Повышение качества обрабатываемых деталей на основе прогнозирования распределения жесткости в рабочей зоне станка

Агафонов, Виталий Васильевич

Технологии и оборудование механической и физико-технической обработки

автореферат диссертации по обработке конструкционных материалов в машиностроении, 05.03.01, диссертация на тему:Повышение качества обрабатываемых деталей на основе прогнозирования распределения жесткости в рабочей зоне станка

доктора технических наук: Агафонов, Виталий Васильевич
город: Брянск
год: 2006
специальность ВАК РФ: 05.03.01

Диссертация по обработке конструкционных материалов в машиностроении на тему «Повышение качества обрабатываемых деталей на основе прогнозирования распределения жесткости в рабочей зоне станка»

Автореферат диссертации по теме "Повышение качества обрабатываемых деталей на основе прогнозирования распределения жесткости в рабочей зоне станка"

На правах рукописи

АГАФОНОВ ВИТАЛИЙ ВАСИЛЬЕВИЧ

ПОВЫШЕНИЕ КАЧЕСТВА ОБРАБАТЫВАЕМЫХ ДЕТАЛЕЙ НА ОСНОВЕ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ЖЕСТКОСТИ В РАБОЧЕЙ ЗОНЕ СТАНКА

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

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Брянск 2006

Работа выполнена в ГОУ ВПО «Брянский государственный технический университет» на кафедре «Автоматизированные технологические системы»

Научный консультант Заслуженный деятель науки и

техники РФ, доктор технических наук, профессор А.Г. СУСЛОВ

Официальные оппоненты: Доктор технических наук,

профессор Б.М. Базров

Доктор технических наук,

профессор

Б.М. Бржозовский

Доктор технических наук,

профессор

В.В. Бушуев

Ведущая организация ОАО НИИ «Изотерм»

Защита диссертации состоится 26 декабря 2006 г. в 14 часов в учебном корпусе № 1, ауд. 59 на заседании диссертационного совета Д 212.021.01 при ГОУ ВПО «Брянский государственный технический университет», по адресу: 241035, г. Брянск, бульвар 50-летия Октября, 7

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГОУ ВПО «Брянский государственный технический университет».

Автореферат разослан¿Омояфя 2006 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета,

доктор технических наук, профессор

А.В. ХАНДОЖКО

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Современные тенденции развития машиностроения, в совокупности с переходом к использованию автоматизированных станочных систем, предъявляют требования к повышению точности размеров и качества обрабатываемых поверхностей деталей' машин. Это напрямую связано с появлением новых, все более точных машин. Не случайно начиная с 40-х годов 20-го века каждые 20 лет точность в технике повышается в среднем на порядок.

Обеспечение необходимого качества обрабатываемых деталей требует соответствующего совершенствования существующих технологий на основе прогнозирования погрешностей обработки с учетом динамической самоорганизации процесса резания при действии на технологическую систему (ТС) внешних возмущений.

Накопленный к настоящему времени обширный материал по технологическому обеспечению качества обработки позволяет создавать математические модели управления обработкой на станках. Однако эффективность использования таких моделей не всегда дает удовлетворительный результат, так как они с недостаточной полнотой учитывают влияние сложной многокоординатной упругой системы (УС) станка на статическую и динамическую жесткость ТС, а следовательно на качество обработки.

Анализ упругих систем станков на основе теории координатной связи, согласно которой важнейшей особенностью упругих систем со многими степенями свободы является зависимость между собой отдельных координатных перемещений УС, дает основание сделать вывод, что жесткость многокоординатных УС станков является величиной переменной в пространстве рабочей зоны станка.

В этой связи исследование и описание влияния многокоординатной упругой системы станка на жесткость технологической системы и качество обработки является актуальной научной проблемой. Ее решение позволит повысить качество механической обработки за счет использования прогностических моделей самоорганизации УС станка по критерию жесткости на этапах технологической подготовки и управления технологическим процессом, а также проектировать станки на основе новых подходов.

Цель работы. Повышение качества обрабатываемых детален на основе; прогнозирования точности станка в реальном времени обработки детали с учетом распределения его жесткости в пространстве рабочей зоны.

Методы исследований. При выполнении диссертационной работы использовались основные положения технологии машиностроения, конструирования металлообрабатывающих станков, принципы системного анализа и синтеза, теория контактного взаимодействия поверхностей деталей; теория упругости, теория колебаний, положения теории вероятностей и математической статистики, геометрического, кинематического и динамического моделирования.

Научная новизна.

