Повышение эффективности восстановительной механической обработки крупногабаритных деталей путем идентификации технологических параметров

• Автор: Чепчуров, Михаил Сергеевич
• Шифр специальности: 05.13.06
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Белгород
• Количество страниц: 325 с. : ил.

Введение

Глава 1. Состояние вопроса и задачи исследования.

1.1. Крупногабаритные детали и их характеристики.

1.2. Технологии и оборудование обработки крупногабаритных деталей

1.3. Факторы в технологической системе, оказывающие влияние на качество поверхности и параметры технологического процесса

1.3.1. Ударная нагрузка и ее характеристики

1.3.2. Вибрации в технологической системе

1.3.3. Влияние размерного износа на точность получаемого размера.

1.3.4. Тепловые деформации технологической системы.

1.4. Управление процессами механической обработки

1.5. Оптимизация технологических процессов механической обработки деталей .

1.6. Постановка задачи исследований
Выводы по главе
Глава 2. Подсистема идентификации технологических параметров
механической обработки крупногабаритных деталей. Получение
информации об объекте обработки
2.1. Подсистема идентификации при обработке крупногабаритных деталей
2.2. Получение информации о геометрических характеристиках объекта обработки
2.3. Контроль формы крупногабаритных деталей типа тел вращения.
2.4. Модульная технология обработки крупногабаритных деталей.
2.5. Использоваше ЗтиИпк моделей для определения параметров
технологических систем.
Выводы по главе
Глава 3. Обработка заготовок крупногабаритных деталей с ударной
нагрузкой и неоднородным припуском
3.1. Моделирование ударного взаимодействия инструмента и детали.
3.2. Анализ микроструктуры наплавленного слоя крупногабаритной детали
3.3. Определение допустимых усилий и контактных напряжений в зоне резания при обработке деталей с неоднородным припуском.
3.4. Аналоговая модель процесса механической обработки деталей, имеющих неравномерный по структуре припуск материала.
3.5. Модель управления вибрационным процессом.
3.6. Нечеткая логика в управлении технологическими системами
3.7. Идентификация стойкости инструмента
Выводы по главе 3.
Глава 4. Экспериментальное исследование параметров механической обработки заготовок с ударной нагрузкой и неоднородным припуском
4.1. Эксперимент по обработке заготовок с ударной нагрузкой.
4.1.1. Методика и оборудование для определения значений мощности резания.
4.1.2. Образцы и инструмент для проведения эксперимента.
4.1.3. Эксперимент по определению параметров технологического процесса обработки крупногабаритных деталей.
4.2. Определение параметров обработки наплавленных деталей
4.3. Параметры, идентифицирующие удар.
4.4. Идентификация мощности в цепи привода главного движения оборудования и вибраций в технологической системе при обработке деталей с неоднородным припуском
4.5. Устройство для вибрационной обработки на токарных станках
Выводы по главе 4.
Глава 5. Технологии и приборы контроля для обработки крупногабаритных деталей
5.1. Прибор для контроля погрешности формы детали в поперечном сечении
и использование его в адаптивной технологии.
5.2. Методика восстановления корпуса подшипника эксцентрика.
5.3. Технология обработки ролика тянущеправильной машины.
5.4. Контроль вибраций в технологической системе.
5.4.1. Датчик для измерения вибраций и его особенности.
5.4.2. Регистрация вибраций и обработка результатов измерений
5.5. Особенности технологии обработки крупногабаритных деталей при управляемом процессе резания.
5.6. Оптимизация параметров технологического процесса обработки
с использованием метода МонтеКарло
5.7. Контроль прогиба державки токарного резца.
Выводы по главе
Глава 6. Совершенствование технологии восстановительной обработки
и модернизация оборудования и контрольных приборов.
6.1. Методика определения режимов обработки
6.2. Автономный нестационарный станочный модуль для обработки крупногабаритных деталей без их демонтажа
6.3. Использование персонального компьютера для контроля и регистрации аналоговых сигналов
6.4. Использование карманных персональных компьютеров для чтения и обработки данных с датчиков
6.5. Измерение и регистрация тока в цепи привода оборудования
6.6. Оценка методики восстановления деталей металлургического оборудования и оценка ее экономической эффективности.
6.7. Спецификация нестационарного станочного модуля
6.8. Совершенствование модели технологического процесса обработки
крупногабаритных деталей.
Выводы по главе
Основные результаты и выводы .
Библиографический список.
Приложения.
ВВЕДЕНИЕ
Машиностроение отрасль промышленности, определяющая развитие экономики на любой социальной формации современного общества. Интенсификация машиностроения, перевод его на инновационный путь развития позволит значительно увеличить темпы развития других отраслей промышленности и экономики в целом.
Актуальность


