автореферат диссертации по обработке конструкционных материалов в машиностроении, 05.03.01, диссертация на тему:Повышение эффективности станков на основе их диагностирования и определения виброустойчивости в рабочем пространстве

На правах рукописи

и1-'-'

САБИРОВ ФАН САГИРОВИЧ

ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ СТАНКОВ

НА ОСНОВЕ ИХ ДИАГНОСТИРОВАНИЯ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВИБРОУСТОЙЧИВОСТИ В РАБОЧЕМ ПРОСТРАНСТВЕ

Специальность 05.03.01 - «Технологии и оборудование механической и физико-технической обработки»

5 [-г0''1 —л

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Москва 2009

003482218

Работа выполнена в ГОУ ВПО Московский государственный технологический университет «СТАНКИН»

Научный консультант: Доктор технических наук, профессор

В.С. Хомяков

Официальные оппоненты: Доктор технических наук, профессор

В.В. Агафонов

Доктор технических наук, профессор Г.Н. Васильев

Доктор технических наук, профессор О.В. Таратынов

Ведущее предприятие: ОАО НИАТ (г. Москва)

Защита диссертации состоится декабря 2009 г. в_часов на заседании диссертационного совета Д 212.142.01 при ГОУ ВПО МГТУ «СТАНКИН», по адресу: 127994, Москва, ГСП-4, Вадковский пер., д. За

Отзывы (в двух экземплярах, заверенные печатью учреждения) просим направлять в адрес совета Д 212.142.01 при ГОУ ВПО МГТУ «СТАНКИН»

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГОУ ВПО МГТУ «СТАНКИН»

Автореферат разослан 24 октября 2009 г.

Актуальность проблемы. Современные тенденции развития машиностроения в совокупности с использованием автоматизированных станочных систем предъявляют требования к повышению производительности, точности размеров и качества обрабатываемых поверхностей деталей машин. Рост производительности сдерживается показателями динамического качества упругих систем, такими как виброустойчивость. Станкам присуща анизотропия характеристик в рабочем пространстве в силу их различной компоновки и конструкции, а также качества изготовления и сборки. Отсутствие информации о свойствах рабочего пространства вынуждает занижать режимы обработки для станков с ЧПУ, чтобы не допустить брака обрабатываемой детали при безусловной потере производительности. Проблему усугубляет и тот факт, что характеристики, связанные с производительностью и точностью, изменяются по мере физического износа станка или разрегулирования его элементов. Использовать этот огромный резерв повышения производительности пытаются многие исследователи, создавая системы адаптивной обработки, системы диагностики и мониторинга.

Недостаточность информации на этапе проектирования станочного оборудования и научно обоснованных рекомендаций, направленных на решение проблемы сбалансированности характеристик приводов и несущей системы станков, приводит к неэкономному расходованию материальных и энергетических ресурсов.

Производители станков, стремясь к максимальной прибыли, рекламируют возможности выпускаемого оборудования по точности и производительности, используя их максимальные показатели, достигаемые в отдельных областях рабочего пространства с наиболее удачными соотношениями характеристик заготовок и режущего инструмента, в то время как потребителя интересует оборудование, обеспечивающее решение всего спектра технологических задач, стоящих перед предприятием. В этой ситуации необходимо иметь инструментарий, позволяющий адекватно оценивать технологические возможности изготавливаемого и приобретаемого оборудования во всем диапазоне его рабочего пространства, сравнивая возможности различных станков по интегральным показателям. Для решения этих проблем требуются мобильные технические средства и комплекс расчетных и экспериментальных методик, позволяющих оперативно оценивать характеристики станков во всем рабочем пространстве с учетом многообразия применяемых заготовок и видов инструмента, и оценивать, таким образом, возможности станка по производительности и точности. Отмеченное выше может быть обеспечено только на основе создания научно обоснованной информационной базы знаний о динамических характеристиках станков, доступной широкому кругу специалистов, занимающихся проектированием, исследованием, эксплуатацией, ремонтом и модернизацией оборудования.

Цель работы. Повышение эффективности станков на основе их диагностирования, оценки виброустойчивости в рабочем пространстве и разработки принципов создания конструкций со сбалансированными характеристиками по мощности, моменту, жесткости и виброустойчивости.

Для реализации цели работы поставлены следующие задачи:

- разработать структуры (модели) и методы анализа технологического многофакторного пространства станка, включающего набор составляющих элементов, набор факторов, диапазоны варьирования с учетом вероятности использования в технологическом процессе обработки изделий;

- разработать методы и программно-математическое обеспечение для экспериментально-расчетной оценки динамических характеристик системы ста-нок-приспособления-инструмент-заготовка, включающих методы исследования сложных динамических систем по частям;

- разработать модели ограничений и системы интегральных оценок производительности и точности в технологическом рабочем пространстве станка по результатам испытаний и исследований;

- разработать методы, аппаратные комплексы, программно-математическое и информационное обеспечение экспериментального определения динамических характеристик, диагностирования состояния упругой системы и отдельных элементов станка с помощью импульсного и гармонического нагружения и на основе анализа вибрационных процессов;

- разработать методы экспериментального определения передаточной функции процесса резания;

- экспериментально подтвердить основные положения теоретических разработок.

Методы исследований. Теоретические исследования базируются на основных положениях технологии машиностроения, конструирования металлорежущих станков, теории колебаний и динамики станков, теории анализа случайных процессов, методах математического и компьютерного моделирования. Экспериментальные исследования проводились в лабораторных и производственных условиях с использованием станочного оборудования и современных измерительных средств. Обработка результатов экспериментов проводилась средствами вычислительной техники с применением положений математической статистики, спектрального анализа и теории планирования эксперимента.

Научная новизна работы заключается в:

- установленных теоретических и эмпирических зависимостях частотных характеристик упругих систем станков от координат рабочего пространства и определенных границах виброустойчивости в различных точках рабочего пространства станка;

- разработанных математических моделях, описывающих взаимосвязи динамических характеристик на базовых поверхностях станков (в местах установки сменных приспособлений для закрепления заготовки и инструмента) с динамическими характеристиками в зоне резания;

- разработанных алгоритмах обработки сигналов, адаптированных к применению импульсного возбуждения при диагностике упругой системы станка с целью определения динамических характеристик путем усреднения спектров по ряду выборок;

- разработанной методике идентификации характеристики процесса резания по частотной характеристике упругой системы станка и данных о предельных режимах резания без вибраций путем обеспечения одинаковых свойств замкнутой системы (устойчивость и частота возникающих автоколебаний);

- предложенной системе показателей для оценки различных конструкций и компоновок станков по производительности, точности и взаимной сбалансированности характеристик несущей системы и приводов станка, способствующих созданию оборудования без чрезмерного запаса по отдельным показателям;

- построенных математических моделях ограничений производительности и точности в технологическом рабочем пространстве станка, учитывающих мощность привода, моменты и усилия в зоне резания, параметры инструмента, режимы резания, характеристики приспособлений;

- разработанных алгоритмах диагностирования состояния отдельных элементов динамической системы станков на основе анализа виброакустических сигналов.

Практическая ценность работы заключается:

- в рекомендациях по проектированию оборудования, разработке научно обоснованных требований к характеристикам несущих систем проектируемых станков и оценки качества станков по интегральным показателям характеристик в рабочем пространстве, дающих объективную оценку качества оборудования;

- в технологических рекомендациях по выбору режимов обработки для станков с ЧПУ с учетом показателей производительности и качества обработки в различных зонах технологического рабочего пространства станка, позволяющих повысить производительность обработки и обеспечить заданное качество обработки;

- в методиках и программах определения динамических характеристик на базовых поверхностях станков при гармоническом и импульсном нагружении упругой системы, позволяющих оценивать качество приобретаемого оборудования, оперативно диагностировать его состояние при эксплуатации и выявлять резервы улучшения конструкции;

- в программно-математическом, аппаратном обеспечении и методиках диагностирования упругих систем станков, опор шпинделей, выявления дефектов и слабых узлов, позволяющих оперативно определять причины вибраций и низкой виброустойчивости станков при обработке и анализировать их вынужденные колебания.

Реализация результатов работы. Работы выполнялись в МГТУ «Стан-кин» в рамках хоздоговорных тем (№№ гос.рег. 76039110, 78048699, 80005590, 81014197, 81022088) и госбюджетных контрактов (№№ гос.рег. 01823048325, 01850081771, 01200804876). Результаты работы используются на станкостроительных заводах ОАО «Стерлитамак-М.Т.Е», ОАО «Красный пролетарий», в ОАО «Савеловский машиностроительный завод», в инжиниринговой компании «Pride TWL», ОАО «Дальэнергомаш», ОАО «Пензадизельмаш» и др.

Материалы диссертации в виде программ для ПК используются в учебном процессе ряда вузов РФ: МГТУ «Станкин», Тихоокеанский государственный университет, Пермский государственный технический университет, Оренбургский государственный университет, Уфимский государственный авиационный технический университет, Ульяновский государственный технический университет, Пензенский государственный университет и др.

Апробация работы. Основные положения и результаты диссертационной работы докладывались на Всесоюзных научно-технических конференциях (НТК) «Динамика станков» в Куйбышеве (1980, 1984), на международной научно-практической конференции «Научные исследования, наносистемы и ресурсосберегающие технологии в стройиндустрии» в Белгороде (2007), на X, XI и ХП-й научных конференциях МГТУ «Станкин» и «Учебно-научного центра математического моделирования МГТУ «Станкин» - ИММ РАН по математическому моделированию и информатике (2007, 2008, 2009), на ХХ-й международной НТК по современным проблемам машиноведения в ИМАШ РАН (2008), на международной НТК «Информационные средства и технологии» в Москве (2007), на 6-й международной НТК «Проблемы качества машин и их конкурентоспособности» в Брянске (2008), на международной НТК «Оптимизация процессов резания, разработка и эксплуатация мехатронных станочных систем» в Уфе (2009), на международном Российско-китайском Симпозиуме «Современные материалы и технологии» в Хабаровске (2009) и многих других.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 72 печатные работы, в том числе 16 публикаций в изданиях, рекомендованных ВАК, 4 авторских свидетельства, 3 свидетельства на программы для ЭВМ.

Структура и объем работы. Работа состоит из введения, шести глав, заключения, списка литературы (192 наименования) и приложения. Общий объем диссертации 255 страниц, включая 117 рисунков и 19 таблиц.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность проблемы обеспечения динамического качества станочного оборудования, оказывающего существенное влияние на производительность и качество обработки (точность формы и состояние поверхностного слоя), а также актуальность проблемы диагностирования технического состояния станков. Изложены основные положения, выносимые на защиту.

В первой главе дан анализ состояния проблемы изменяемости показателей качества динамической системы металлорежущего станка в процессе эксплуатации и непостоянства его характеристик в рабочем пространстве. Эти показатели определяют виброустойчивость и производительность при различных условиях обработки. Обоснована применимость расчетно-экспериментальных методов определения динамических характеристик несущей системы станка и диагностирования его технического состояния.

Современные исследования динамики станков базируются на основных положениях, разработанных В.А. Кудиновым, который ввел представление о

замкнутой динамической системе станка, включающей эквивалентную упругую систему и рабочие процессы. Фундаментальные исследования несущих систем, подвижных стыков и динамических характеристик выполнены Д.Н. Решето-вым, В.В. Каминской, З.М. Левиной, В.Э. Пушем, B.C. Хомяковым, H.A. Кочи-невым, Ю.Н. Санкиным и другими учеными.

Вопросы анализа компоновок станков и характеристик в рабочем пространстве рассмотрены в работах таких ученых, как Ю.Д. Врагов, О.И. Аверьянов, B.C. Хомяков, A.JI. Воронов, Ю.И. Городецкий, Б.М. Бржозовский, Ю.В. Кирилин, В.В. Агафонов, Г.В. Маслов и др.

Расчеты выходной точности станка с учетом влияния элементов технологической системы приведены в работах В.В. Бушуева, Б.М. Базрова, В.В. Каминской, Д.Н. Решетова, В.Т. Портмана и др. Вопросам надежности, состояния основных элементов станка, изменяющегося с течением времени, посвящены фундаментальные работы A.M. Дальского, A.C. Проникова, а диагностике инструмента и оборудования - работы С.Н. Григорьева, В.А. Синопальникова, М.П. Козочкина и др. Влияние процесса резания и режущего инструмента на работоспособность станка рассмотрено в работах И.Г. Жаркова, В.К. Старкова, Б.М. Бржозовского, В.Ф. Безъязычного, B.JI. Заковоротного, В.А. Гречишнико-ва, Ю.Е. Петухова и др.

Большой вклад в решение перечисленных проблем внесли зарубежные ученые Н. Opitz, М. Weck, К. Teipel, М.М. Sadek, W.A. Knight, S.A. Tobias, W. Fishwick, M. Polacek, И. Тлусты и др.

При испытаниях адекватная оценка работоспособности любой машины может быть сделана только на основе глубокого анализа тех условий, в которых машине предстоит работать. Для универсального металлорежущего станка условия эксплуатации могут быть весьма разнообразны и зависят от большого количества факторов, определяющих границы работоспособности. Поэтому исследователь должен быть вооружен методологией, позволяющей ему на основе информации о режимах работы испытываемого станка выбрать условия испытаний и критерии оценки. При решении проблемы использовано понятие многофакторного технологического рабочего пространства, которое включает не только геометрическое пространство, но и характеристики оснастки, режущего инструмента и обрабатываемых деталей, определяющих процесс обработки.

В работах Ю.Д. Врагова используется понятие рабочего пространства компоновки станка, внутри которого рассматриваются статические деформации и нагрузки, связанные геометрическими соотношениями. Такое представление полезно при сравнительном анализе компоновок при проектировании. При испытаниях роль динамических деформаций узлов, расположенных в рабочем пространстве весьма велика и не может игнорироваться.

Технологическим рабочим пространством (РП) станка предложено называть многофакторное пространство, объединяющее подпространства заготовки, режущего инструмента и приспособлений для их закрепления при возможных положениях подвижных узлов станка, несущих установочные места для закрепления этих приспособлений. Особенностью этого РП является его заполнен-

ность инерционно-диссипативно-упругими элементами, силовая нагруженность и наличие процесса резания, которые определяются многообразием условий обработки деталей на станке. Подпространства приспособлений, инструмента и детали, а также подпространство резания будем называть элементами РП станка. Разбиение РП на элементы позволяет исследовать его по частям с последующим объединением в единую систему. Различные подходы к исследованию сложной динамической системы станка по частям использовались в работах B.C. Хомякова, Е.В. Хлебалова, H.A. Кочинева, А.И. Камышева, С.А. Терентье-ва, A.B. Бычковой, Э.А. Курдгелия, В.М. Чуприны и других, в которых расчетная модель упругой системы станка представлялась состоящей из основной и нескольких связанных подсистем. Решая системы уравнений для каждой подсистемы и описывая уравнения связи подсистем, определяют динамические характеристики единой динамической системы.

Однако в упомянутых работах используются расчетные характеристики как для основной системы, так и для подсистем. В этих моделях использование экспериментальных характеристик подсистем не представлялось возможным.

Проведенный анализ работ показал, что используемые в настоящее время методики расчета параметров качества обработки деталей не всегда дают удовлетворительный результат, поскольку не полностью учитывают влияние сложной многокоординатной упругой системы станка на статическую и динамическую жесткость технологической системы станок-приспособления-инструмент-заготовка и практически не учитывают непостоянство характеристик в рабочем пространстве станка.

