Обеспечение точности токарной обработки путем выбора оптимальных режимов резания, снижающих влияние вибрации технологической системы

• Автор: Скарлыкина, Ольга Игоревна
• Шифр специальности: 05.03.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Хабаровск
• Количество страниц: 128 с.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
ВВЕДЕНИЕ
1 ОБЗОР СУЩЕСТВУЮЩИХ МЕТОДОВ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ТОЧНОСТИ И НЕКРУГЛОСТИ ПРИ ТОКАРНОЙ ОБРАБОТКЕ. ПОСТАНОВКА ЦЕЛИ И ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЯ
1.1. Анализ факторов, оказывающих влияние на точность обрабатываемых деталей.
1.2. Влияние процессов, протекающих в технологической системе на параметры точности обработки.
1.3. Анализ существующих методов обеспечения и расчета точности токарной обработки.
1.4. Выводы. Постановка задач исследования.
2. МОДЕЛИРОВАНИЕ ДИНАМИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ В ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ СИСТЕМЕ, РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ ВЫБОРА ОПТИМАЛЬНЫХ РЕЖИМОВ РЕЗАНИЯ ' ДЛЯ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ЗАДАННЫХ ЗНАЧЕНИЙ НЕКРУГЛОСТИ.
2.1. Математическая модель колебаний при токарной обработке.
2.2. Прогнозирование некруглости цилиндрической детали при токарной обработке.
2.3. Оптимизация процесса токарной обработки.
2.4. Разработка методики выбора оптимальных режимов обработки для обеспечения заданных значений некруглости.
2.5. Выводы.
3. РАЗРАБОТКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ УСТАНОВКИ И ПРОГРАММНОГО КОМПЛЕКСА ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ СТАТИЧЕСКИХ И ДИНАМИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ

ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ И ПРОГНОЗИРОВАНИЯ НЕКРУГЛОСТИ ПРИ ТОКАРНОЙ ОБРАБОТКЕ.
3.1. Экспериментальная установка для исследования статических и динамических параметров технологической системы.
3.2. Разработка программного комплекса для выбора оптимальных режимов обработки, обеспечивающих заданное значение некруглости.
3.3. Проверка адекватности прогнозов.
3.4. Выводы.
4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССА ТОКАРНОЙ ОБРАБОТКИ. РАЗРАБОТКА РЕКОМЕНДАЦИЙ ПО ОБЕСПЕЧЕНИЮ ЗАДАННЫХ ЗНАЧЕНИЙ НЕКРУГЛОСТИ.
4.1. Экспериментальные исследования значений некруглости при обработке с режимами резания, указанными в технологическом процессе.
4.2. Экспериментальные исследования значений некруглости детали при изменении направления обработки или после ее переворота.
4.3. Выводы.
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЯ

ВВЕДЕНИЕ
Обеспечение точности обработки деталей и точностных характеристик станков в условиях интегрированного машиностроения является одной из важнейших проблем современного компьютеризованного производства. К современным тенденциям машиностроения и, в частности, станкостроения, относятся: повышение требований к точности станков и процессов обработки деталей на станках; разработка и внедрение автоматизированных методов выбора оптимальных режимов обработки.
При изготовлении деталей типа тел вращения, на долю которых приходится более 30% в общем объеме производства деталей, преобладает токарная обработка. При эксплуатации станок подвергается многочисленным внешним и внутренним воздействиям, под действием которых создаются условия для изменения первоначальных характеристик станка. Вследствие этого выходные параметры станка изменяются в широком диапазоне, оказывая существенное влияние на формирование значений параметров точности.
Точность обработки является главным показателем качества технологической системы. В металлообработке под точностью обработанной детали понимают точность размеров, формы и взаимного расположения деталей, их волнистость и шероховатость. Точность обработки зависит от всех компонентов технологической системы - станка, инструмента, заготовки, приспособления, их технического уровня и качества. Точность обработки деталей в поперечном сечении зависит от характера процесса взаимных колебаний обрабатываемой заготовки и режущей кромки инструмента. Одним из основных показателей точности токарной обработки в поперечном сечении является некруглость.
Так как при чистовой обработке дорогостоящих деталей брак недопустим, то очевидна необходимость прогноза и оценки точности обработки еще до ее начала, что позволит существенно снизить потери от брака. С другой стороны, прогнозируя точность обработки и подбирая оптимальные режимы резания,

параметрическую надежность системы. Быстропротекающие процессы оказывают влияние на параметры точности. Процессы средней скорости (тепловые деформации) приводят к смещению оси вращения шпинделя и определяют запас надежности при изменении области состояния параметров точности во времени. Следовательно, расчет параметров точности осуществляется с помощью моделей двух типов: модели колебаний шпинделя на гидростатических опорах и модели теплового смещения и вращения шпинделя, построения с использованием методов идентификации.
Недостатком данного метода является то, что при расчете параметров точности учитывается лишь часть погрешностей, которые вносятся шпиндельным узлом. Это значит, что для каждой группы однотипного оборудования необходимо произвести трудоемкие экспериментальные исследования для определения доли шпиндельного узла в общем балансе точности обработки. Кроме того, в данном методе при действии рабочих нагрузок не учитывается взаимосвязь радиальных и осевых колебаний динамической технологической системы.
В работе [1] предложен метод обеспечения точности токарной обработки, названный авторами «вибропрогнозированием точности». Он разработан на основе модели типа «прогноз - коррекция». В процессе обработки с датчиков, измеряющих относительное вибросмещение между инструментом и заготовкой, получают виброметрическую информацию, основанную на колебаниях силы резания. Погрешность обработки определяется по измерениям текущего значения силы резания и вводится в вьиислительное устройство, реализующее алгоритм прогнозирования, в базах данных которого также хранится информация о динамических характеристиках упругой технологической системы. После обработки информации данное устройство выдает команды об изменении технологических режимов.
Недостатком данного подхода для обеспечения точности обработки является то, что на каждый станок необходимо установить специальные