положения равновесия системы от элементов матрицы жесткости подсистемы режущего инструмента стационарный случай.
2.4.3. Зависимость отклонения траектории равновесия системы от вариации припуска в точке контакта вершины режущего инструмента с обрабатываемой деталью
2.4.4. Учет переходных процессов при изменении параметров обработки
2.5. Исследование частотных характеристик коэффициента технологической наследственности для случая токарной обработки
2.6. Выводы.
3. Преобразование аттракторов формообразующих движений, обусловленное распределением матриц жесткости обрабатываемой заготовки вдоль координат обработки
3.1. Математическое моделирование распределенных матриц ж есткости вдоль оси обрабатываемой заготовки.
3.1.1. Обоснование применения метода конечных элементов.
3.1.2. Моделирование шпиндельного закрепления.
3.2. Примеры вычисления матриц жесткости и отклонения формообразующих движении для случаев точения и растачивания.
3.2.1. Расчет распределенных матриц жесткости для случая точения валов.
3.2.2. Распределенные матрицы жесткости для случая растачивания
3.3. Преобразования аттракторов формообразующих движений.
3.4. Выводы
4. Разработка принципов построения программ ЧПУ на основе определения траекторий формообразующих движений, обеспечивающих заданные показатели геометрического качества
4.1. Свойства инвариантных многообразии
4.1.1. Понятие инвариантного многообразия
4 1.2 Определение инвариантного многообразия технологических параметров
4.1.3. Расчет инвариантных многообразий технологических параметров.
4.1.4. Технологические ограничения, накладываемые на множество режимов.
4.1.5. Алгоритм решение задачи корректировки множества технологических параметров с целью обеспечения заданной геометрической точности
4.2. Переход от пространства технологических параметров к траекториям формообразующих движении
4.2.1. Формирование исходных данных для программ ЧПУ.
4.3. Регуляризация матриц жесткости конструктивнотехнологическими методами
4.4. Реализация нового при i и па построения управляющих программ.
4.5. Выводы
5. Заключение. Общие выводь
Список использованной литературы


Такой подход является достаточно традиционным методом достижения качества, особенно если повышение жесткости идет в первую очередь за счет самого слабого звена системы СПИД. Однако и он имеет свои ограничения, основное из которых заключается в нецелесообразности дальнейшего увеличения жесткости конструкций станка в случае, когда наибольшая составляющая погрешности формируется за счет недостаточной упругости обрабатываемой заготовки, или при достаточно высоких требованиях к точности изготавливаемых деталей. Оправдывая себя с одной стороны такой подход, тем не менее, ведет к упрощению обрабатываемого оборудования и в некоторых случаях к снижению числа степеней свобод, что с одной стороны приводит к большей точности, а с другой к более узкой специализации станка и, соответственно, к удорожанию всего технологического процесса. К тому же этот метод имеет те же недостатки, что и ранее рассмотренный. Другой возможностью уменьшения погрешностей служит увеличение точности начального позиционирования кромок режущего инструмента относительно обрабатываемой поверхности. Такая настройка осуществляется либо рабочим, либо специальным измерительным устройством, встраиваемым в конструкцию станка. При этом используемые устройства могут отличаться друг от друга и зависеть от критериев, предъявляемых к точности позиционирования. В различных случаях могут использоваться механические, оптикомеханические, оптические, электрические и ряд других устройств. Кроме того, при начальнрй статической настройке возможна компенсация систематических упругих деформаций, возникающих в системе станокзаготовка, для партий обрабатываемых заготовок на заранее определенную величину. Важную роль при статической настройке следует также уделять проблеме компенсации контактных перемещений различных узлов, которые для консолей и суппортов станков , по данным З. М. Левиной , могут достигать от общей величины деформации. Однако такие методы не могут полностью скомпенсировать возникающие погрешности, а лишь позволяют уменьшить их величину, не меняя, повидимому, качественного характера процесса. Так, по данным проф. Маталина, статической настройкой нельзя в связи с деформациями в упругой системе, температурными отклонениями и рядом других факторов, добиться обработки деталей с точностью выше класса 4. Такой подход, учитывая все рассмотренные способы повышения качества, должен был базироваться в первую очередь на понимании процессов, протекающих в системе СПИД и учете влияния этих процессов на формирование геометрического профиля готовой детали. Методы, полученные на основе такого подхода можно отнести к методам динамического управления процессом обработки. Для обеспечения требуемой точности обработки партии заготовок недостаточно правильно рассчитать и осуществить настройку станка. Под влиянием переменных систематических погрешностей, связанных с износом и затуплением режущего инструмента, в процессе обработки происходит смещение поля рассеивания и через определенный промежуток времени необходимо производить поднастройку станка. Поднастройку подналадку можно считать одним из простейших способов динамической настройки. Определению времени подналадки в той или иной мере было посвящено множество научных исследований. Кроме того, целый ряд фундаментальных трудов посвящен управлению статической и динамической настройкой непосредственно в процессе резания. В работах посвященных данному направлению предлагаются в основном два пути для реализации такого управления. Первый путь предполагает управление различными характеристиками процесса резания на основе данных, полученных датчиками в процессе изготовления детали, а второй программное изменение характеристик на основе заранее рассчитанных функциональных зависимостей. Каждый из методов имеет свои преимущества и недостатки. Так управление на основе обратной связи предполагает наличие у станка или дополнительный крепеж к нему датчиков, некоторые из которых не только значительно усложняют конструкцию, но и имеют немалую стоимость. Однако такое управление в состояние адекватно реагировать на случайные, непредвиденные ситуации, возникающие при резании.