Сложность динамических расчетов упругих систем станков определяется многомерностью модели и неопределенностью упруго-диссипативных параметров. При выполнении динамических расчетов приходится сталкиваться с ситуацией, когда из-за недостаточности экспериментальных данных модель получается неадекватной, либо идти на упрощение модели, что снижает точность результатов. Следовательно, необходима методология, позволяющая быстрее и точнее оценивать характеристики в РП, заключающаяся в разумном сочетании экспериментального и расчетного подхода к оценке характеристик и диагностированию состояния упругой системы станка.

На основании проведенного анализа работ сформулированы цели и задачи, изложенные выше.

Вторая глава посвящена разработке моделей производительности и точности в рабочем пространстве станков.

Основой для анализа использования РП при эксплуатации станка является анализ обрабатываемых деталей в пределах подпространства резания. При экспериментальном исследовании непрерывные функции (поля) производительности в подпространстве резания заменяются на дискретные (зонные). Внутри зоны поля считаются неизменными с заданной степенью точности е. Величина е определяет число зон подпространства резания и размеры Ах зон вдоль координаты факторного пространства.

Элементы технологического факторного рабочего пространства представлены в табл. 1.

Состояние динамической системы при обработке в /-й зоне РП опишем вектором факторов £ь 6, 6- }, где ц - вектор неучитываемых или слу-

чайно изменяющихся условий: колебания твердости заготовки, непостоянство обрабатываемых поверхностей детали внутри зоны и т.п. Вероятность реализации того или иного набора факторов при обработке заготовки определяется зонными статистическими характеристиками.

Таблица 1.

Элемент технологического факторного РП станка Примеры факторов Обозначение

Геометрическое рабочее пространство станка Координаты ¿0 ¿X. ¿V, —■

Подпространство детали Обрабатываемый материал Физико-механические свойства Тип поверхности & (г г.

Подпространство приспособлений детали и инструмента Характеристики приспособлений для закрепления детали и инструмента ¿пд £пи

Подпространство режущего инструмента Вид режущего инструмента Материал режущей части Геометрия режущей части (и £г

Подпространство процесса резания Скорость резания Подача Глубина резания г. V Б 1

При оценке производительности станка как динамической системы целесообразно учитывать основное технологическое время: Пг=1/Т0, где Т0 состоит из времени черновых (Г]) и чистовых (Т2) операций или переходов. Время выполнения черновых операций определяется по формуле Тх= где V -объем снимаемого металла при черновой обработке, - скорость съема металла (производительность резания), равная

где а -1 - для точения; а' = Ьф! я И - для фрезерования; V- скорость резания,

м/мин; Я™ - подача, об/мин; 6ф - ширина фрезерования, мм; В - диаметр фрезы, мм; / - глубина резания, мм.

Время выполнения чистовых операций Г, = ЫФ, где Ь - площадь обрабатываемой поверхности; Ф - скорость поверхностного съема металла (производительность формообразования), равная Ф = а'^Б .

Рассматриваемый в работе набор возможных ограничений производительности резания при черновой обработке включает следующие функциональные ограничения: мощность и момент привода главного движения, нагрузки приводов подач и виброустойчивость динамической системы. Ограничения по стой-

кости инструмента, точности размера, формы и качества обрабатываемой поверхности, рассматриваются как параметрические. Каждое из этих ограничений характеризуется одной или несколькими физическими величинами (параметрами ограничения). При конкретных условиях работы станка действующим становится одно из этих ограничений, значение которого достигло допускаемого уровня или превысило его.

Значение производительности резания , полученное при учете действия

лишь одного ограничения по РП, назовем границей работоспособности по рассматриваемому к-му ограничению (граничное значение):

Действующая (фактическая) производительность резания равна наименьшему значению из всех граничных значений:

2 = тш{е1}, ¿ = где ид - число рассматриваемых ограничений.

Для оценки станка интерес представляют не только значения , но и величины граничных значений по другим ограничениям, так как они характеризуют избыточность характеристик станка и являются предпосылками для изменения конструкции станка в сторону "смягчения" этих характеристик. Запас по £-му ограничению будем задавать в виде: е," = б' / ¿>.

При чистовой обработке набор ограничений производительности формообразования Ф включает: точность размера, формы, качества обрабатываемой поверхности, стойкость инструмента, условия стружкообразования, нагрев, частоту вращения шпинделя и др. Фактическая производительность формообразования Ф = тт{ф*}, к = \,...,пф, где пф - число ограничений при чистовой обработке. Запас по к-му ограничению будет: = Фк / Ф.

Модель производительности описывает изменение граничных значений показателей 2* и Фк в зависимости от значений факторов РП:

к = 1,...гПд,

Фк=Фк(£ф), к = \,...,пф, где и с_ф - векторы факторов РП станка при черновой и чистовой обработке. Для исследуемого станка модель производительности позволяет определять:

- фактическую производительность черновой и чистовой обработки при различных условиях эксплуатации станка;

- граничные значения производительности для различных ограничений, используемые для составления баланса ограничений;

- коэффициенты запасов производительности для различных ограничений при различных условиях резания;

- средние значения производительности по РП станка.

Статистические характеристики модели производительности определяются

условиями эксплуатации станка.

В работе предлагается метод оценки станка, основанный на сопоставлении не только со станком-аналогом, но и с потенциальными возможностями новой

технологии. Для этого вводится идеализированная система технологических ограничений, связанных с характеристиками режущего инструмента и технологии формообразования. Модели для технологических ограничений получают предполагая, что динамическая система станка никаких ограничений на показатели производительности не накладывает. Система технологических ограничений производительности является внешней по отношению к объекту изучения и оптимизации - динамической системе станка. Соответственно ограничения в динамической системе будем называть внутренними.

Ядром модели производительности являются модели для ограничений. В зависимости от метода построения будем различать следующие модели для ограничений:

- расчетно-экспериментальные модели;

- эмпирические модели.

При расчетно-экспериментальном методе на основе данных специальных экспериментов строят расчетные или регрессионные модели для параметров ограничений, которые позволяют прогнозировать граничные значения производительности без применения резания деталей-образцов для всего набора варьируемых факторов (табл. 1). Эмпирические модели строят на основе информации, получаемой при обработке резанием специальных деталей-образцов. В связи с большим разнообразием условий эксплуатации станка (т.е. с большой размерностью факторного РП станка) этот метод требует большого объема экспериментальных работ. Практически метод может применяться для определения граничных значений производительности при максимально больших уровнях представительности, т.е. для наиболее типичных условий эксплуатации.

В моделях ограничений по точности рассматриваются изменения упругих деформаций в процессе обработки поверхности, которые являются составляющими ряда элементарных погрешностей: установки заготовки в приспособление, наладки технологической системы, износа режущего инструмента, геометрических погрешностей станка, вариаций температурных деформаций. Изменения упругих деформаций могут происходить за счет изменения силы резания Р и статической податливости УС в технологическом рабочем пространстве.

Среднее квадратическое отклонение силы резания при постоянных значениях подачи и скорости резания:

дР

дР да

Я1 (ст.),

где I - среднее значение глубины резания, <т, - обобщенный показатель, учитывающий среднее значение физико-механических свойств обрабатываемого материала (в частности, предела прочности); £(/), 5(сг,) - среднеквадратиче-ские отклонения / и а,.

Изменение статической податливости кус упругой системы при обработке одной поверхности может происходить из-за изменения положения точки резания в пространстве резания (вдоль движения подачи х), а для обработки партии деталей дополнительно из-за разброса контактной податливости в зажимном

приспособлении к3п при смене деталей. Среднее квадратическое отклонение для этой составляющей будет:

S{kyc) =

дх

S*(x) + S%rl),

где 5 (х) - дисперсия размеров поверхности.

$~{к3„) - дисперсия податливости зажимного приспособления. Среднее квадратическое отклонение для упругих деформаций:

Для построения расчетно-экспериментальной модели ограничений по точ-

дк

ности размера и формы необходимо знать функцию ——, т.е. изменение подат-

дх

ливости в рабочем пространстве.

На основе рассмотренных представлений разработана модель образования погрешностей формы, волнистости и шероховатости и программное обеспечение (Surf) для расчета геометрических отклонений реальной поверхности (рельефа) при действии возмущающих отклонений, вызванных статическими и динамическими деформациями.

Третья глава посвящена разработке и исследованию моделей жесткости и динамических характеристик в РП станков.

Деформации и нагрузки в некоторой точке С РП станка (рис. 1) связаны между собой посредством матрицы жесткости:

Р = Сс8, (1)

где P = {Px,Py,Pz} - вектор силы, 8 = {j., 5, 8.} - вектор деформаций, Сг = |{Са, С^, С ,}, , Суу, С„ }, {С, ,С„,С„ j - матрица жесткости. При экспериментальных исследованиях, как правило, определяется матрица податливостей Кг = С~'.

/W

пи

Ри

Ы

Wi

Z£1

ид

Рис. 1. К оценке жесткости в произвольной точке С РП станка

Основным методом определения жесткости в РП станка принят расчетно-экспериментальный метод, при котором, жесткость собственно станка, подверженная случайным влияниям качества изготовления и регулировок, определяется экспериментально. Жесткость приспособлений С„ может определяется как экспериментально, так и расчетом. В том случае, когда станок укомплектован малым количеством приспособлений, целесообразно сразу определять жесткость подсистемы "станок-приспособления": С1" = С", где & - вектор характеристик приспособлений. Жесткость заготовки (детали) С1 и жесткость инструмента С1' с достаточной степенью точности можно определить расчетом.

Модель податливости динамической системы в РП станка представим в виде:

К = К" (£) + К-*(£) + К"д(I, рш, р„, рБД ,рд), (2)

где К"(£г) - податливость инструмента относительно его базы, К" (4а) - податливость детали относительно базы,

К"д(£„ рш, р„, рГ<д, рд) - податливость вследствие деформации системы

"станок-приспособления", приведенная в точку резания С. Используя матрицу К и направление векторов силы и перемещения, определяют величину суммарной статической податливости кУС, используемую в модели ограничений по точности.

Для моделирования динамических характеристик в РП станка представим упругую систему станка в виде набора следующих подсистем, связанных упруго-демпфирующими элементами (рис. 2): подсистема станка (несущая система станка) (S), подсистемы заготовки (5]), подсистемы инструмента (¿У, подсистема приспособлений заготовки (S3), подсистема приспособлений инструмента (54). Перемещения установочных мест станка для крепления приспособлений (БИ и БД) и базовых поверхностей самих приспособлений в системе координат станка XYZ приводят к отклонениям радиус-векторов рт и рог-

При моделировании частотные характеристики подсистемы "станок-приспособления" как объекта исследования целесообразно определять экспериментально, а динамические свойства подсистем детали Si и инструмента S2 определяем расчетными методами.

Пусть экспериментально определены частотные характеристики объединенной системы Яо'- 0ОЮ1, Н'оип, Щ201, И'0202, образующие матрицу частотных характеристик

где

IV . =

IV

IV IV 0102

IV " 0201 IV '' 0201

а, IV ' ' 0102 _ Чо, вог' 3* II Р'З1

с/ - обобщенные деформации в точках 01 и 02, Q - обобщенные силы в точках 01 и 02.

Частотные характеристики назовем базовыми. Они являют-

ся функцией положения базовых поверхностей БИ и БД в системе координат основной системы 5о и зависят от свойств приспособлений:

^ОС ~ Щэс(РоП Ро2> £11* £12) > где ¿1, ¿и ~ векторы факторов приспособления детали и инструмента.

Подсистемы и ¿'2 соединены с системой упруго-диссипативными связями си и с2, й2, которые соответствуют контактной жесткости и демпфированию стыков "заготовка-приспособление" и "инструмент-приспособление". Общая система уравнений имеет размерность (и' + п + 2) ив матричном представлении имеет вид:

[■■■■(?„ •■••] 0 0 [Сп] 0 0 0 [-•С21--] 0 [С22]

[..................I..................]

где 6ц, Сц, Сгь С2г - блоки расширенной матрицы (7 динамической жесткости;

Ях

Я2 = Р2 (3)

Яо 0

= + Н{ко + С,,

21

Ч\ =[911—, Ям Г,

ь =

- матрица связи;

: -М2а>2 + Н^со + С2,

=[?21.-. Яг„- Г. Я0 =[Я0]>Я02]Т>

Л/ь Я,, С] и М2, #2, С2 - матрицы масс, демпфирования и жесткости системы 5\ и системы ^ соответственно;

0 | С1^ою1_| 0 ¡^^¡ног,! ^""^1^0101 _] ~_с2^ош2

0 ! С1^0201 I ® 1 С2^0202 I — С2^0201 ! ^~С2^0202

с, = с, +//),&>, с2 = с2 + /7)2¿у - для вязкой модели демпфирования;

с, = с, • (1 + 1у) с2 = с2 • (1 + ¡у) - для гистерезисного демпфирования;

п', п - размерность подсистем ^ и

Абсолютные частотные характеристики в зоне резания, т.е. в произвольной точке РП станка, определяются по формулам:

"11 /Р' 21 /Р' 12 /Р' 22 /Р' где (ди и б/12 - смещение подсистемы ^ от сил Р в точках 1 и 2, а и дг2 -смещение подсистемы от сил Р, приложенных в тех же точках),

Относительная частотная характеристика определяется по формуле 1Г = Щ, + }Г22-ГГ21-Щ2.

Таким образом, для расчета частотных характеристик и определения функции их изменения в РП станка (поля частотной характеристики), нужно предварительно экспериментально определить базовые частотные характеристики системы станок-приспособление, т.е. частотные характеристики в точках закрепления заготовки и инструмента, как функции рт, рха.

Для расчетов динамики станка в РП необходимо знание матриц базовых частотных характеристик, учитывающих как силовое, так и моментное нагру-жения. В настоящее время не существует нагрузочных устройств (вибраторов), способных нагружать упругую систему изгибающим моментом без внесения существенных искажений за счет испытательной оснастки. Поэтому были разработаны специальные методы определения базовых частотных характеристик на основе обработки экспериментальных данных, позволяющие исключить влияние испытательной оснастки.

Для определения базовых частотных характеристик при абсолютном на-гружении основной системы рассмотрим основную систему ¿'о с испытательной оснасткой 5,' и , установленной вместо детали 5] и инструмента ¿2 (рис. 2).

Приложим абсолютную нагрузку (например, ударом) к ветви детали. Требуется определить базовые частотные характеристики 1¥ош и Поил- Обобщенные перемещения в базовых точках основной системы:

Чщ "и-1! "П-Ч' Чо2 21 1 21 1 >

где ^ - вектор усилий, а Т\ — вектор моментов.

Здесь частотные характеристики основной системы записаны следующим образом:

= (4)

где характеристики , - перемещения (в общем случае) по 6-ти координатам от силового, а Щ", IV", от моментного воздействия.

В каждом уравнении (4) два матричных неизвестных IV и IV". Для их определения необходимо добавить второе уравнение, которое получим, изменив схему нагружения основной системы, например за счет изменения точки приложения силы возбуждения.

Обозначим нагрузки на основную систему при первом нагружении Т' и , а при втором - Т" и Р". Соответственно измеренные векторы колебаний обозначим q\ и . Тогда получим следующую систему уравнений в матричной форме относительно неизвестных:

р; т'

ри тп

Ж' " 11

к

(5)

Решая эту систему, определим матрицу прямых характеристик в базовой точке 01 основной системы.

Для определения взаимных характеристик используем векторы колебаний q[ и q", определенные при тех же условиях нагружения. Система уравнений для определения взаимных характеристик аналогична (5). Аналогично определяют базовые частотные характеристики для ветви инструмента W'Wk-

Взаимное влияние ограничений производительности происходит, главным образом, через динамическую систему станка за счет изменения её характеристик упругих или инерционных или за счет изменения характеристик возбуждений. Для определения чувствительности изменения одних ограничений к изменению других, для диагностики источников возмущений и для определения "слабых" звеньев динамической системы необходим аппарат построения динамических моделей упругих систем станков. В настоящее время широкое распространение получили расчетные методы определения динамических моделей станков, которые успешно используются при проектировании станков. Важной задачей диагностики и оптимизации станков по результатам испытаний является экспериментальное определение (идентификация) параметров динамических систем, которые используются при динамических расчетах.

Структура динамической модели при испытаниях определяется методом измерения форм колебаний. Для построения и анализа форм колебаний, получаемых методом импульсного нагружения, разработана программа Shape.

При импульсном возбуждении определяют две формы колебаний при возбуждении ветви детали и ветви инструмента. Тогда форма колебаний станка будет определяться разностью этих форм.

Анализируя формы колебаний, уточняют существенность колебаний каждого элемента и правильность отнесения элемента к одному из предопределенных типов: жесткое недеформируемое тело, стержень, пластина и др.

Значимость того или иного элемента в динамической системе оценивают по-разному в зависимости от расположения этого элемента. Для элемента, расположенного в цепи силового замыкания силы резания, значимость оценивается по той доле, которую этот элемент вносит в колебания между инструментом и заготовкой. Например, если для анализируемого элемента получены колебания qa в некоторой точке а, то в точке резания С эти колебания приведут к смещению:

qVa = Wqrq qa, где Wq(,q - частотная передаточная функция.

Если qCa « qc, где qt- - суммарные колебания в точке С, то колебаниями

этого узла можно пренебречь, считая его абсолютно неподвижным. Для элемента, не входящего в цепь силового замыкания (некоторая точка b): 9cb=W4cbqb,

где qb - колебания в точке Ь, измеренные при определении форм колебаний.

Передаточная функция Wq q может быть получена методом импульсного

нагружения узла в точке b и измерения колебаний в точках b и С. Если выполняется неравенство qcb « qc, то влиянием данного узла можно пренебречь и

исключить его из динамической модели.

Определенные экспериментально формы колебаний позволяют строить динамические модели различной структуры при работе в различных частотных диапазонах, что может значительно облегчить исследование.

Таким образом, на основе первого этапа анализа форм колебаний устанавливают элементы (узлы), включаемые в состав динамической модели.

После того, как построена структура динамической модели, предстоит определение её параметров: инерционных, упругих и диссипативных. В общем случае можно полагать, что все параметры модели неизвестны. Однако такой подход чреват тем, что размерность неопределенных коэффициентов будет чрезмерно большой, а решение станет неустойчивым. Поэтому с практической точки зрения целесообразно рассматривать станок не как абсолютно "черный ящик", а как "серый". Нужно попытаться часть параметров определить расчетом или взять из предыдущих экспериментов. Из группы неизвестных параметров динамических моделей наиболее целесообразно определить расчетом инерционные характеристики. Эти характеристики можно определить наиболее точно и достоверно и, кроме того, они в наименьшей степени подвержены влиянию качества изготовления, сборки и регулировки станка. Две другие группы параметров: упругие и диссипативные - в значительно большей степени подвержены разбросам из-за качества изготовления. Поэтому в дальнейшем будем полагать, что все инерционные характеристики системы (массы, моменты инерции, статические моменты) известны.

Рассмотрим экспериментальное определение жесткостных параметров в системе, движение которой описывается в плоскости ХОУ тремя координатами: х, у, <р:. Пусть известна матрица инерционных характеристик системы:

Экспериментально определяют матрицу собственных форм колебаний

используя которую, находим неизвестную матрицу жесткости системы С, = diag[cXI,cy¡,c^]

по формулам

-

сх,=—&--(6)

УЯх ¡,¡+1 ~~ Я.х /+1, / / /

- Тт;Чу^

---.; (7)

«у 1,1+1 ~ Чу 1+1,1)

с = 1

- 'ZhVj®' ~ T,mj4xJ(0fyj + Т"ЬЧуАх'

. М /=1 j=1

(8)

— 7 i ,wmji — 7 m.•«. twi vi-r 7 тм.. <t?'2

(9zi~<Pzi+1)

Формулы (6 - 8) справедливы для любой собственной частоты со/, 1=1,...,пр, где пр - число собственных частот системы в рассматриваемом диапазоне.

В упругой системе станков особое место занимают шпиндельные узлы, которые плохо описываются моделями с сосредоточенными параметрами. Для расчета систем типа вала на опорах используются методы начальных параметров и конечных элементов. В данной работе используется метод начальных параметров, дающий определенные преимущества. Они заключаются в следующем. В расчете участвуют непосредственные характеристики, такие как жесткости, демпфирование, которые могут определяться экспериментально или задаваться из справочников. Причем свойства элементов модели могут задаваться в виде их собственных частотных характеристик. При большом количестве элементов не требуется решения большой системы уравнений, которая в случае экспериментально полученных данных может оказаться плохо обусловленной.

Описанная методика моделирования и расчета шпиндельных узлов реализована (совместно с B.C. Хомяковым и Н.А. Кочиневым) в виде программного комплекса SpinDyna (св-во №2009611613). Результаты моделирования и результаты расчетов сохраняются в базе данных, что может обеспечить информационный обмен между исследователями. В рассматриваемом варианте комплекса база данных реализована в среде MS Access.

В программе SpinDyna допускается использование двух основных моделей демпфирования: вязкое и гистерезисное. Выбор той или иной модели демпфирования осуществляется на основе анализа экспериментальных данных для аналогичных конструкций. Разработана методика оценки демпфирования в стыках и опорах на основе анализа мнимой части динамической жесткости.

Модели для вынужденных колебаний в РП станка строятся путем измерения колебаний qm и с/(}2 при холостом ходе освобожденной основной системы (рис. 2) на базовых поверхностях 01 и 02. Освобожденной основной S0 системой называем станок, с которого сняты деталь и инструменты. Колебания q<)\ и q02 вызваны множеством источников колебаний, обозначенных на модели силами Pi, действующими внутри основной системы.

Эти колебания определяются зависимостями:

<701 = ЕВД > <702 = I'« • '=1, 2,..., пР, где Wou, Won - частотные характеристики для колебаний в точках 01 и 02 от силы в точке /'; пр - число источников возмущения.

Система уравнений для объединенной (суммарной) системы имеет вид (3) при замене правой части на выражение:

[0,...,0,<?01,<702]7' (9)

Для того, чтобы определить спектры колебаний в зоне резания суммарной системы, т.е. в точке 1 подсистемы Si и точке 2 подсистемы S2, необходимо иметь следующие характеристики:

- спектры колебаний qol и q02 на базовых поверхностях основной системы в освобожденном состоянии;

- упругие и инерционные характеристики подсистем детали и инструмента, которые определяются расчетом по чертежам;

- экспериментальные базовые частотные характеристики упругой системы станка.

Имея эту информацию и решая систему (3) с правой частью (9), можно определить спектры колебаний в зоне резания для любых деталей и инструментов, т.е. получим модели для спектров колебаний в виде: Ч\ = Я] (<701 > Яо2' ^0101. 00102.> 52), Я 2 = Я2 (Яо 1 > <Уо2. №0202> '^0201 > > ^2 ) • Спектр относительных колебаний определяется по формуле Яа=Я,~Я2, на основе которого, используя зависимости теории динамики станков, можно определить спектр колебаний при резании: Яхх

Я =

1 +

'эус>- ру

Непосредственное измерение колебаний между режущим инструментом и деталью в процессе резания затруднительно вследствие невозможности размещения датчика колебаний в зоне резания.

Разработан метод оценки колебаний в зоне резания qc путем измерения колебаний на корпусных деталях динамической системы. Рассмотрим блок-схему динамической системы, показанную на рис. 3. Пусть в системе действует возмущающее воздействие /\ Требуется определить колебания дс в зоне резания при обработке деталей, если известны колебания в некоторой точке а упругой системы, измеряемые с помощью датчиков абсолютных колебаний.

Рис. 3. Структурная схема распространения колебаний по УС станка

На рис. 3 передаточные функции описывают распространение колебаний от источника возмущений в зону резания и в точку а на корпусной детали:

1К

ар

р с> р

Передаточная функция IVа1, описывает передачу колебаний из зоны резания в точку а измерения колебаний:

ЧаР_ > '

где Р - сила, действующая в зоне резания.

Из структурной схемы видно, что колебания в точке а являются суперпозицией колебаний цар от силы Р из зоны резания и колебаний дар от внешних источников возмущений: Яс=ЯаР+ЯаР-

IV -

''аУ -

(10)

Колебания qap есть колебания холостого хода qa хх в точке a: qa хх= qaF. Колебания qaP являются разностью колебаний:

ЧаР=Ча~Ча_хх О1)

Колебания в зоне резания:

Яс = 4cF + ЧсР = Чс_хх + Р]¥ус > О2)

где qc хх - колебания холостого хода в зоне резания.

Подставляя в (12) выражение для силы резания Р из (10) получим:

Чс=Чс xx + lfWyO

аР

или, используя (11), окончательно получим:

Ча — Ча хх TJ, , .

Яс=Яс хх + -■ О3)

WaP

Таким образом, для определения колебаний в зоне резания qc необходимо сначала определить колебания холостого хода в зоне резания (точке с) и в точке а измерения колебаний на корпусной детали. Необходимо также определить

частотную характеристику упругой системы Wyc = и частотную характеристику WaP = . представляющую зависимость колебаний в точке а от силы, действующей в зоне резания.

Измерение колебаний холостого хода является основой для виброакустической диагностики элементов несущей системы станка, в частности подшипников шпиндельного узла. Предлагаемые методы использовались при исследованиях вынужденных колебаний станков различных моделей. Например, для станка TB-25Y размещение датчиков и примеры сигналов при холостом ходе показаны на рис. 4.

Рис. 4. Установка акселерометров и датчика оборотов на станке

Использование технологии «огибающей» для анализа колебаний холостого хода позволило выявить дефекты подшипника передней опоры (рис. 5).

К3_2000_70 / Канал 1 ОБ.01.200911:24:1В

—5ртах= 130.8дк-------------Т-----------------

33 66 99 513 546

Рис. 5. Спектр огибающей колебаний холостого хода у передней опоры шпинделя станка ТВ-25У при частоте 2000 об/мин, выделенного в диапазоне 5.6-11.2 кГц (513 Гц - частота взаимодействия тел качения с дефектом внутреннего кольца подшипника, 546 - боковая составляющая, равная сумме частоты 513 Гц с оборотной частотой 33 Гц, 66 и 99 Гц вторая и третья гармоники оборотной частоты)

Исследования двухшпиндельного станка с ЧГТУ мод. ТА-20ЬВ выявили существенную анизотропию амплитуд колебаний шпиндельного узла по разным направлениям (рис. 6), свидетельствующую о недостатках конструкции шпиндельного узла или технологии его изготовления. Колебания по оси У явно преобладают. Такое явление диагностируется как неодинаковость жесткости опор по осям из-за погрешностей расточки корпуса или неравномерность радиального натяга, например, из-за наличия радиальных сил, создаваемых приводным ремнем.

К8„2500_э0„80

Рис. 6. Годограф (а) и двумерное распределение времени присутствия радиус-вектора (б) (показано линиями равного уровня) вибросигнала в октаве 8 кГц при 2500 об/мин основного шпинделя станка мод. ТА-20ЬВ

Четвертая глава посвящена идентификации динамической характеристики процесса резания.

Непосредственное определение частотной характеристики процесса резания, наиболее часто применяемое в виде модели инерционного звена К.

И< =

1 л-Т 1(0

р

где Кр - статическая характеристика процесса,

Тр - постоянная времени стружкообразования, вызывает ряд затруднений, связанных с необходимостью измерения колебаний в зоне резания и измерения сил резания. Расчетное определение этих частотных характеристик ограничивается отсутствием исходных данных.

Предлагаемый метод основан на модели замкнутой динамической системы станка (по Кудинову В.А.). Параметры элемента "процесс резания" подбираются таким образом, чтобы при заданной частотной характеристике упругой системы обеспечить одинаковые свойства (устойчивость и частоту возникающих автоколебаний) замкнутой системы, имеющей место при данном виде обработки. Определяемую в этом случае частотную характеристику процесса резания назовем идентифицированной, чтобы отличать ее от частотной характеристики процесса резания, определяемой непосредственно, т.е. как отношение амплитуды колебаний силы резания к амплитуде колебаний толщины срезаемого слоя.

Предлагаемый метод имеет следующие преимущества:

- для определения идентифицированной характеристики резания требуется та же аппаратура, что и для определения АФЧХ упругой системы;

- исключается необходимость измерения сил резания при колебаниях и колебаний в зоне обработки;

- полученная идентифицированная характеристика резания компенсирует систематические погрешности метода и средств получения АФЧХ упругой системы. Методические погрешности связаны с тем, что на практике почти никогда не удается определить рабочую АФЧХ УС, т.е. характеристику, для которой сила направлена вдоль силы резания, а перемещение - по нормали к обрабатываемой поверхности. Так, для токарных станков АФЧХ УС для продольного точения, когда действует пространственная сила резания, заменяется плоской в плоскости, перпендикулярной оси вращения шпинделя. Погрешности средств измерения могут быть связаны с искажениями, вносимыми вибратором, каналом измерения и др.

Недостатком метода является то, что идентифицированная характеристика резания оказывается функцией упругой системы станка. Анализ динамической системы станков различных типов позволяет сделать предварительный вывод о том, что идентифицированную характеристику резания можно классифицировать по типам станков (токарные, фрезерные, расточные и т.д.) при условии идентичности методик и средств определения АФЧХ упругой системы.

В динамической системе станка при работе «по следу» со временем т0 запаздывания, зависящим от частоты вращения детали или инструмента, динамическая характеристика процесса резания описывается выражениями:

■ус

1п4 Ке,,,

л

1ш =

0,5

8/ Ь

ЭКе„.

5/

л

-Ле'

1т -

д 1ши.

<7

-1ш' Яе

ЗЯе„

д 1т,,,

где Яе'«. = - , Iт;г = - Ь' = дЬ/8/.

8/ д/

Методика определения удельной идентифицированной характеристики резания заключается в следующем. При строго одинаковых условиях определяются: АФЧХ упругой системы, предельная стружа Ь} при резании, частота / автоколебаний, возникающих при резании. Для точки / = / по АФЧХ упругой системы станка определяются следующие величины: дЯе,.,, ¿51т,,.

1т,.

д/ 8/

Варьируя АФЧХ упругой системы станка за счет изменения наладки, определяют Ь, и / для каждой /'-й наладки. Затем строятся графики изменения

<Же„, 8 1т,

' 5/ ' 8/ 8/ ), /,-/

от частоты / и для каждой / определяют

8_ 1тл

V 8/ Г -ГЛ

1.-1

Пример идентифицированной характеристики резания для токарной обработки показан на рис. 7.

Лп

мН'и

Рис. 7. Идентифицированная АФЧХ процесса резания при точении

Для оценки границ виброустойчивости динамической системы станка при резании предлагается также более простой, но требующий повышенного расхода металла метод, основанный на использовании статистической характеристики связи некоторых параметров АФЧХ с предельной глубиной резания ?я/> без вибраций. Характеристика связи получается в результате специальных экспериментов, связанных с резанием заготовок различной жесткости. Пример уравнения регрессионной связи предельной глубины резания по виброустойчивости с параметром 1{ет АФЧХ УС для токарной обработки имеет вид:

=-0,4 + 1,41 -— 1+14,61 -— "" Ч11ет; Чие"

где 1У" - отрезок, соответствующий минимальной части вещественной оси.

Пятая глава посвящена анализу ограничений и разработке критериев для оптимизации производственных характеристик станков с учетом их распределения в рабочем пространстве.

Разработанные во второй главе модели для ограничений производительности используются для анализа характеристик станка и оценки его средней технологической производительности;

= (14)

ТТ+Т

А 0 ' 1 ^ 1 2

где Г,, Г2 - среднее основное технологическое время выполнения черновых и чистовых переходов.

Граничные значения показателей производительности резания <2 и формообразования Ф определяются вектором состояния динамической системы станка:

= {#<» <?1, £>>£).

где (- номер зоны в РП; ] -номер вектора состояний РП станка. Среднее зонное значение времени черновых проходов равно:

- &У Р

где

4=тт{е;}, к = 1,2,...,

2'у - граничное значение производительности резания для А;-го ограничения при условии

Ку - объем снимаемой стружки,

Уу = л(¿1 АхЛ^ - для тел вращения, У У = Ах Ау А у - для призматических тел, а?, - средний диаметр для зоны,

&х,Ау - размеры зон в плоскости, перпендикулярной нормали к обрабатываемой поверхности,

А* -припуск на заготовке в 7-й зоне при условии 4,

р:1 - вероятность состояния в /-Й зоне, п0 - число ограничений черновой обработки, п с, - число состояний динамической системы станка в ;'-й зоне. Аналогично определяем среднее зонное значение времени выполнения чистовых проходов по формуле: — ^ Ь Ь

(16)

И Ф„

где Фя =тт{ф'}, к = 1,2,...,иф,

Ф^ - граничное значение производительности формообразования для к-

того ограничения при условии

- площадь обрабатываемой поверхности в /-й зоне,

= Дх Ду - для призматических тел, = - для тел вращения.

Среднее значение Пт (14) является основным при сравнительной оценке производительности станков.

Изменения (вариации) граничных значений показателей производительности внутри зон связаны с различием в условиях эксплуатации (разные материалы заготовки, свойства режущего инструмента, режимы резания и т.п.) и практически не связаны со свойствами испытуемого станка. При переходе же от зоны к зоне наряду с вариациями условий эксплуатации будут проявляться также вариации свойств станка. Поэтому оценка вариации показателей производительности внутри зон позволяет учесть их как составную часть оценки вариации этих показателей между зонами, т.е. по всему РП.

Анализ зонных ограничений предполагает определение средних зонных граничных значений для показателей производительности, зонных дисперсий по ограничениям и по условиям эксплуатации и общей дисперсии, вероятностных характеристик для ограничений.

Средние зонные граничные значения и их дисперсии вычисляют по формулам:

а к=Ык> (17)

=Ёш; -а')2 а■, =£«-ф:ур,, . (18)

и и

где Не - общее число рассматриваемых условий.

Ограничение по мощности будем называть основным, так как именно это ограничение используется для расчетной оценки производительности станков на стадии проектирования. Относительный уровень различных ограничений внутри зоны оценивается по отношению к ограничению по мощности станка:

(19)

где 2/, Ф,Л - среднее значение А>го ограничения;

ф " . среднее значение ограничения по мощности.

Вероятностные характеристики для граничных значений служат для оценки вероятности того, что рассматриваемое Л-е потенциальное ограничение станет действующим, т.е.

Вероятность для к-то ограничения определяется по формуле:

м

где ¿=1, если £>* = й, ¿=0, если > 0.

Одной из задач анализа ограничений является оценка способности станка выполнять обработку заготовок на режимах, соответствующих последним достижениям в области технологии и режущего инструмента. Для решения этой задачи введена группа технологических ограничений:

Г = {Г\Г",Г!<}, где Гт - ограничение по стойкости,

Г" - ограничение по прочности режущей пластины,

Гя -ограничение по шероховатости, связанной с процессом формообразования поверхности.

Действующее технологическое ограничение будет: Д^тЦ/^Г^Г*,},

где индексы 1 и 2 относятся к ограничению по производительности и точности.

Взаимный анализ, т.е. сопоставление статистических характеристик ограничений друг с другом выполняется с целью:

- оценить сбалансированность ограничений по динамической системе между собой (взаимосбалансированность);

- оценить сбалансированность ограничений по динамической системе с технологическими ограничениями.

Взаимосбалансированность (внутренняя сбалансированность) оценивается по отклонению средних значений от среднего граничного значения и зонными дисперсиями между средними значениями для ограничений. Эти характеристики являются мерой несбалансированности ограничений в динамической системе между собой.

Внешняя сбалансированность характеризуется расхождением средних граничных значений для внутренних ограничений с действующим значением технологических ограничений. Величина расхождения оценивается по формуле:

(я,')'= 0'-Л,; Ш=Щк-гь-

Величины позволяют оценить недостаточность или избыточность

(запас) технических характеристик динамической системы по сравнению с технологическими возможностями режущего инструмента (для /-й зоны).

Межзональный анализ ограничений представляет анализ по всем зонам РП. Вероятностные характеристики использования зон описываются вектором К =К)>'"Л»-}> гДе "г- общее число зон.

Общее межзональное среднее граничное значение для ¿-го ограничения будет:

.=1 "

Общая дисперсия для к-то ограничения равна

де') = 1Ьо:-Я1)21>А; О(ф') = -Ф ' )ЧЛ ■

¡-1 /.I

Дисперсия среднего зонного значения будет:

Вероятность того, что к-е ограничение станет действующим, т.е.

рг=р,(01 = <2)\ Рг = Рг(Фк=Ф).

Общие для всего факторного пространства относительный ек и абсолютный gk сравнительные коэффициенты по ограничениям определяются по формулам:

к йк / . к Фк / , к Як ^. „1 ^к Ж»

е1 = 2 ~ ип\ й =0 -в ; -Ф ■

Общая взаимная дисперсия характеристик станка будет:

= 2* -о = Фк-4>

1 "ф-1

где (Э , Ф - общее среднее

- ТЛ" = Хф"

0 = ^-; Ф =—--.

По »ф

Для оценки внешнего баланса также определяются коэффициенты относительного (е1)' и абсолютного балансов:

(е,)= Л; (Ф = Л;

/ ^ I / ' 2

=0'-Л;

Общий внешний дисбаланс характеристик станка оценивается нормой векторов ¿1 и :

V 4=1 Ч ¿=1

Для оценки станка предлагаются два критерия:

- дифференциальный критерий - Л*:

- интегральный критерий - Л.

Дифференциальный критерий Л* основан на том, что хорошим (удовлетворительным) считается станок, у которого отклонения граничных значений показателей производительности по всем ограничениям динамической системы (2к\фк) от граничного значения действующего технологического ограничения (Г1, Г2), находятся в интервале ±/5*, т.е.

л', л'г=р-г2|<^2\ (20)

где 5*, 5,' - средние квадратические отклонения, связанные с зонными вариациями граничных значений О^ и ; I - коэффициент Стьюдента.

Критерии Ак для частных ограничений используются для определения путей совершенствования станка за счет изменения тех ограничений, для которых неравенства (20) не выполняются.

Для общей оценки станка в целом при сравнении вариантов конструкций или станков аналогов используют интегральный критерий Л:

' « (и0-1) ' 2 й (ие-1) '

где ид, Пф - число рассматриваемых ограничений.

На основании критериев Л* устанавливают те границы, которые можно поднять и те, которые можно занизить. Однако, независимое смещение границ оказывается в общем случае невозможным. Например, увеличение мощности двигателя приводит к увеличению момента на валу шпинделя, изменению инерционных характеристик в динамической системе - изменению уровня возмущающих воздействий.

При оптимизации характеристик станка могут быть применены два следующих критерия:

Л - технический критерий оптимизации;

- технико-экономический критерий оптимизации.

Технический критерий оптимизации характеризуется дисперсией характеристик станка относительно граничных значений для внешних ограничений. Этот критерий описывается следующим функционалом:

Ф" г

^ ' 21 у

где V, - средний объем стружки, снимаемый в зоне /;

— средняя площадь обрабатываемой поверхности в зоне г; пд, пф - число ограничений.

Критерий (21) не накладывает никаких ограничений на уровень минимальной производительности. В зависимости от назначения станка или каких-то до-

Л=Х£

/ V / л

вГг^

(21)

полнительных соображений может быть задан минимальный уровень производительности [йпш], тогда технический критерий будет записан в виде:

О- ] '

В шестой главе представлены результаты экспериментальных исследований, основанных на разработанных методах оперативного диагностирования состояния несущей системы станков, методов оценки виброустойчивости и точности в рабочем пространстве токарных, фрезерных, многоцелевых станков с ЧПУ в лабораторных и производственных условиях.

Экспериментальные исследования динамических характеристик в РП выполнялись на двух многооперационных станках с ЧПУ модели МА260Ф4. Варьируемыми факторами были вертикальная координата шпиндельной бабки (ось У); положение стола по осям X и Ъ\ длина Ь и диаметр Э борштанги. Основным параметром АФЧХ, характеризующим потерю устойчивости на станке при резании, является наибольшее отрицательное значение ее действительной части (рис. 8) - отрезок Яет, используемый в модели производительности. Представляет интерес также величина Кус, характеризующая статическую податливость ЭУС и используемая в моделях точности в РП, резонансные частоты /р, и резонансные амплитуды А/ц основных форм колебаний (рис. 8.). Для каждого параметра (В) использовалась регрессионная модель в виде неполно-кубического полинома:

п п п п п п

в = а0 + £ а, и, +ХЕ а,]и,и} + ХХ X ПщЩи^ч /=1 /=1 />/ /=1

(22)

где и - перечисленные факторы.

[1Т. I -1(2Иш1): О 0(7Олм); 1111 х„0 (2411мм); у~ Я (660мм)

[мкм~1 лаЩ

Рис. 8. Пример АФЧХ упругой системы станка МА260Ф4 с плансуппор-том в точке РП с координатами (х=240 мм, у=660 мм) при Ь=215 мм и 0=70 мм

/[Гц]

Более простые модели не обеспечивают адекватности по критерию Фишера (табл. 2). Для расчета коэффициентов регрессии разработана программа НЕСЯ.

Модели динамических характеристик в РП станков МА260Ф4 Таблица 2.

Модель Значения критерия Фишера для параметров АФЧХ ЭУС

Кэус, мкм/даН Re", мкм/даН fv> ГЦ

F F FKp F

Линейная 3,12 1,94 2,38 1,95 85,5 1,95

Степенная 3,09 1,94 3,03 1,95 73,6 1,95

Экспоненциальная 3,43 1,94 2,90 1,95 79,6 1,95

Полиномиальная вида (22) 2,02 2,29 0,78 2,30 16,1 2,30

Модели, полученные в результате исключения незначимых коэффициентов из модели вида (22) 1,45 2,04 0,72 2,02 4,29 2,25

Примечание. Данные получены для станка с плансуппортом при 5%-м уровне значимости; Р - вычисленное значение, Р„п - критическое значение.

Наглядное представление аналитических уравнений регрессии дает трехмерное изображение или изолинии (линии равного уровня) полей характеристик в системе координат интересующих факторов. Примеры графического изображения полей Кус, Ар], и Re] для станков МА260Ф4 показаны на рис. 9.

Регрессионные модели могут быть использованы для оценки запаса виброустойчивости по глубине резания и для оценки абсолютных и относительных деформаций системы станок-приспособление-инструмент-заготовка при резании с выбранными режимами обработки. Для многооперационных станков исследованного типа установлено, что динамическая податливость вдоль оси шпинделя существенно меньше, чем радиальная, поэтому ею можно пренебречь. В этом случае предельная глубина резания

'яр =[0,5/(Re^ax cos a)]{tg<p)l к, где а - угол между силой резания и силой, используемой для нагружения ЭУС; <р - главный угол резца в плане; к — удельная сила резания; Rе™ах - наибольшая из величин Re"'. Запас устойчивости по глубине резания равен tnp/'t, где t-

выбранное в соответствии с режимом значение глубины резания.

Статические деформации УС под действием силы резания в данной точке РП оцениваются по уравнению регрессии для Кус■ Относительные деформации для двух точек РП определяются разностью деформаций.

Закон распределения плотности вероятности использования зон РП предложен Ю.Д. Враговым в виде трапеции, однако для аналитических расчетов удобнее использовать параболический закон распределения (рис. 10).

Рис. 9. Примеры полей для Ар! и КУС станка мод. МА260Ф4 с плансуппортом

Рис. 10. Вероятностные характеристики использования РП

Предлагаемая система интегральных оценок динамического качества станка состоит из следующих показателей: среднее значение параметра -

М[В(Х,У, и £>)] = | ] |\В(Х, V, I, О) ■ <р(Х, V, I, £>) • (IX ■ ЛУ ■ сИ ■ сЮ,

хп.й

дисперсия параметра -

= Щ |[й(У, Ь, /У) - В]2 ■ гр(Х, V, I, В) ■ с!Х ■ с1У■ с!В ■ сВ),

градиенты параметра по координатам факторного пространства -

, _ дВ , в дВ дВ , „ дВ

gradxB = —, %гас!уВ = - , &а<1,В = -, 8гас1йВ = , дл о! 81 дВ

где В -это динамическая податливость Ар„ статическая характеристика КЭус, отрезок Яе"1 или частота/р;.

Экспериментально полученные интегральные оценки по некоторым параметрам для двух станков представлены в табл. 3, откуда видно, что для иссле-

дованных станков интегральные показатели существенно различаются, что обусловлено их различным конструктивным исполнением и назначением.

Интегральные оценки параметров АФЧХ УС станков МА260Ф4. Таблица 3.

Интегральная оценка Значения оценок для параметра

Кэус Яе? Ар, Арз /р. /рз

мкм/даН Гц

Среднее значение 0,95 0,28 -1,25 -0,62 -1,38 0,28 4,19 154 2,31 0,72 108,3 252,2 114,6 123,0

Дисперсия 0,24 0,06 0,76 0,19 0,68 0,14 1,18 0.31 0,29 0,15 12,5 51.8 8,42 7,93

Примечание. Данные в числителе - для станка с плансуппортом, в знаменателе - без плансуппорта.

Практические рекомендации для станков токарной группы отрабатывались на современных станках с ЧПУ моделей ТВ-25У, ТЫЬ-ЮОАЬ, двухшпиндель-ном станке мод. ТА-20ЬВ и др. Для станка ТВ-25У методом импульсного на-гружения были определены частотные характеристики на базовых поверхностях. По программе ^Л^Буна (св-во № 2009612302), разработанной совместно с А.Н. Кочиневым, определялись граничные значения по мощности привода, крутящему моменту на заготовке и виброустойчивости в РП станка применительно к патронно-центровой обработке (рис. 11).

Рис. 11. Ограничения предельной глубины резания в РП станка ТВ-25У по мощности (я), по крутящему моменту (6), по виброустойчивости (в)

Совместное действие ограничений в РП представлено на рис. 12, где разными оттенками выделены действующие в данной точке РП ограничения предельной глубины резания, обозначенные на рис. 12, б цифрами.

а б

Рис. 12. Совместное действие ограничений в РП станка ТВ-25У: а - действующее ограничение (/? - радиус заготовки; Ь - длина заготовки); б - плоское изображение действующих ограничений (кружком показана часть РП в увеличенном масштабе; цифры соответствуют предельной ширине резания)

Для станков мод. ТЫЬ-ЮОАЬ определялись ограничения в РП применительно к патронно-центровой и патронной обработке. Из двух исследованных станков один обеспечивал технологическое назначение, а другой терял устойчивость при точении канавок и растачивании. Диагностика станков методом импульсного нагружения выявила пониженную динамическую жесткость шпиндельного узла «слабого» станка, малое демпфирование и более низкую собственную частоту шпинделя по сравнению с «нормальным» станком (рис. 13). Моделирование шпиндельного узла по программе ЗртБупа показало, что причиной низкой виброустойчивости «слабого» станка является пониженная жесткость в двухрядном роликовом подшипнике передней опоры, связанная с недостаточной регулировкой предварительного натяга. Ограничения по мощности, моменту и виброустойчивости в РП для этих двух станков представлены на рис. 14.

Рис. 13. Экспериментальные АЧХ шпиндельных узлов станков мод. ТЫЫОО-АЬ: 1 - «нормальный» станок; 2-«слабый» станок

Рис. 14. Ограничения в РП станков мод. Т№Л00-АЬ: а - «нормальный» станок; б - «слабый» станок

Белым кружком на рис. 14 выделена точка в РП соответствующая обработке канавок для одинаковых заготовок на разных станках. На рис. 14, а эта точка выходит из зоны ограничений по виброустойчивости (предельная глубина резания. ограничиваемая крутящим моментом, составляет 4,2 мм), а на рис. 14, б эта точка находится в зоне с ограничением по виброустойчивости и составляет 2,7 мм.

ОБЩИЕ НАУЧНЫЕ ВЫВОДЫ И ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ

В работе решена крупная научная проблема, имеющая важное народнохозяйственное значение и состоящая в повышении эффективности станков путем оперативного диагностирования состояния их упругой системы, определения производительности и качества обработки в различных точках рабочего пространства и создания конструкций со сбалансированными характеристиками по мощности, моменту, жесткости и виброустойчивости.

Основные научные выводы и практические результаты заключаются в следующем:

1. Сформулировано понятие о технологическом факторном пространстве металлорежущих станков, частным случаем которого является рабочее пространство. Факторное пространство определяет интервалы варьирования факторов, связанных со станком, приспособлением, инструментом и заготовкой. Каждой точке технологического факторного пространства соответствует набор факторов, предопределяющих динамические характеристики станка, которые совместно с характеристиками резания позволяют определить запас виброустойчивости и величину деформаций при обработке.

2. Введено понятие о неварьируемой и варьируемой подсистемах динамической системы станок-приспособления-инструмент-заготовка. Неварьируемая часть системы включает элементы, остающиеся неизменными при всех возможных условиях обработки на данном станке и названные в работе "базовыми". Для варьируемой подсистемы разработана общая система факторов, которые могут изменяться при выполнении станком различных технологических операций. Разбиение сложной динамической системы на подсистемы позволяет уменьшить трудоемкость расчетно-экспериментальной оценки границ работоспособности при различных условиях эксплуатации станка.

3. Проведен теоретический анализ и получены зависимости, связывающие характеристики варьируемых подсистем с выходными характеристиками динамической системы станка. Эти зависимости описываются матрицами передаточных функций для подсистем и варьируемыми переменными, связанными с координатами рабочего пространства и координатами базовых поверхностей подсистем, что позволяет выполнять динамический расчет сложной модели по частям и определять выходные характеристики в произвольной точке рабочего пространства.

4. Разработана методика расчетно-экспериментального определения частотных характеристик упругих систем станков на базовых поверхностях (базовых характеристик), которая учитывает влияние динамических характеристик испытательной оснастки при относительном нагружении упругой системы вибратором и при абсолютном нагружении динамометрическим молотком, что позволяет многократно использовать базовые характеристики для оценки станков при всем многообразии условий их работы и определять базовые характеристики без сложного и трудоемкого расчета. При этом создаются предпосылки создания информационной базы данных для определения динамических характеристик станков прототипов.

5. Разработано математическое и программное обеспечение для расчета частотных характеристик станка в рабочем пространстве (на основе базовых характеристик) с учетом всего многообразия заготовок, инструмента и используемых для их крепления приспособлений, что позволяет повысить точность пересчета базовых характеристик станка с возможностью использования базовых частотных характеристик из информационной базы данных для станков-прототипов.

6. Предложен и экспериментально проверен ряд методов определения динамической характеристики процесса резания, позволяющих оперативно получать ее на основе частотной характеристики упругой системы и предельной глубины резания. Эти методы позволяют проводить идентификацию параметров модели процесса резания и находить статистические зависимости предельной глубины резания от параметров частотных характеристик упругой системы.

7. Разработано программное обеспечение для экспериментального определения частотных характеристик упругих систем методом импульсного нагру-жения, позволяющее оперативно получать частотные характеристики и диагностировать состояние упругой системы станка. Многократная экспериментальная проверка программ на простых и сложных упругих системах, в лабораторных и производственных условиях, на станках, исследованных другими методами и на современных станках с ЧПУ показала высокую точность и надежность оценки частотных характеристик.

8. Экспериментально показано, что динамические характеристики станков, полученные нагружением вибратором и импульсным нагружением равноценны, т.к. различаются по результатам не более чем на 1-2% по собственным частотам, 5-10% по амплитудным значениям и формам колебаний. Разработаны рекомендации по рациональному применению каждого метода.

9. Экспериментальное исследование динамических характеристик в рабочем пространстве многоцелевых станков (МА260Ф4) методом относительного нагружения электромагнитным бесконтактным вибратором выявило существенное изменение статической и динамической податливости, резонансных частот и, соответственно, виброустойчивости при изменении факторов рабочего пространства, представленных в работе в виде полей характеристик. Так статическая податливость в пределах рабочего пространства изменяется до 4-х раз, резонансные амплитуды первой и второй форм колебаний шпиндельной группы до 10-ти и 4-х раз, а соответствующие им резонансные частоты до 2,2 и 2,1 раза, соответственно. Амплитуды первой и второй форм колебаний оснастки, моделирующей приспособление и заготовку, изменяются в пределах рабочего пространства до 1,8 и 2,0 раза, а соответствующие им частоты до 1,5 и 1,8 раза, соответственно.

Для оценки качества станков с позиций изменения динамических характеристик в рабочем пространстве предложены интегральные показатели - математическое ожидание и дисперсии характеристик с учетом вероятности использования различных зон рабочего пространства, которые позволяют объективно сравнивать станки различной компоновки и конструкции по показателям производительности и точности.

10. Методики экспериментально-расчетного определения границ виброустойчивости в рабочем пространстве внедрены в практику инжиниринговой компании Pride TWL и используются в проектах модернизации промышленных предприятий РФ при их оснащении станками от ряда известных мировых производителей технологического оборудования. Это вертикальный фрезерно-сверлильно-расточной обрабатывающий центр TMV-850, токарный центр с ЧПУ TB-25Y, токарные станки с ЧПУ TNL-100AL, токарный двухшпиндель-ный полуавтомат с ЧПУ TA-20LB и др. Комплекс работ по диагностике состояния упругой системы и оценке точности и производительности в рабочем пространстве этих станков, выполненных с использованием разработанных методик, способствовал повышению на 20-40% эффективности их использования в процессе эксплуатации.

11. Методики экспериментального определения динамических характеристик методом импульсного нагружения, а также методики диагностирования состояния упругой системы станка и его отдельных элементов на основе анализа вибрационных сигналов внедрены в практику ОАО «Савеловский машиностроительный завод» при исследовании и диагностике высокоскоростных фрезерных станков с ЧПУ мод. 6М13-ВС1, МА655-ВС5, ФП17-ВС2М, ВФЗ-ВСЗС, позволившие выявить резервы повышения эффективности станков и выработать рекомендации по улучшению динамических характеристик упругой системы и шпиндельных узлов.

12. Методика, базы данных и программы для моделирования и расчета динамических характеристик в рабочем пространстве применительно к отдельным элементам упругих систем (шпиндельным узлам, валам, балочным конструкциям) внедрены в практику конструирования станков на станкостроительных заводах «Красный Пролетарий», «Стерлитамак-М.Т.Е.», Савеловский ма-

шиностроительный завод и позволяют оценить эффективность тех или иных конструктивных решений, сократить сроки выполнения проектных работ. Эти программы внедрены также на машиностроительных предприятиях «Дальэнер-гомаш», «Пензадизельмаш» при моделировании и расчете динамических характеристик роторных систем, а также в учебный процесс многих технических вузов РФ.

ОСНОВНЫЕ ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Сабиров Ф.С. Экспериментальное исследование изменения динамических характеристик в рабочем пространстве многоцелевых станков. / Динамика станков / Материалы Всесоюзной НТК, Куйбышев, 1980, с. 268-270.

2. Сабиров Ф.С., Кочинев H.A., Бычкова A.B. Повышение эффективности использования многоцелевых станков с ЧПУ на основе информации о характеристиках в рабочем пространстве. / Станки с ПУ в машиностроении и приборостроении / Изд-во Саратовского ун-та. 1982, с. 38-42.

3. Кочинев H.A., Сабиров Ф.С. Оценка динамического качества станка по характеристикам в рабочем пространстве // Станки и инструмент. 1982. № 8, с.12-14.

4. Козочкин М.П., Сабиров Ф.С. Отображение процесса резания в колебаниях упругой системы станка // Известия ВУЗов. Машиностроение. 1982. № 12, с.88-90.

5. Кудинов В.А., Кочинев H.A., Сабиров Ф.С. и др. Разработка методики определения рациональных режимов обработки по показателям точности и виброустойчивости в рабочем пространстве многоинструментальных станков. Отчет ЭНИМС. Гос.рег.№ 78048699, 1979.

6. Кочинев H.A., Шибанов Е.И., Сабиров Ф.С. Экспериментальное исследование связи резонансной податливости упругой системы токарных станков с "предельной стружкой" // Известия ВУЗов. Машиностроение. 1978. №4, с. 162167.

7. Сабиров Ф.С. Повышение характеристик электромагнитных бесконтактных вибраторов для испытания металлорежущих станков. ЭИ НИИМАШ, №4, 1979, с.22-26.

8. Сабиров Ф.С., Кочинев H.A. Определение рациональных режимов обработки в рабочем пространстве многоцелевых станков. ГОСИНТИ, ИЛ № 8081, 1980.

9. Сабиров Ф.С. Исследование динамических процессов в металлорежущих станках на малых ЭВМ. / Динамика станков / Материалы Всесоюзной НТК, Куйбышев, 1984, с. 163-164.

10. Шибанов Е.И., Кочинев H.A., Сабиров Ф.С. Динамические характеристики шпиндельных узлов токарных станков с различными опорами качения. ЭИ НИИМАШ, 1978. № 11, с. 24-28.

11. Сабиров Ф.С. Исследование полей динамических характеристик многоцелевых станков. ВИНИТИ, "Деп. Рук.", Ks 2,1980, 72 с.

12. Сабиров Ф.С., Шестернинов A.B. Сравнение методов определения динамических характеристик, используемых для диагностики станков / Техническая диагностика станков и машин / Материалы краевой НТК, Хабаровск, 1982, с. 22-25.

13. Сабиров Ф.С., Колесник О.П., Давыдов М.Ю., Евдокимов Ю.Е. Бесконтактное измерение вибраций в металлорежущих станках. / Автоматизация проектирования и управление качеством / Сборник трудов. МИЭМ, М., 1983, с. 74-75.

14. Металлорежущие станки: Учебник для втузов / Под ред. В.Э. Пуша / Пуш В.Э., Сабиров Ф.С. и др. - М.: Машиностроение, 1985. 256 с.

15. Хомяков B.C., Сабиров Ф.С., Крекотень A.A., Добридень JI.B. Использование колебаний станка на холостом ходу для диагностики точности обработки. / Применение робототехнических комплексов и гибких автоматизированных систем на предприятиях Хабаровского края / Сборник докладов краевой НТК, Хабаровск, 1986, с. 15-16.

16. Типовая система технического обслуживания и ремонта метало- и деревообрабатывающего оборудования / Под ред. В.И.Клягина, Ф.С.Сабирова / Минстанкопром СССР, ЭНИМС. -М.: Машиностроение, 1988. 672 с.

17. Кочинев H.A., Сабиров Ф.С., Савинов Ю.И. Определение баланса упругих перемещений несущей системы станков квазистатическим методом // Станки и инструмент. 1991, № 6, с. 16-18.

18. Станочное оборудование автоматизированного производства. Т.1 / Под ред. В.В. Бушуева / Учебник для вузов / Бушуев В.В., Сабиров Ф.С. и др. - М.: Изд-во "Станкин", 1993. 584 с.

19. Станочное оборудование автоматизированного производства. Т.2 / Под ред. В.В. Бушуева / Учебник для вузов / Бушуев В.В., Сабиров Ф.С. и др. - М.: Изд-во "Станкин", 1994. 656 с.

20. Кочинев H.A., Сабиров Ф.С. Квазистатический метод измерения баланса упругих перемещений несущей системы станков // Измерительная техника. 2006, № 6, с. 32-35.

21.Козочкин М.П., Кочинев H.A., Сабиров Ф.С. Диагностика и мониторинг сложных технологических процессов с помощью измерения виброакустических сигналов // Измерительная техника. 2006, № 7, с. 30-34.

22. Козочкин М.П., Сабиров Ф.С. Виброакустический сигнал как информация о состоянии инструмента и заготовок в автоматизированных производствах / Труды международной НТК «Информационные средства и технологии». В 3-х томах. Т. 3. -М.: МЭИ, 2007, с. 136-140.

23. Сабиров Ф.С. Моделирование динамических характеристик в рабочем пространстве металлорежущих станков. / Научные исследования, наносистемы и ресурсосберегающие технологии в стройиндустрии: Сборник докладов Меж-дунар. науч.-практич. конф. - Белгород: Изд-во БГТУ, 2007. 4.6, с. 127-131.

24. Сабиров Ф.С. Построение моделей динамических систем станков по результатам испытаний / Х-я науч.конф. МГТУ «Станкин» и «УНЦ матем. мо-делир. МГТУ «Станкин» - ИММ РАН». М. 2007, с. 222-226.

25. Козочкин М.П., Сабиров Ф.С. Оценка состояния заготовок в автоматизированном производстве виброакустическими методами // Вестник РУДН. Серия инженерные исследования (технич. науки), 2008 г., № 2, с. 56-61.

26. Козочкин М.П., Сабиров Ф.С. Оперативная диагностика в металлообработке / Диагностирование и контроль технологических систем в машиностроении: сб. материалов / сост. и ред. А.Р.Маслов. М.: МГТУ «Станкин», 2008, с. 162-170.

27. Сабиров Ф.С., Кочинев H.A. Моделирование динамических характеристик станков в рабочем пространстве / Проблемы качества машин и их конкурентоспособности: материалы 6-й Междунар. НТК. Брянск, 2008, с. 487-488.

28. Сабиров Ф.С. Испытания и эксплуатация металлорежущего оборудования: учебное пособие/ Ф.С. Сабиров, Е.И. Шибанов. Тверь: ТГТУ, 2008. 80 с.

29. Сабиров Ф.С., Суслов Д.Н. Моделирование и расчет динамических характеристик шпиндельных узлов станков / Материалы ХХ-й международной НТК по современным проблемам машиноведения. ИМАШ РАН. М. 2008.

30. Хомяков B.C., Сабиров Ф.С., Толстов K.M. Испытание, исследование, ремонт и модернизация станков: учебное пособие. М.: МГТУ «Станкин», 2008, ч. 1 и ч. 2 - 86 с.

31. Козочкин М.П., Сабиров Ф.С. Оценка состояния заготовок виброакустическими методами // СТИН. № 6, 2008, с. 31-34.

32. Хомяков B.C., Кочинев H.A., Сабиров Ф.С Моделирование и расчет динамических характеристик шпиндельных узлов // "Вестник УГАТУ". Т12, 2(30), 2009, с. 76-82.

33. Козочкин М.П., Сабиров Ф.С., Попиков А.Н. Виброакустическая диагностика при твердом точении // Вестник МГТУ «Станкин». 2009, № 1(5), с. 23-29.

34. Хомяков B.C., Кочинев H.A., Сабиров Ф.С. Экспериментальное и расчетное исследование динамических характеристик шпиндельных узлов // СТИН. № 3,2009, с. 5-9.

35. Козочкин М.П., Сабиров Ф.С. Аттракторы при резании и перспективы их использования в диагностике // Измерительная техника. 2009, № 2, с. 37-41.

36. Кочинев H.A., Сабиров Ф.С. Измерение динамических характеристик станков методом импульсного нагружения // Измерительная техника. 2009, №6, с. 39-41.

37. Козочкин М.П., Сабиров Ф.С. Виброакустическая диагностика шпиндельных узлов // СТИН, № 5, 2009, с. 8-12.

38. Сабиров Ф.С., Кочинев H.A., Козочкин М.П., Хомяков B.C., Суслов Д.Н., Сенькина В.В. Диагностика, моделирование и расчет шпиндельных узлов станков // «Комплект: ИТО». 2009, № 3, с. 52-54.

39. Козочкин М.П., Сабиров Ф.С., Попиков А.Н. Исследование процесса твердого точения // "Вестник УГАТУ". Т. 12,4(33), 2009, с. 24-30.

40. Kochinev N.A., Sabirov F.S., Savinov Yu.I. Determination of Balance of Elastic Displacements of the Suspension System of a Machine Tool by the Quasistat-ic Method.// Soviet Engineering Research. Allerton Press, inc., Vol. 11, No 6, 1991, p. 128-130.

41. Kochinev N.A., Sabirov F.S. Quasi-static Method of Measuring the Balance of Elastic Displacements of the Supporting System of Machine Tools.// Measurement Techniques, Springer New York. Vol. 49, No 6,2006, p. 572-578.

42. Kozochkin M.P., Kochinev N.A., Sabirov F.S. Diagnostics and monitoring of complex production processes using measurement of vibration-acoustic signals // Measurement Techniques, Springer New York.Vol. 49, No 7,2006, p. 672-678.

43. Kozochkin M.P., Sabirov F.S. Vibroacoustic Estimation of the State of Blanks // Russian Engineering Research. Vol. 28, No 9, 2008, p. 918-920.

44. Kozochkin M.P., Sabirov F.S. Attractors in Cutting and their Future use in Diagnostics // Measurement Techniques, Springer New York. Vol. 52, No 2,2009, p. 166-171.

45. Кудинов В.А., Сабиров Ф.С. и др. Устройство для исследования динамических характеристик металлорежущего станка. // А.С. СССР № 634145. G01M15/00; G06G7/48. БИОТЗ № 43, 1978.

46. Сабиров Ф.С., Козочкин М.П., Гучук В.В. Способ определения работоспособности режущего инструмента. // А.С. СССР № 842418. G01H1/08. БИОТЗ №24, 1981.

47. Сабиров Ф.С., Козочкин М.П. и др. Резец. // А.С. СССР № 1342604. БИОТЗ № 37,1987.

48. Кочинев Н.А., Сабиров Ф.С., Хомяков B.C. Программный комплекс для моделирования и расчета шпиндельных узлов станков SpinDyna // Св-во госрегистрации программы для ЭВМ № 2009611613. ОБПБТ № 2 (67), 2009.

49. Кочинев Н.А., Сабиров Ф.С. Программный комплекс для расчета динамических характеристик в рабочем пространстве станков WSDyna // Св-во о госрегистрации программы для ЭВМ № 2009612302. ОБПБТ № 3 (68), 2009.

50. Кочинев Н.А., Сабиров Ф.С., Козочкин М.П. Программный комплекс сбора, обработки и анализа вибрационных сигналов nkRecorder // Св-во о госрегистрации программы для ЭВМ № 2009613214. ОБПБТ № 4 (69), 2009.

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Сабиров Фан Сагирович

Повышение эффективности станков на основе их диагностирования и определения виброустойчивости в рабочем пространстве

Подписано в печать 19.10.09. Формат 60x80 1/16. Бумага 80 г. Усл. печ. л. 2,5. Тираж 80 экз. Заказ 275.

Отпечатано в издательском центре

ГОУ ВПО Московский государственный технологический университет «СТАНКИН» 127055, Москва, Вадковский пер. 3-а. Тел. 8 (499) 973-31-93

Условные обозначения и сокращения.

Введение.

Глава 1. Состояние вопроса. Цели и задачи исследования.

1.1. Влияние различных факторов динамической системы станка на точность и производительность обработки.

1.2. Представления о рабочем пространстве станка.

1.3. Описание состояния рабочего пространства станка.

1.4. Моделирование сложной динамической системы по частям.

1.5. Обоснование выбранного направления работы и постановка задачи исследования.

Глава 2. Разработка моделей производительности и точности в рабочем пространстве станков.

2.1. Анализ использования рабочего пространства станка.

2.1.1. Зонное представление рабочего пространства.

2.1.2. Конструирование представительных деталей-образцов для испытаний.

2.2. Анализ показателей производительности металлорежущего станка.

2.3. Анализ ограничений производительности.

2.4. Модели производительности в рабочем пространстве.

2.5. Понятие внутренних и внешних ограничений производительности.

2.6. Модели для ограничений производительности и точности.

2.7. Планирование испытаний для построения эмпирических моделей.

2.8. Определение граничных значений показателей производительности.

2.9. Расчетно-экспериментальные модели для ограничений в динамической системе станка.

2.9.1. Модели ограничений для мощности и нагрузок.

2.9.2. Модели для ограничений по точности обработки.

2.9.3. Модели для ограничений по волнистости и шероховатости поверхности.

2.9.3.1. Образование микрорельефа поверхности.

2.9.3.2. Образование микрорельефа поверхности при точении

2.9.3.3. Образование микрорельефа поверхности при торцевом фрезеровании.

2.10. Выводы.

Глава 3. Разработка и исследование динамических моделей упругой системы станка в рабочем пространстве.

3.1. Модели, учитывающие изменение характеристик упругой системы станка в рабочем пространстве.

3.1.1. Изменение жесткости в рабочем пространстве станка

3.1.2. Изменение динамических характеристик в рабочем пространстве станка.

3.2. Методы определения частотных характеристик упругой системы в произвольной точке рабочего пространства.

3.3. Методы экспериментального определения базовых частотных характеристик.

3.3.1. Определение базовых частотных характеристик при абсолютном нагружении основной системы.

3.3.2. Определение базовых частотных характеристик при относительном нагружении упругой системы. 119'

3.4. Построение динамических моделей упругих систем станков по результатам испытаний.

3.4.1. Определение структуры модели упругой системы.

3.4.2. Идентификация упругих связей в динамической модели

3.4.2.1. Цепные многомассовые системы.

3.4.2.2. Плоские системы.

3.4.2.3. Системы с распределенными параметрами.

3.4.2.4. Задание демпфирования.

3.5. Модели вынужденных колебаний в рабочем пространстве.

3.5.1. Исследование колебаний холостого хода в рабочем пространстве.

3.5.2. Вынужденные колебания при резании.

3.5.3. Метод косвенных измерений колебаний в зоне резания

3.6. Экспериментальные исследования колебаний холостого хода

3.7. Выводы.

Глава 4. Идентификация динамической характеристики процесса резания

4.1. Методы определение частотной характеристики процесса резания.

4.2. Определение регрессионных моделей связи частотной характеристики упругой системы с устойчивостью при резании

4.3. Характеристика силы резания по площади среза.

4.4. Выводы.

Глава 5. Анализ ограничений и критерии оптимизации характеристик станков.

5.1. Оценка производительности станка.

5.2. Анализ ограничений производительности.

5.2.1. Зонный анализ ограничений.

5.2.2. Понятие условных технологических ограничений.

5.2.3. Взаимный анализ ограничений внутри зон.

5.2.4. Межзональный анализ ограничений.

5.3. Критерии оценки характеристик станка и установление путей совершенствования станка.

5.4. Критерии оптимизации характеристик станка.

5.5. Выводы.

Глава 6. Результаты исследований, направленных на диагностику и повышение эффективности использования станков.

6.1. Экспериментальное исследование динамических характеристик в рабочем пространстве многоцелевых станков.

6.2. Диагностирование состояния и определение виброустойчивости в рабочем пространстве токарных станков.

6.3. Диагностика и прогнозирование виброустойчивости фрезерных станков.

6.4. Выводы.

Общие выводы

В работе решена крупная научная проблема, имеющая важное народнохозяйственное значение и состоящая в повышении эффективности станков путем оперативного диагностирования состояния их упругой системы, определения производительности и качества обработки в различных точках рабочего пространства и создания конструкций со сбалансированными характеристиками по мощности, моменту, жесткости и виброустойчивости.

Основные научные выводы и практические результаты заключаются в следующем:

1. Сформулировано понятие о технологическом факторном пространстве металлорежущих станков, частным случаем которого является рабочее пространство. Факторное пространство определяет интервалы варьирования факторов, связанных со станком, приспособлением, инструментом и заготовкой. Каждой точке технологического факторного пространства соответствует набор факторов, предопределяющих динамические характеристики станка, которые совместно с характеристиками резания позволяют определить запас виброустойчивости и величину деформаций при обработке.

2. Введено понятие о неварьируемой и варьируемой подсистемах динамической системы станок-приспособления-инструмент-заготовка. Неварьируемая часть системы включает элементы, остающиеся неизменными при всех возможных условиях обработки на данном станке и названные в работе "базовыми". Для варьируемой подсистемы разработана общая система факторов, которые могут изменяться при выполнении станком различных технологических операций. Разбиение сложной динамической» системы на подсистемы позволяет уменьшить трудоемкость расчетно-экспериментальной оценки границ работоспособности при различных условиях эксплуатации станка.

3. Проведен теоретический анализ и получены зависимости, связывающие характеристики варьируемых подсистем с выходными характеристиками динамической системы станка. Эти зависимости описываются матрицами передаточных функций для подсистем и варьируемыми переменными, связанными с координатами рабочего пространства и координатами базовых поверхностей подсистем, что позволяет выполнять динамический расчет сложной модели по частям и определять выходные характеристики в произвольной точке рабочего пространства.

4. Разработана методика расчетно-экспериментального определения частотных характеристик упругих систем станков на базовых поверхностях (базовых характеристик), которая учитывает влияние динамических характеристик испытательной оснастки при относительном нагружении упругой системы вибратором и при абсолютном нагружении динамометрическим молотком, что позволяет многократно использовать базовые характеристики для оценки станков при всем многообразии условий их работы и определять базовые характеристики без сложного и трудоемкого расчета. При этом создаются предпосылки создания информационной базы данных для определения динамических характеристик станков прототипов.

5. Разработано математическое и программное обеспечение для расчета частотных характеристик станка в рабочем пространстве (на основе базовых характеристик) с учетом всего многообразия заготовок, инструмента и используемых для их крепления приспособлений, что позволяет повысить точность пересчета базовых характеристик станка с возможностью использования базовых частотных характеристик из информационной базы данных для станков-прототипов.

6. Предложен и экспериментально проверен ряд методов определения динамической характеристики процесса, резания, позволяющих оперативно получать ее на основе частотной характеристики упругой системы, и предельной глубины резания. Эти методы позволяют проводить идентификацию параметров модели процесса резания и находить статистические зависимости предельной глубины резания от параметров частотных характеристик упругой системы.

7. Разработано программное обеспечение для экспериментального определения частотных характеристик упругих систем методом импульсного нагружения, позволяющее оперативно получать частотные характеристики и диагностировать состояние упругой системы станка. Многократная экспериментальная проверка программ на простых и сложных упругих системах, в лабораторных и производственных условиях, на станках, исследованных другими методами и на современных станках с ЧПУ показала высокую точность и надежность оценки частотных характеристик.

8. Экспериментально показано, что динамические характеристики станков, полученные нагружением вибратором и импульсным нагружением равноценны, т.к. различаются по результатам не более чем на 1-2% по собственным частотам, 5-10% по амплитудным значениям и формам колебаний. Разработаны рекомендации по рациональному применению каждого метода.

9. Экспериментальное исследование динамических характеристик в рабочем пространстве многоцелевых станков (МА260Ф4) методом относительного нагружения электромагнитным бесконтактным вибратором выявило существенное изменение статической и динамической податливости, резонансных частот и, соответственно, виброустойчивости при изменении факторов рабочего пространства, представленных в работе в виде полей характеристик. Так статическая податливость в пределах рабочего пространства изменяется до 4-х раз, резонансные амплитуды первой и второй форм, колебаний шпиндельной: группь1 до 10-ти и 4-х раз, а соответствующие им резонансные частоты до 2,2 и 2,1 раза, соответственно. Амплитуды первой и второй форм колебаний оснастки, моделирующей приспособление и заготовку, изменяются в пределах рабочего пространства до 1,8 и 2,0 раза, а соответствующие им частоты до 1,5 и 1,8 раза, соответственно.

Для оценки качества станков с позиций изменения динамических характеристик в рабочем пространстве предложены интегральные показатели -математическое ожидание и дисперсии характеристик с учетом вероятности использования различных зон рабочего пространства, которые позволяют объективно сравнивать станки различной компоновки и конструкции по показателям производительности и точности.

10. Методики экспериментально-расчетного определения границ виброустойчивости в рабочем пространстве внедрены в практику инжиниринговой компании Pride TWL и используются в проектах модернизации промышленных предприятий РФ при их оснащении станками от ряда известных мировых производителей технологического оборудования. Это вертикальный фрезерно-сверлильно-расточной обрабатывающий центр TMV-850, токарный центр с ЧПУ TB-25Y, токарные станки с ЧПУ TNL-100AL, токарный двухшпиндельный полуавтомат с ЧПУ TA-20LB и др. Комплекс работ по диагностике состояния упругой системы и оценке точности и производительности в рабочем пространстве этих станков, выполненных с использованием разработанных методик, способствовал повышению на 20-40% эффективности их использования в процессе эксплуатации.

11. Методики экспериментального определения динамических характеристик методом импульсного нагружения, а также методики диагностирования состояния упругой системы станка и его отдельных элементов на основе анализа вибрационных сигналов внедрены в практику ОАО «Савеловский машиностроительный завод» при исследовании и диагностике высокоскоростных фрезерных станков с ЧПУ мод. 6М13-ВС1, МА655-ВС5; ФП17-ВС2М, ВФЗ-ВСЗС, позволившие выявить резервы повышения эффективности станков и выработать рекомендации по улучшению динамических характеристик упругой системы и шпиндельных узлов.

12. Методика, базы данных и программы для моделирования и расчета динамических характеристик в рабочем пространстве применительно к отдельным элементам упругих систем (шпиндельным узлам, валам, балочным конструкциям) внедрены в практику конструирования станков на станкостроительных заводах «Красный Пролетарий», «Стерлитамак-М.Т.Е.», Савеловский машиностроительный завод и позволяют оценить эффективность тех или иных конструктивных решений, сократить сроки выполнения проектных работ. Эти программы внедрены также на машиностроительных предприятиях «Дальэнергомаш», «Пензадизельмаш» при моделировании и расчете динамических характеристик роторных систем, а также в учебный процесс многих технических вузов РФ.

1. Автоматические станочные системы / В.Э. Пуш, Р. Пигерт, B.J1. Сосонкин; Под ред. В.Э. Пуша.- М.: Машиностроение, 1982.-319 с.

2. Автоматизированный комплекс КИМА-01 для испытаний и исследований станков с ЧПУ // Станки и инструмент.- 1987.- № 3.- С. 7-9.

3. Автоматизированные динамические испытания станков: Методические рекомендации / М.: ЭНИМС, 1990. 48 с.

4. Аверьянов О.И. Научные основы формирования технических характеристик и компоновочных решений многооперационных станков. Диссертация . доктора технических наук. Москва, 1983. — 246 с.

5. Аверьянов О.И. Модульный принцип построения станков с ЧПУ. М.: Машиностроение, 1987.— 232 с.

6. Аверьянов О.И., Воронов A.JL, Гелыптейн Я.М. Автоматизированное проектирование компоновок многооперационных станков.// Станки и инструмент. 1982. № 8. - С. 6-7.

7. Агаркова H.H. Динамические исследования шпиндельных устройств горизонтально-расточных станков. Диссертация . к.т.н. Москва, 1979. 134 с.

8. Агафонов В.В. Повышение качества обрабатываемых деталей на основе прогнозирования распределения жесткости в рабочей зоне станка. Диссертация . доктора технических наук. Брянск, 2006.

9. Атапин В.Г. Расчет жесткости базовых деталей тяжелых столов с учетом жесткости обрабатываемой детали.// Вестник машиностроения. 2008. № 5. - С. 50-52.

10. Афонин B.JL, Подзоров П.В., Слепцов В.В. Обрабатывающее оборудование на основе механизмов параллельной структуры. Учебное пособие: М: Из-во МГТУ СТАНКИН, Янус-К, 2006. 452'с.

11. Базров Б.М. Модульная технология в машиностроении.- М.: Машиностроение, 2001. 368 с.

12. Базров Б.М. Основы технологии машиностроения: Учебник для вузов.-М.: Машиностроение, 2005. 736 с.

13. Бендат Дж., Пирсол А. Применение корреляционного и спектрального анализа: Пер. с англ. М.: Мир, 1983, 312 с.

14. Б езъязычный В.Ф. Моделирование формообразования поверхности детали при переменных условиях обработки / В.Ф. Безъязычный, Н.С. Рыкунов, В.В. Митрохин // Динамика технологических систем. Сб. трудов VII международной НТК. Саратов, 2004. С.41-45.

15. Бедняшин А.Е. Способы повышения точности вращения шпинделей на опорах качения // СТИН.-2001, № 4. С. 14-16.

16. Бидерман B.JI. Теория механических колебаний: Учебник для вузов. -М.: Высшая школа, 1980. — 40 с.

17. Бжозовский Б.М., Мартынов В.В. Управление станочными комплексами. Саратов: Из-во Саратовского гос.техн.ун-та, 2004. — 44 с.

18. Бжозовский Б.М., Мартынов В.В. Динамический мониторинг и оптимизация процессов механической обработки. // СТИН. 2002, №1. С. 3-7.

19. Бжозовский Б.М., Мартынов В.В., Карпов А.Н. Исследование преобразующих свойств динамических систем металлорежущих станков методом математического моделирования // Информационные технологии в проектировании и производстве. 1997, № 3. - С. 46-50.

20. Бобрик Л.П., Аверьянов О.И. Анализ компоновок станков, построен-ных по модульному принципу.// Станки и инструмент. 1982. № 6. С. 6-8.

21. Бродский В.З. Многофакторные регулярные планы. М.: Изд-во МГУ, 1972.-217 с.

22. Бушуев В.В. Основы конструирования станков. М.: Из-во "Станкин", 1992.-520 с.

23. Бушуев В.В. Жесткость станков // СТИН.- 1996, №8. С. 26-32.

24. Бычкова A.B. Разработка методики расчетно-экспериментального определения динамических характеристик несущих систем в рабочем пространстве станков: Диссертация . кандидата технических наук. Москва, 1982. — 131 с.

25. Вайнштейн И.В., Серков H.A., Сироткин P.O., Мерзляков A.A. Экспериментальное исследование жесткости пятикоординатного станка спараллельной кинематикой // СТИН. 2009. № 1. - С. 6-11.

26. Васильев B.C. Оценка производительности и надежности автоматизированного оборудования // Станки и инструмент. 1983. № 10. - С. 7-9.

27. Васильев B.C. Оценка производительности металлорежущего оборудования. // Станки и инструмент, 1985, № 10. С. 14-16.

28. Врагов Ю .Д. Анализ к омпоновок металлорежущих станков: (Основы компонетики). — М.: Машиностроение, 1978. — 208 с.

29. Врагов Ю.Д., Аверьянов О.И., Пронякин В.М. Анализ формы координатного пространства расточных, фрезерных и многооперационных станков с ЧПУ // Станки и инструмент. 1978. №1, с. 8-9

30. Гречишников В.А., Колесов К.Н. Использование компьютерных математических систем в инструментальном производстве // Вестник МГТУ «Станкин». М.: МГТУ «Станкин». 2008. №4 (4), с. 11-15.

31. Городецкий Ю.И. Анализ и синтез динамического качества фрезер-ных станков. Диссертация . доктора технических наук. Москва, 1986. — 462 с.

32. Городецкий Ю.И. Фундаментальные проблемы нелинейной динамики станков // Динамика технологических систем. Сб. трудов VII международной НТК. Саратов, 2004. С. 72-80.

33. Детали и механизмы металлорежущих станков // В 2-х т. Под общ. ред. Д.Н. Решетова. т. 1. М.: Машиностроение, 1972. -664 с.

34. Диагностика, испытания и ремонт станочного оборудования / Под ред. В.О. Трилисского. Пенза: Из-во Пензенского гос. ун-та, 1998. 374 с.

35. Еремин A.B. Влияние компоновки на динамическое качество токарных станков. Диссертация . канд. технич. наук. Москва, 1984. 107 с.

36. Еремин A.B., Чеканин A.B. Расчет жесткости несущих систем станков наоснове суперэлементного подхода//Станки и инструмент. 1991. № 6. С. 12-16.

37. Жукаускас А.Ч. Повышение точности многоцелевых станков со сменными шпиндельными головками. Диссертация . к.т.н. Москва, 1992. 130с.

38. Заковоротный B.JL, Флек М.Б. Динамика процесса резания. Синергетический подход. Ростов-на-Дону: «Терра». 2006. — 876с.

39. Заковоротный B.JL, Бордачев Е.В. Прогнозирование и диагностика качества обрабатываемой детали на токарных станках с ЧПУ // Известия ВУЗов. Машиностроение. 1996, №1-3.

40. Зверев И.А., Самохвалов Е.И., Левина З.М. Автоматизированные расчеты шпиндельных узлов // Станки и инструмент. 1984. №2. с. 11-15.

41. Зверев C.B. Использование информации о колебаниях металлорежущих станков в системах адаптивного управления. Диссертация . кандидата технических наук. Москва, 1976. — 100 с.

42. Ивахненко А.Г. Обеспечение качества шпиндельных узлов на опорах качения посредством вибродиагностики предэксплуатационного состояния. Диссертация . кандидата технических наук. Хабаровск, 1991.

43. Ивович В.А. Переходные матрицы в динамике упругих систем. М.: Машиностроение, 1969. 200 с.

44. Кабалдин Ю.Г., Серый C.B. Нейросетевое моделирование динамики технологических систем механообработки // Динамика технологических систем. Сб. трудов VII международной НТК. Саратов, 2004. С. 179-182.

45. Кабалдин Ю.Г. Самоорганизующиеся процессы в технологических системах обработки резанием // Владивосток: Дальнаука, 1998. 295 с.

46. Калинкин В.И. Сравнительное исследование динамических характеристик несущих систем тяжелых одностоечных и двухстоечньтх карусельных станков. Диссертация . кандидата'технических наук. Москва, 1982.

47. Каминская В'.В. Автоматизированный расчет несущих систем металлорежущих станков: Методические рекомендации / В.В.Каминская, Э.Ф.Кушнир // М.: ЭНИМС, 1990.- 58 с.

48. Камышев А.И. Метод анализа и синтеза динамических характеристикупругих систем станков / Исследование динамики технологического оборудования и инструмента./ Сб.научн.трудов РУДН. М.: 1982, с.92-96.

49. Качество машин: Справочник в 2-х т. Т.1 /А.Г. Суслов, Э.Д. Браун, H.A. Виткевич и др. / Под общ. ред. А.Г. Суслова. М.: Машино-ние, 1995.-256 с.

50. Качество машин: Справочник в 2-х т. Т.2 / А.Г. Суслов, Ю.В. Гуляев и др. / Под общ. ред. А.Г. Суслова. М.: Машиностроение, 1995. 432 с.

51. Кирилин Ю.В. Совершенствование несущих систем фрезерных станков на основе их моделирования и расчета динамических характеристик. Диссертация . доктора технических наук. Ульяновск, 2006. — 343 с.

52. Козочкин М.П., Сабиров Ф.С. Отображение процесса резания в колебаниях упругой системы станка // Известия ВУЗов. Машиностроение. 1982. № 12, с. 88-90.

53. Козочкин М.П., Кочинев H.A., Сабиров Ф.С. Диагностика и мониторинг сложных технологических процессов с помощью измерения виброакустических сигналов // Измерительная техника. 2006. №7, с.30-34.

54. Козочкин М.П., Сабиров Ф.С. Методы и средства виброакустического контроля и управления процессом резания. / Физическая оптимизация, управление и контроль процессов обработки резанием / Тезисы докладов Уральской зональной НТК, Уфа, 1991, с. 72-74.

55. Козочкин М.П., Сабиров Ф.С. Виброакустический сигнал как информация о состоянии инструмента и заготовок в автоматизированных производствах / Труды Международной НТК «Информационные средства и технологии». В 3-х томах. Т. 3. М.: МЭИ, 2007. - С. 136-140.

56. Козочкин М.П., Сабиров Ф.С. Оценка состояния заготовок виброакустическими методами. // СТИН, 2008, №6. С. 31-34.

57. Козочкин М.П., Сабиров Ф:С., Щеглов A.A. Моделирование несущихсистем машин с целью улучшения их виброакустических характеристик. / Материалы XI научн. конф. «Математическое моделирование и информатика» МГТУ «Станку» и ИММ РАН. М. 2008, с.204-207.

58. Козочкин М.П., Сабиров Ф.С. Аттракторы при резании и перспективы их использования в диагностике // Измерительная техника. 2009, № 2, с. 37-41.

59. Козочкин М.П., Сабиров Ф.С. Оперативная диагностика в металлообработке // Информационно-аналитический журнал «Комплект: Инструмент, Технология, Оборудование». 2008. № 8. - С. 48-50.

60. Корн Г., Корн Т. Справочник по математике для научных работников и инженеров. М.: Наука, 1984. 832 с.

61. Кочинёв H.A. Оценка динамических характеристик станков при испытаниях // Станки и инструмент. 1986. №1.- С. 10-12.

62. Кочинев H.A. Экспериментальное определение форм колебаний станковiметодом импульсного возбуждения // Станки и инструмент. 1987. № 6. С. 6-8.

63. Кочинев H.A., Жиганов В.И. Ограничения производительности резания на токарном станке. // Станки и инструмент. 1986. -№7. с. 27-28.

64. Кочинев H.A., Шибанов Е.И., Сабиров Ф.С., Савинов Ю.И., Мамакаев P.M. Статистическое исследование связи жесткости и виброустойчивости токарных станков. ЭИ НИИМАШ, № 9, 1976, с. 1-4.

65. Кочинев H.A., Шибанов Е.И., Сабиров Ф.С. Экспериментальное исследование связи резонансной податливости упругой системы токарных станков с "предельной стружкой" // Известия ВУЗов. Машиностроение. 1978. -№4.-С. 162-167.

66. Кривошеин A.JI. Экспериментальное исследование и разработка методовiидентификации динамики процесса резания. Диссертация . кандидата технических наук. Томск, 1979.

67. Крушатин Е.В. Исследование колебаний несущих систем тяжелых карусельных станков и разработка мероприятий по повышению их динамического качества. Диссертация . канд. техн. наук. Москва, 1979.

68. Кудинов В.А. Природа автоколебаний при трении.- В кн.: Исследование колебаний металлорежущих станков при резании металлов,- М.: Машгиз, 1958. -с. 251-273.

69. Кудинов В.А. Динамика станков. М.: Машиностроение, 1967. — 360с.

70. Кудинов В.А. Колебания^ в станках.- В кн.: Вибрации в технике:j

71. Справочник. М:: Машиностроение, 1980, т.З, с.118-130.

72. Кудинов В.А. Динамические расчеты станков (основные положения) // СТИН. 1995, №8.- С. 3-13.

73. Кудинов В.А., Миков И.Н., Айзенштат Л.И., Егоров Е.А.

74. Полуавтоматическая установка для динамического исследования металлорежущих станков // Станки и инструмент. 1971. №2.

75. Кудинов В.А., Кочинев H.A., Сабиров Ф.С. и др. Разработка методики определения рациональных режимов обработки по показателям точности и виброустойчивости в рабочем пространстве многоинструменталь-ных станков. Отчет ЭНИМС. № ГР 78048699, 1979.

76. Кудинов В.А., Кочинев H.A., Бычкова A.B. Расчетно-эксперименталь-ный метод определения динамических характеристик в рабочем пространстве станка / Исследование динамики технологического оборудования и инструмента / Сб.научн.трудов РУДН. М.: 1982.

77. Курдгелия Э.А. Расчетные и экспериментальные исследования динамических характеристик многошпиндельных горизонтальных токарных автоматов. Диссертация . кандидата технических наук. Москва, 1980. 126 с.

78. Кучма JI.K. Жесткость и виброустойчивость крупных токарных станков. М.: Машгиз, 1957.

79. Кушнир Э.Ф., Кузнецов С.Д., Ривкин В.А. Автоматизированный комплекс для динамических исследований станков в цеховых условиях // Станки и инструмент.- 1988.- № 7.- С. 14-15.

80. Лазарев Г.С. Устойчивость процесса резания металлов. — М.: Высшая школа, 1972.

81. Левин А.И. Принципы автоматизированного проектирования металлорежущих станков // Автоматизация расчетов и проектирования металлорежущих станков: Сб. научн. трудов.- М.: ЭНИМС, 1988. С. 3-12.

82. Левина З.М. Решетов Д.Н. Контактная жесткость машин. — М.: Машиностроение, 1971. — 264 с.

83. Металлорежущие станки: Учебник для втузов / Под ред. В.Э. Пуша. — М.: Машиностроение, 1986.- 256 с.

84. Методика испытаний токарных станков средних размеров общего назначения на виброустойчивость при резании. ОНТИ. ЭНИМС. М., 1961, 44 с.

85. Молчанов Г.Н. Повышение эффективности обработки на станках с ЧПУ.- M.: Машиностроение, 1979. 204 с.

86. Нашиф А., Джоунс Д., Хендерсон Дж. Демпфирование колебаний: Пер. с англ. М.: Мир, 1988. - 448 с.

87. Общемашиностроительные нормативы режимов резания резцами с механическим креплением многогранных твердосплавных пластин. Обработка на станках с ЧПУ (временные). Серийное и массовое производство. Минстанкопром. НИИМАШ. M., 1978.

88. Опитц Г. Современная техника производства (состояние и тенденции). -М.: Машиностроение, 1975. 280 с.

89. Определение амплитудно-фазовых частотных характеристик станков средних размеров и ее анализ. ОНТИ ЭНИМС, M:, 1974. 37 с.

90. Овсеенко А.Н., Серебряков В.И., Гаек М.М. Технологическое обеспечение качества изделий машиностроения. Учебное пособие. -М.: «Янус-IC», 2004.- 296 с.

91. Овсеенко А.Н., Клауч Д.Н., Кирсанов C.B., Максимов Ю.В. Формообразование и режущие инструменты. Учебное пособие. М.: ФОРУМ, 2010.- 416 с.

92. Пановко Я.Г. Внутреннее трение при колебаниях упругих систем.- М.: Физматгиз, 1960. 193 с.

93. Проников A.C. Оценка качества металлорежущих станков по выходным параметрам точности // Станки и инструмент.-1980.- № 6.-С. 5-7.

94. Проников A.C. Программный метод испытания металлорежущих станков.- М.: Машиностроение, 1985.- 288 с.

95. Пуш В.Э Конструирование металлорежущих станков. М.: Машиностроение, 1977. — 390 с.

96. Пуш A.B. Прогнозирование выходных характеристик узлов машин при их проектировании // Машиноведение.- 1981.-№ 5.»- С. 54-60.

97. Пуш A.B., Ежов A.B., Иванников С.Н. Испытательно-диагностичес-кий комплекс для оценки качества и надежности станков // Станки и инструмент.-1987.-№9,- С. 8-12.

98. Расчет динамических характеристик металлорежущих станков с ЧПУ. -М.: ЭНИМС. 1976.

99. Решетов Д.Н., Портман В.Т. Точность металлорежущих станков. М.: Машиностроение, 1986.-336 с.

100. Сабиров Ф.С. Повышение характеристик электромагнитных бесконтактных вибраторов для испытания металлорежущих станков. ЭИ НИИМАШ, № 4, 1979. С. 22-26.

101. Сабиров Ф.С. Экспериментальное исследование изменения динамических характеристик в рабочем пространстве многоцелевых станков. / Динамика станков. / Материалы Всесоюзной НТК, Куйбышев, 1980, с.268-270.

102. Сабиров Ф.С. и др. Имитатор процесса обработки для испытания станков на виброустойчивость. НИИМАШ, ИЛ № 33-78, сер. 10-08, М., 1978.

103. Сабиров Ф.С. Исследование полей динамических характеристик многоцелевых станков. ВИНИТИ, "Деп. Рук.", № 2, 1980.

104. Сабиров Ф.С. Применение ЭВМ для автоматизации динамических испытаний станков. / Материалы XI Республиканской НТК по проблемам строительства и машиностроения, Нальчик, 1982.

105. Сабиров Ф.С. Исследование динамических процессов в металлорежущих станках на малых ЭВМ. / Динамика станков / Материалы Всесоюзной НТК, Куйбышев, 1984, с.163-164.

106. Сабиров Ф.С. Построение моделей динамических систем станков по результатам, испытаний. / Х-ая науч.конф. МГТУ «Станкин» и «УНЦ матем. моделир. МГТУ «Станкин» ИММ РАН». М. 2007. - С. 222-226.

107. Сабиров Ф.С. Автоматизация динамических испытаний станков с применением малых ЭВМ. / Состояние и перспективы применения вычислительной техники в машиностроительной промышленности Узбекистана /

108. Материалы Республиканской НТК, Ташкент, 1982, с.147-148.

109. Сабиров Ф.С., Кочинев H.A. Оценка динамического качества станка по характеристикам в рабочем пространстве // Станки и инструмент. 1982. № 8, с. 12-14.

110. Сабиров Ф.С., Кочинев H.A. Определение рациональных режимов обработки в рабочем пространстве многоцелевых станков. ГОСИНТИ, ИЛ № 80-81, 1980.

111. Сабиров Ф.С., Кочинев H.A., Савинов Ю.И. Определение баланса упругих перемещений несущей системы станков квазистатическим методом // Станки и инструмент. 1991. № 6.

112. Сабиров Ф.С., Кочинев H.A. Квазистатический метод измерения баланса упругих перемещений несущей системы станков // Измерительная техника. 2006. №6, с.32-35.

113. Сабиров Ф.С., Кочинев H.A. Моделирование динамических характеристик станков в рабочем пространстве. / Проблемы качества машин и их конкурентоспособности: материалы 6-й Международной научно-технической конференции. — Брянск, БГТУ, 2008. С.487-488.

114. Сабиров Ф.С., Суслов Д.Н. Моделирование и расчет динамических характеристик шпиндельных узлов станков / Мат-лы ХХ-ой международной НТК по современным проблемам машиноведения. ИМАШ РАН. М. 2008, с. 126.

115. Сабиров Ф.С., Кочинев H.A., Козочкин М.П., Хомяков B.C., Суслов

116. Д.Н., Сенькина B.B. Диагностика, моделирование и расчет шпиндельных узлов станков // ИТО. 2009. № 3, с. 52-54.

117. Сабиров Ф.С., Шестернинов A.B. Сравнение методов определения динамических характеристик, используемых для диагностики станков / Техническая диагностика станков и машин. / Материалы краевой НТК, Хабаровск, 1982, с. 22-25.

118. Савинов Ю.И. Разработка методов и средств оценки жесткости и демпфирования опор шпиндельных узлов без их разборки. Диссертация . кандидата технических наук. Москва, 1984. — 122 с.

119. Салахутдинов P.M. Исследование и повышение статической и динамической жесткости вертикально-сверлильных станков с ЧПУ. Диссертация . кандидата технических наук. Москва, 1981. — 115 с.

120. Санкин Ю.Н. Динамические характеристики вязко-упругих систем с распределенными параметрами. Изд-во Саратовского ун-та, 1977. — 312 с.

121. Санкин Ю.Н. Динамика несущих систем металлорежущих станков. — М.: Машиностроение, 1986. 95 с.

122. Синопальников В.А., Григорьев С.Н. Надежность и диагностика технологических систем: Учебник. М.: «Высшая школа», 2005. — 343 с.

123. Справочник технолога-машиностроителя. Под ре д. А.Г.Косиловой и Р.К.Мещерякова. Том 1 и 2. — М.: Машиностроение, 1985.

124. Справочник технолога-машиностроителя. В 2-х т. Т.1 / Под ред. A.M. Дальского, А.Г. Косиловой, Р.К. Мещерякова, А.Г. Суслова. 5-е изд., перераб. и доп. -М.: Машиностроение-1, 2001. 912 с.

125. Справочник технолога-машиностроителя. В 2-х т. Т.2 / Под ред. A.M. Дальского, А.Г. Косиловой, Р.К. Мещерякова, А.Г. Суслова. 5-е изд., перераб. и доп. -М.: Машиностроение-1, 2001. 905 с.133'. Справочник металлиста. М.: Машгиз, 1961.

126. Станочное оборудование автоматизированного производства. Т.1 / Под ред. В.В. Бушуева. М.: Изд-во "Станкин", 1993. - 584 с.

127. Станочное оборудование автоматизированного производства. Т.2 / Подред. В.В.Бушуева. М.: Изд-во "Станкин", 1994. - 656 с.

128. Старков В.К. Обработка резанием. Управление стабильностью и качеством в автоматизир. производстве,- М.: Машиностроение, 1989.-296 с.

129. Старков В.К. Технологические методы повышения надежности обработки на станках с ЧПУ.- М.: Машиностроение, 1984.- 119 с.

130. Современные направления развития станковедения / Д.Н. Решетов, В.В. Каминская, А.И. Левин и др. Станки и инструмент, 1977, № 6 с. 4-8.

131. Суслов А.Г. Научные основы технологии машиностроения / А.Г. Суслов, A.M. Дальский.- М.: Машиностроение, 2002. 684 с.

132. Суслов А.Г. Качество поверхностного слоя деталей машин.- М.: Машиностроение, 2000. — 320 с.

133. Суслов А.Г., Агафонов В.В., Демиденко А.И., Петрешин Д.И. Влияние состояния металлорежущих станков на качество обрабатываемых поверхностей и систем адаптивного управления // Обработка металлов. 2001, №1. с. 26-31.

134. Суслов А.Г. Технологическое обеспечение параметров состояния поверхностного слоя деталей.- М.: Машиностроение, 1987. 208 с.

135. Терентьев С.А. Улучшение статических и динамических характеристик станков на основе использования суперэлементного подхода и модального анализа. Диссертация . канд. техн. наук. Москва, 1990. — 210 с.

136. Технологическая надежность станков / Под ред. A.C. Проникова. — М.: Машиностроение, 1971. 344 с.

137. Типовые методики и программы испытаний металлорежущих станков. Методические рекомендации / М.: ЭНИМС, 1986. 172 с.

138. Тлусты И. Исследования металлорежущих станков. М.: Машгиз, 1962.395 с.

139. Хартман К., Лецкий Э., Шеффер В. Планирование эксперимента в исследовании технологических процессов. М.: Мир, 1977, 552 с.

140. Хомяков B.C. Параметрическая оптимизация станков как динамических объектов. Диссертация . доктора технических наук. Москва, 1985,- 325 с.

141. Хомяков B.C., Минасян А.Н. Расчет динамических характеристик шпиндельных узлов станков // Станки и инструмент. 1976. №3. - с. 5-7.

142. Хомяков B.C., Давыдов И.И. Прогнозирование точности станка на ранней стадии его проектирования с учетом компоновочных факторов // Станки и инструмент. 1987. № 9. - С. 5-7

143. Хомяков B.C., Давыдов И.И. Влияние компоновки станка на его точность с учетом действия силовых факторов // Станки и инструмент.- 1988.-№12.- С. 8-11.

144. Хомяков B.C., Давыдов И.И. Кодирование компоновок станков при их автоматизированном проектировании // Станки и инструмент. 1989. №9. - С. 8-11.

145. Хомяков B.C., Давыдов И.И. Автоматизированное проектирование компоновок металлообрабатывающих станков // Станки и инструмент. 1990. -№5.- С.4-7.

146. Хомяков B.C., Тарасов И.В. Оценка влияния стыков на точность станков // Станки и инструмент. 1991. №7. - С. 13-17.

147. Хомяков B.C., Досько С.И. Об учете демпфирования при динамических расчетах станков // Станки и инструмент. 1990. №11. С. 4-7.

148. Хомяков B.C., Досько С.И., Терентьев С.А. Повышение эффективности расчета и анализа динамических характеристик станков на стадии проектирования // Станки и инструмент. 1991. -№ 6. с. 7-12.

149. Хомяков.В:С., Молодцов В.В.,Моделирование подвижных стыков при расчете станков // СТИН1,1996. № 6. - С.16-21.

150. Хомяков B.C., Кочинев H.A., Сабиров Ф.С. Экспериментальное и расчетное исследование динамических характеристик шпиндельных узлов // СТМН. 2009. -№ З.С. 5-9.

151. Хузин И.С. Интенсификация процессов механообработки путем оперативной диагностики станочной системы. Диссертация . кандидата технических наук. Уфа, 1998. 197 с.

152. Цхакая K.P. Совершенствование несущих систем широкоуниверсальных фрезерных станков на основе конечно-элементной математической модели. Диссертация . кандидата технических наук. Москва, 1987. 122 с.

153. Черпаков Б.И. Тенденции развития мирового станкостроения в начале ХХ1в.//ИТО. 2003. №5.

154. Чернянский П.М. Анализ точности технологических систем в условиях силового воздействия // Известия вузов. Машиностроение, 1984, № 4. С. 151156.

155. Чугаринов A.B. Повышение производительности и точности координатно-расточных станков путем улучшения их динамических характеристик. Диссертация . канд. техн. наук. Москва, 1981. — 154 с.

156. Шереметьев К.В. Влияние ускорительной головки планетарного типа на качество обработки при фрезеровании концевыми фрезами. Диссертация . кандидата технических наук. Москва, 2008. 125 с.

157. Шестернинов A.B. Исследование и разработка методов оценки виброустойчивости токарных станков с целью повышения их производительности. Диссертация . к.т.н. Москва, 1980. 139 с.

158. Шибанов Е.И., Кочинев H.A., Сабиров Ф.С. Динамические характеристики шпиндельных узлов-токарных станков с различными опорами качения. ЭИНИИМАШ, 1978. № 11.- С. 24-28.

159. Шибанов Е.И. Исследование показателей динамического качества токарных станков методом физического моделирования. Диссертация .кандидата технических наук. Москва, 1976. — 230 с.

160. Юркевич В.В. Автоматизированная система контроля точности изготовления деталей на токарных станках // СТИН,-2001, № 1 .-с. 11 -13.

161. Юркевич В.В., Схиртладзе А.Г., Короткое И.А. Контроль и диагностика технологического оборудования. М.: Сатурн-С, 2006. - 448 с.

162. Якобе Г.Ю., Якоб Э., Кохан Д. Оптимизация резания. М.: Машиностроение, 1981.

163. Dundas Bill. Rethinking Machine Tool Spindles Modern Machine Shop. 2002. V. 81. Nr. 7, p. 36-42.

164. Dynamishe Analyse modifizierte elastischer Systeme am Beispiel von Verkzeigmashinengestellen / Koch T. "Werkstattstechnik".- 1985, 75, №2, p.99-103.

165. Goldberg D.E. Genetic algorithms in search, optimization, and machine learning. Reading, MA: Addison-Wesley. 1989.

166. Inamura T. Dunamic Analusis of a Machine-Tool structure and its Problems // Bulletin of JSPE. Tokyo.- 1983. - vol. 17. - № 4, - p. 225-230.

167. Insperger T. et al. Research of frequencies of vibrations at high-speed milling for deriving practical recommendations // Journal of Manufacturing Science and Engineering, 2004. V. 126. Nr. 3. pp. 459-466.

168. Kochinev N.A., Sabirov F.S. Quasi-static Method of Measuring the Balance of Elastic Displacements of the Supporting System of Machine Tools.// Measurement Techniques, Springer New York. Vol. 49, No 6, 2006, p. 572-578.

169. Kozochkin M.P., Kochinev N. A., Sabirov F.S. Diagnostics and monitoring of complex production processes using measurement of vibration-acoustic signals.// Measurement Techniques, Springer New York.Vol. 49, No 7, 2006, p. 672-678.

170. Kozochkin M.P., Sabirov F.S. Vibroacoustic Estimation of the State of Blanks.// Russian Engineering Research. Selective English Translation of Vestnik

171. Mashinostroeniya and STIN, Allerton Press, inc., Vol. 28, No 9, 2008, p. 918-920.

172. Kochinev N.A., Sabirov F.S., Savinov Yu.I. Determination of Balance of Elastic Displacements of the Suspension System of a Machine Tool by the Quasistatic Method.// Soviet Engineering Research. Allerton Press, inc., Vol. 11, No 6, 1991, p. 128-130.

173. Messung und Analese statisher Verformungen an Verkzeugmashinen / Wassmann Udo // Techn. Mess.- 1996.- 63, №2.- p. 43-50.

174. Weck M. Werkzeugmaschinen. Fertigungssysteme. Bd.4. Messtecnische Untersuchung und Beurteilung. Dusseldorf. VDJ Verl, 1992. 580 s.

175. Weck M., Teipel K. Entwicklung dynamischer Abnahmevorshriften fur Spanende Werkzeugmaschinen // Wt-Zeitschrift für Industrielle Fertigung. 1973, 63, № 11, p. 686-691.

176. Weck M., Teipel K. Das dynamische Vernalten spanender Werkzeugmaschinen. //Industrie-Anzeiger, 1978, vol. 100, №52, p. 26-28.

177. Sadek M.M., Knight W.A. The selection of dynamic acceptance test conditions for machine tool. // Production Engineering, 1972, 51, № 12, p. 429-435.

178. Zakovorotny V.L., Lukjanov A.D., Voloshin D.V. The modeling of evolution transformation in cutting in metal cutting mashine tool. Engineering & automation problems // International j. M.- 2004, № 1. p.68-77.

179. A.C. 634145. Кудинов В.А., Сабиров Ф.С. и др. Устройство для исследования динамических характеристик металлорежущего станка. БИОТЗ № 43, 1978.

180. A.C. 842418. Сабиров Ф.С., Козочкин М.П., Гучук В.В. Способ определения работоспособности режущего инструмента. БИОТЗ № 24,1981.

181. A.C. 1342604. Сабиров Ф.С., Козочкин М.П. и др. Резец. БИОТЗ № 37, 1987.

182. A.C. 1329920:, Скворцов В.И., Сабиров Ф.С. и др. Самоцентрирующий патрон. БИОТЗ №30, 1987.