1. Полученные математические модели многокоординатных упругих систем (УС) станков, связывающие структурные и размерные параметры упругой системы станка с его статической и динамической жесткостью при любом взаимном положении инструмента и заготовки в рабочей зоне станка в реальном времени обработки детали.

2. Методика вероятностного расчета ампли туд и фазовых сдвигов результирующих колебаний конечных звеньев ветвей инструмента (ВИ) и заготовки (ВЗ) при действии внешних источников колебаний (ВИК) и силы резания на основе метода декомпозиции по частотному спектру колебаний динамической модели многомассовой УС станка, находящейся иод действием ВИК.

3. Совокупность математических моделей формообразования геометрических параметров качества обрабатываемой детали в условиях установившегося колебательного процесса, обусловленного наличием неровностей на исходной поверхности и колебаниями от ВИК, отличительной особенностью решения которых является возможность прогнозирования параметров качества в реальном временя обработки детали с учетом изменения жесткости станка в пространстве рабочей зоны.

4. Методология определения рационального' сочетания размерных параметров УС станка при проектировании с учетом критерия допустимой жесткости, обеспечивающего соответствующий уровень состояния станка по параметру точности.

Положения, выносимые на защиту.

1. Решение научной проблемы прогнозирования состояния станка по точности с учетом распределения жесткости в пространстве рабочей зоны в реальном времени, имеющая важное хозяйственное значение, заключающееся в повышении качества обрабатываемых деталей.

2. Методологический подход к управлению качеством обработки деталей на основе его прогнозирования с учетом самоорганизации жесткости в рабочей зоны станка в реальном времени.

3. Математические модели многокоординатных упругих систем станков с прямолинейным и круговым движением подвижных блоков УС и методология расчета статической и динамической жесткости станка как элемента технологической системы при любом положении инструмента относительно заготовки в пространстве рабочей зоны станка.

4. Представление динамической жесткости станка по данной оси как отношение гармонической составляющей периодической возмущающей силы по этой оси к проекции на ось результирующего эллипса перемещений в цикле колебаний конечных звеньев ветвей инструмента и заготовки.

5. Методика вероятностного расчета амплитуд и фазовых сдвигов результирующих вынужденных колебаний инструмента и заготовки в процессе резания с учетом действия внешних источников колебаний.

6. Кинематика образования формы, высотных и шаговых параметров периодических неровностей на поверхности резания, учитывающая соотношение частотно-фазовых характеристик колебаний и скорости движения результирующего эллипса перемещений по поверхности резания.

7. Модель образования систематических периодических отклонений профиля и методика расчета составляющих профиля шероховатости и волнистости обработанной поверхности в продольном сечении в направлении вектора подачи от колебаний упругой системы станка.

Практическая ценность и реализация результатов работы.

1. Предложен метод повышения точности обработки деталей на основе прогнозирования образующейся погрешности с учетом самоорганизации жесткости станка в реальном времени.

2. Предложены принципы структурного и параметрического синтеза упругих систем станка при проектировании по критерию допустимой жесткости.

3. Разработано математическое обеспечение расчетных процедур определения коррекции управляющих программ в системах управления технологическими процессами на основе прогнозирования качества обработки деталей с учетом распределения жесткости в рабочей зоне станка.

4. Разработаны принципы обеспечения жесткости нестационарных накладных металлообрабатывающих систем, которые практически реализованы при создании конструкции переносного накладного станка для восстановления профиля канавок лифтовых шкивов на месте эксплуатации в машинном отделении. Внедрение и эксплуатация станка в ОАО «Брянсклифт» подтвердило правильность предложенных решений и по:) пол ил о существенно снизить затраты на ремонт лифтов.

Апробация работы. Основные положения и результаты работы доложены и обсуждены на 3-й Международной научно-технической конференции «Проблемы повышения качества промышленной продукции (Брянск, 1998); II рег иональной научно-практической конференции «Новые идеи, технологии и инвестиции» (Брянск, 2000); 2-й Международной научно-технической конференции «Сертификация и управление качеством продукции» (Брянск, 2002); Международной конференции «Актуальные проблемы конструкторско-технологического обеспечения

машиностроительного производства» (Волгоград, 2003); Международной научно-технической конференции «Контактная жесткость, износостойкость, технологическое обеспечение» (Брянск, 2003); Х(-ой Международной научно-технической конференции «Машиностроение и техносфера XXI века» (Донецк, 2004); УИ-й Международной научно-технической конференции «Динамика технологических систем» (Саратов, 2004); У-м Международном Конгрессе «Конструкторско-технологическая

информатика- 2005» (Москва, 2005); 5-й Международной научно-технической конференции «Обеспечение и повышение качества машин на этапах их жизненного цикла» (Брянск, 2005); НТК профессорско-преподавательского состава ЕГТУ (Брянск, 1998; 2000-2005).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 45 печатных работ, в том числе в справочнике Технолога машиностроителя, 13 статей в центральных научно-технических журналах, получены 2 авторских свидетельства.

Структура и об'ь£м работы. Диссертационная работа состоит из введения, шести глав, общих выводов, списка использованной литературы из 178 наименований и приложения, содержит 433 страницы машинописного текста, 17 таблиц, 211 рисунков.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность работы, сформулированы цель исследований, научная новизна, практическая ценность, основные положения, выносимые на защиту.

Первая глава посвящена анализу проблемы повышения точности и качества поверхности обрабатываемых деталей в современных условиях развития машиностроения в совокупности с использованием автоматизированных станочных систем.

Показано, что проводимые в настоящее время исследования являются логическим продолжением работ таких ученых, как В.Ф. Безъязычный, А.М. Дальский, A.A. Маталин, B.C. Мухин, А.Н. Овсеенко, Э.В. Рыжов, С.С. Силин, В.К. Старков, А.Г. Суслов и др., результаты которых позволяют создавать математические модели управления качеством обработки. Новому подходу к построению программ управления процессом обработки на станках с ЧПУ по априорной информации с учетом упругих деформаций инструмента и заготовки, а также эволюционных преобразований и динамической самоорганизации процесса резания посвящены работы научной школы B.JI. Заковоротного. Расчеты выходной точности станка с учетом деформаций элементов технологической системы приведены в работах Б.М. Базрова, В.В. Бушуева, В.В. Каминской, В.Т. Портмана, A.C. Проникова, Д.Н. Решетова и др. Проблемы влияния динамической жесткости и виброустойчивости станков на точность обработки в условиях вибраций при резании и колебаниях станков рассмотрены в работах Б.М. Бржозовского, И.Г. Жаркова, A.A. Игнатьева, В.А. Кудинова, М.Е. Эльясберга и др.

Цель и задачи исследований были сформулированы на основании системного анализа результатов работ вышеназванных и ряда других авторов. Основными направлениями анализа были выбраны:

-установление доминирующих факторов, определяющих качество обработки на станках;

-анализ влияния жесткости упругой системы станка на образование погрешности размера, отклонения формы и систематических составляющих профиля шероховатости и волнистости;

- анализ влияния структуры упругой системы станка на его жесткость. Проведенный анализ показал, что используемые в настоящее время методики расчета параметров качества обработки деталей не всегда дают удовлетворительный результат, так как они с недостаточной полнотой учитывают влияние сложной многокоординатной упругой системы станка на статическую и динамическую жесткость технологической системы, а, следовательно, на качество обработки.

Анализ упругих систем станков на основе теории координатной связи, основные положения которой изложены в работах В.А. Кудинова, А.П. Соколовского, Д.Н. Решетова, Б.М. Базрова, позволил сделать вывод,

что жесткость станка, как элемента самоорганизующейся технологической системы, определяющая состояние станка по параметру точности, является величиной переменной и сама подчиняется принципу самоорганизации в рабочей зоне станка в реальном времени обработки детали. Прогнозирование погрешностей, возникающих при обработке, на основе учета этого положения позволяет повысить качество обрабатываемых деталей. Это требует дополнительных исследований структурно-функциональных связей и закономерностей с целью получения теоретических зависимостей между статическими и динамическими деформациями элементов упругой системы станка в процессе резания и формированием систематических составляющих погрешностей размера и профиля поверхности обрабатываемых деталей.

В связи с этим поиск путей повышения эффективности математических моделей управления процессами обработки с целью повышения качества обрабатываемых деталей, а также результатов структурно-параметрического синтеза упругих систем станка при проектировании по критерию допустимой жесткости приняты основными направлениями исследований. Теоретической базой исследований является прогнозирование состояния станка по точности с учетом самоорганизации жесткости в рабочей зоне станка. С этих позиций необходимо решить следующие основные научные и практические задачи:

1. Разработать системный подход к созданию прогностических моделей и методологии определения динамической и статической жесткости станка на основе представления многокоординатных упругих систем станков различного типа в виде сочетания подвижных блоков (модулей) поступательного и вращательного движения.

2. Разработать динамическую модель и методику расчета параметров колебаний упругой системы станка при действии внешних источников колебаний.

