Повышение качества изготовления деталей и точности диагностирования на основе раскрытия нелинейных эффектов динамики процесса резания

• Автор: Потравко, Олег Олегович
• Шифр специальности: 05.03.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Ростов-на-Дону
• Количество страниц: 266 с.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
Е СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА. ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ.
ЕЕ Динамическая система металлорежущего станка по отношению к процессу резания.
Е2. Понятие качества обрабатываемой детали. Исследования, диагностика, управление.
ЕЗ. Цель и задачи исследования.
2. ДИНАМИЧЕСКАЯ ПРЕОБРАЗУЮЩАЯ СИСТЕМА МЕТАЛЛОРЕЖУЩЕГО СТАНКА.
2.Е Обобщенные уравнения динамикпроцесса резания.
2.2. Экспериментальное изучение динамических особенностей процесса резания.
2.2.1. Компьютеризированный экспериментальный стенд. Оборудование, приборы, программное обеспечение.
2.2.2. Экспериментальное изучение сил и движений при резании.
2.3. Динамическая система резания с учетом нелинейных свойств процесса обработки.
2.4. Выводы.
3. ИССЛЕДОВАНИЕ НЕЛИНЕЙНЫХ ЭФФЕКТОВ ДИНАМИКИ ПРОЦЕССА РЕЗАНИЯ.
3.1. Формирование нелинейных связей при резании.
3.1.1. Колебания в направлении ОХг.
З.Е2. Колебания в направлении ОХь
3.2. Влияние нелинейных связей, формируемых контактом задней грани инструмента с заготовкой.
3.2.1. Исследование областей устойчивости процесса резания.
3.2.2. Исследование взаимосвязи переменной и постоянной составляющих смещений инструмента относительно обрабатываемой детали при автоколебаниях.
3.2.3. Исследование влияния вынужденных колебаний.
3.3. Влияние перераспределения интегральных и циклических

составляющих сил на равновесие динамической системы резания.
3.3.1. Соотношение интегральных и циклических составляющих сил.
3.3.2. Соотношение постоянной и переменной составляющих колебаний с учетом циклической составляющей сил.
3.4. Обобщенный анализ результатов.
3.5. Выводы.
4. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ НЕЛИНЕЙНЫХ ЭФФЕКТОВ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ИНСТРУМЕНТА И
ОБРАБАТЫВАЕМОЙ ДЕТАЛИ ДЛЯ ДИАГНОСТИКИ И УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ОБРАБОТКИ.
4.1. Постановка задач.
4.2. Повышение качества диагностирования и имитационного моделирования формирования геометрических
параметров поверхности изготовляемого изделия с учетом влияния нелинейных эффектов в зоне обработки.
4.3. Промышленные испытания операторов
диагностирования.
4.4. Повышение качества изготовления изделий на основе построения системы вибрационного управления процессами обработки.
4.5. Выводы.
5. ЗАКЛЮЧЕНИЕ. ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ.
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ.
ПРИЛОЖЕНИЯ
Приложение 1 Технический акт внедрения № 1 на НСЗ. Приложение 2 Технический акт внедрения № 2 на НСЗ. Приложение 3 Технический акт внедрения на АОМЗ. Приложение 4 Паспортные характеристики виброакустических датчиков ДН-4-1М, используемых в экспериментальных исследованиях.
Приложение 5 Паспортные характеристики 4-х канального измерительного усилителя, используемого при проведении экспериментальных исследований.
Приложение 6 Функциональные параметры платы АЦП Ь-305. Приложение 7 Схема установки перемычек на коннекторах

платы АЦП Ь-305.
Приложение 8 Документация для программирования платы АЦПЬ-305.
Приложение 9 Программа теоретического расчета взаимосвязи сил и колебаний при резании. Для математического пакета МаНаЬ.
Приложение 10 Подпрограмма вычисления постоянной
составляющей колебательных смещений в зависимости от параметров силовых возмущений. Для математического пакета МаиаЬ.
Приложение 11 Подпрограмма вычисления амплитуды
колебательных смещений в зависимости от параметров
силовых возмущений. Для математического пакета МаИаЬ.

и - су, = т + ь

1Ст =J1d- + C(x-x(,)); ш
А.а) и2 у-
С(х-х(1))-М (х(,)-) = / 2—у-
ііі йг
(2.2)
где :

I - момент инерции всего привода подач, включая механическую подсистему от ротора двигателя до суппорта включительно,
J2 ~ момент инерции массы режущего инструмента, приведенной к
ротору двигателя,
- активное сопротивление якорной цепи двигателя,
Ь - индуктивность якорной цепи двигателя,
СЄ’Ст ~ соответственно электрическая и магнитная постоянные двигателя,
Хі - перемещения суппорта, приведенные к ротору двигателя,

X - перемещение вершины инструмента, приведенное к ротору двигателя, которое отличается от X/ на величину упругой деформации,
(и йх*'1
МXу 4 ; —) - силовая реакция со стороны процесса обработки

на динамику привода (динамическая характеристика процесса резания раскрывает зависимость изменения сил резания в зависимости от текущего значения перемещения и скорости лишь по одной координате, соответствующей направлению перемещения привода подач).
Представим исходное уравнение в виде следующей системы дифференциальных уравнений: