Повышение эффективности конструкторско-технологической подготовки автоматизированного производства на основе анализа параметров шпиндельного узла и прогнозирования качества обрабатываемой поверхности

• Автор: Синельникова, Елена Александровна
• Шифр специальности: 05.13.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 130 с. : ил

Содержание
В веден не

Глава 1. Состояние вопроса, цель и задачи исследования..

1.1 Статистические методы в технологических исследованиях.

1.2 Анализ погрешностей механической обработки

и законов их распределения .

1.3 Обзор методов статистического анализа точности

механической обработки

1.4 Анализ моделей, связывающих параметры качества

обрабатываемой поверхности и режимы резания.

1.5 выводы ...

1.6 Цель и задачи исследования
Глава 2. Исследование и моделирование характеристик
шпиндельного узла
2.1 Шпиндельный узел и его характеристики, оказывающие
существенное влияние на точность обработки
2.2 Комплексная математическая модель шпиндельного узла.
2.3 Определение амплитуды колебаний переднего конца шпиндельного узла
2.4 8ыводы .
Глава 3. Методика прогнозирования качества обрабатываемой
поверх ности ..
3.1 Виды колебаний и их влияние на параметры
обрабатываемой поверхности . .
3.2 Алгоритм прогнозирования качества
обрабатываемой поверхности .
3.3 Некоторые возможности использования
результатов расчетов .
3.4 Вы воды..
Глава 4. Назначение режимов обработки на основе анализа
выходных характеристик шпиндельных узлов ..
4.1 Методы оценки динамического качества ШУ
на опорах качения . ..
4.1.1 Оценка динамического качества по областям состояний частотных характеристик
4.1.2 Оценка динамического качества по значениям статистических характеристик
4.2 Анализ собственных частот ШУ
4.3 Анализ АЧХ шпиндельного узла
4.4 Выводы ..
Глава 5. Пример прогнозирования характеристик качества
поверхности на основе расчета и анализа выходных характеристик шпиндельного узла
5.1 Прогнозирование волнистости и шероховатости обрабатываемой поверхности .
5.2 Пример назначения режимов резания на основе
расчета выходных характеристик ШУ .
5.3 Пример анализа АЧХ
5.4 Выводы .
Основные выводы и результаты
.
Список литературы


Волнистость поверхности - совокупность периодических выпуклостей и впадин, занимающих по шагу промежуточное положение между отклонениями формы и шероховатостью поверхности. Шероховатость - совокупность периодических неровностей с относительно малыми шагами. С другой стороны, исходя из характера образования погрешностей обработки, их можно разделить на случайные и систематические. Последние, в свою очередь, можно разбить на постоянные и функциональные (или закономерно изменяющиеся во времени). Таким образом, все погрешности механической обработки по характеру их образования можно классифицировать на три основных вида: постоянные, функциональные и случайные [, , ]. Требуемая точность обработки в условиях серийного и массового производств обычно обеспечивается станком, настроенным на определенный размер. В этом случае величина тех или иных погрешностей обработки практически не зависит от оператора, обслуживающего станок. Постоянными называются такие погрешности, которые сохраняют свое значение при обработке каждой новой детали. Функциональными - погрешности, величина которых закономерно изменяется при обработке каждой новой детали. Случайными называются такие погрешности, величина которых при обработке каждой новой детали может принять любое численное значение (в определенных пределах), заранее нам не известное. Причин возникновения погрешностей обработки очень много, но для каждого вида можно установить главные, или доминирующие причины [2, 3, ]. Постоянные погрешности обработки возникают вследствие неточности настройки режущего инструмента на размер, неточности изготовления станка, приспособления и мерного режущего инструмента, что целиком переносится и на обрабатываемую деталь. Поэтому в зависимости от вида обрабатываемой поверхности и изучаемого параметра точности обработки устанавливается и главная причина их возникновения. Например, при обработке наружных и внутренних поверхностей резцом или фрезой основной причиной постоянных погрешностей будет неточность установки режущего инструмента на размер; при обработке мерным инструментом {разверткой, зенкером, протяжкой и т. Причинами возникновения погрешностей формы и взаимного расположения поверхностей и основными источниками постоянных погрешностей будут являться геометрические неточности станка. Функциональные погрешности обработки появляются вследствие размерного износа режущего инструмента и его температурных деформаций от нагрева в процессе резания, в результате температурных деформаций станка и обрабатываемой детали. Однако они носят периодический характер: по истечении определенного времени работы станка его температура стабилизируется и деформация узлов прекращается, а погрешность, возникающая по этой причине, превращается в постоянную. Главными причинами возникновения функциональных погрешностей обработки следует считать размерный износ режущего инструмента и его температурные деформации. Проведенный анализ работ [, , , ) показал, что в настоящее время не имеется достаточно полных и точных данных по относительному износу различных режущих инструментов для аналитических расчетов величины изменения их размеров в зависимости от условий работы. Поэтому этот вид погрешностей может быть определен только опытным путем для конкретных условий. Вместе с износом режущего инструмента одновременно происходит и его деформация от нагрева в процессе резания. Если обработка производится с обильным охлаждением, то погрешности обработки, вызванные температурными деформациями режущего инструмента, имеют весьма малые значения и ими можно пренебречь. Случайные погрешности обработки возникают от многих причин, но главными из них являются упругие деформации технологической системы и зазоры в отдельных узлах станка. Под влиянием колебаний силы резания, а также толчков и вибраций происходит неравномерное отжатие инструмента от обрабатываемой поверхности, а также неравномерный по величине и направлению выбор зазоров станка, что приводит к изменению размера обрабатываемой детали. Колебания силы резания возникают главным образом из-за неравномерного припуска на обработку и неравномерной твердости материала обрабатываемых деталей [, ].