Наплавленная деталь, даже при соблюдении всех рекомендованных режимов 3, имеет на поверхности различные дефекты в виде трещин и раковин рис. Причем, эти дефекты могут вскрываться и после проведения механической обработки или в ее процессе рис. Рис. Дефекты на поверхности Рис. Процесс обработки деталей, имеющих поверхностные дефекты, связан со значительными знакопеременными нагрузками, что приводит к быстрому износу режущего инструмента или его поломке. В процессе выполнения рабочего хода происходят значительные скачки нагрузки в зоне резания, что, в свою очередь, вызывает изменения мощности резания. Значения мощности резания изменяются от максимального до нуля. При резком переходе мощности резания от нуля к текущему значению ее скачок весьма значителен, т. Ударные нагрузки не позволяют воспользоваться формулами для определения режимов токарной и других видов обработки, так как поведение инструмента и его период стойкости, определенные согласно этим выражениям , становятся зависимыми от мощности и силы удара. Внешний вид станка для обработки опорных роликов вращающихся печей представлен на рис. Рис. Станок осуществляет проточку ролика цементной печи 7, установленного на подшипниковых узлах 2. Основными узлами станка являются редуктор 5 опора 4 резцедержатель 5 крепление 6 направляющая механизма поперечного перемещения 7 суппорт 8 направляющая 9 стойка пыльник кронштейн ,. Опора выполнена в виде коробчатой сварной конструкции с нижней опорной плоскостью, соответствующей опорной поверхности подшипникового узла роликоопоры. Опоры транспортируются со станком в разобранном виде, устанавливаются на подшипниковые узлы роликоопоры по отдельности при помощи крана. Стойка имеет также отверстие для установки опор ходового винта. На опорной поверхности стойки имеются продольные пазы для регулирования положения стойки относительно опоры и крепления. Направляющая выполнена цилиндрической формы со шпоночным пазом для установки шпонки. Направляющая установлена в разрезных головках стоек, по ней перемещается продольный суппорт. Продольный суппорт 5 представляет собой литую конструкцию с отверстием со шпоночным пазом для установки на направляющую. Продольный суппорт имеет две плоскости для установки поперечного суппорта, одну для установки на обработку ролика. Имеется также плоскость для установки маточной гайки. Продольный суппорт имеет две емкости для смазки и фитильную систему смазки. Имеются винты для регулировки зазора в сочленении направляющая продольный суппорт. С пульта можно осуществлять управление электродвигателем продольной подачи станка, поперечная подача или глубина резания регулируется вручную при помощи маховичка, расположенного на суппорте. Как кнопочный пост, так и выносной пульт управления имеют кнопку аварийной остановки привода продольной подачи, необходимость в которой может быть вызвана поломкой инструмента, достижением крайнего левого или правого положений, окончанием обработки. Кинематическая схема станка представлена на рис. Погонина 6, и уже более лет успешно используется в ремонтных службах предприятий промышленности строительных материалов для восстановления работоспособности вращающихся печей. Им же разработаны научные основы создания нестационарных станочных модулей для обработки крупногабаритных деталей технологического оборудования 3, 8. Эти станочные модули позволяют вести, так называемую, безрамную обработку деталей, понятие которой впервые предложено профессором Н. А.Пелипенко, им же разработана теория технологии безрамной обработки. Рис. Из краткого обзора специального оборудования для обработки крупногабаритных деталей можно сделать вывод о том, что чаще всего при обработке крупногабаритных деталей используется оборудование, габариты которого значительно меньше обрабатываемых деталей. Базирование в случае навесного оборудования осуществляется по одной из поверхностей обрабатываемой детали, а при использовании встраиваемых станочных модулей требуется разработка специальных схем базирования, отличающихся от традиционных.