3. Установить закономерности образования формы, высотных и шаговых параметров периодических неровностей на поверхности резания и обработанной поверхности и разработать методику расчета (прогнозирования) составляющей профиля шероховатости и волнистости от колебаний упругой системы станка.

4. Разработать методику обеспечения рационального сочетания структурных и размерных параметров упругой системы станка при проектировании по критерию допустимой жесткости, обеспечивающих соответствующий уровень состояния станка по точности.

5. Разработать программное обеспечение соответствующего уровня станка по параметру точности и прогнозирования погрешностей размера и геометрических характеристик поверхности детали в реальном времени обработки для использования в автоматизированных системах управления технологическим процессом.

6. Разработать принципы проектирования по критерию жесткости элементов переносимых накладных металлорежущих систем на примере

устройства для обработки профиля канавок шкивов лифтов на месте их установки в машинном отделении.

Вторая глава посвящена разработке методологии определения статической жесткости многокоординатной УС станка как элемента ТС при любом взаимном расположении инструмента и заготовки в пространстве рабочей зоны станка в реальном времени обработки

Системный подход к созданию расчетных моделей определения статической жесткости станка основывается на следующих основных положениях:

1) станок, будучи элементом ТС, является системой разомкнутой, замыкание которой осуществляется кинематическими и силовыми параметрами процесса резания; совокупность блоков, осуществляющих движение заготовки, составляет ветвь заготовки (ВЗ), а блоки, осуществляющие движение инструмента — ветвь инструмента (ВИ);

2) смещение конечных звеньев ВИ и ВЗ вдоль любой оси под действием произвольно направленной силы Ро определяется проекцией на эту ось вектора геометрической суммы их перемещений по так называемым главным осям жесткости XI и Х2, одна из которых (XI) является осью максимальной жесткости УС и проходит через ее центр жесткости (ЦЖ), а вторая (Х2) перпендикулярна оси XI и является осью минимальной жесткости УС.

Анализ УС станков различного типа показывает, что независимо от общей структуры формообразующей системы станка, число блоков в ВИ и ВЗ, разъединенных подвижными стыками - прямолинейными и круговыми направляющими, может быть равно одному, двум (реже трем) в любом сочетании. Таким образом задача заключается в декомпозиции любой многокоординатной УС, определении жесткостей однокоординатных УС -подвижных блоков, составляющих исходную сложную УС, и определении ее суммарной жесткости.

С учетом силовых и геометрических параметров универсальное выражение для определения жесткости двухкоординатной УС (рис. 1) в плоскости YOZ получено в следующем виде

j ______JX|JX;sina_^

Y Jx2 cos(a — X)sin X ± Jx] sin(a — X)cosX' Здесь «+» при а > X, «-» при а < X; X — угол, определяющий положение главных осей жесткости XI и Х2; а — угол между вектором силы Ро и осью Z; JX1, JX2 — жесткости УС по осям XI и Х2.

На рис. 2 приведена расчетная схема в плоскости YOZ УС двуххоординатного крестового суппорта (стола), решение которой позволяет однозначно определить значения параметров, входящих в выражение (1) и изменяющихся в реальном времени обработки детали.

Рис. 2. Расчетная схема двухкоординатной упругой системы

Выражение для определения угла X получено в виде

X = arcsin Jp02sin2X+(P0 sinX+QB/siníarctg PoslnXyc +|arctge|—] (2)

V P0 eos + QB Poqjj

Здесь: e Jbh^h ~(LH ~Цн))ан . q = sin(arctgf)a + cos(arctgf)b; hhoah+jbh)

1 = sin|arctgeje+cos|arctgejd ; a = 2L"»~Lb ; b = ;

Íah(lh~lih)~3bhlih . л._ Нн0'Лн+3Вн) f_2LIB-LB . L--- . ~ , a- — ; - 72' 1--^r;— •

Jah Jbh ^h Í'ah JbhÍ^h ~ан)

_ P0L2Hcosct+QBL3H

Liu — ■ •

P0cosa + QB Жесткость по главным осям упругой системы

Рп

т__£0

Jx, _-

л/х2|+Х1| cosí Л. + 90° — — arctg^— I + V. X2BJ

(3)

+ Л/Х1& +X2¿ co^arctg^-|XH¡

, __P0 sin(XB — X.) cos(A.B - X)

jX2 _ -- _ --7-=r-Ñ. (4)

X1B - VXI^ + X2* cosí arctgÍ^.-|X„| I

Здесь Х1в;Х2в;Х1н;Х2н — перемещение по главным осям соответственно упругих систем верхнего и нижнего блоков крестового суппорта (стола).

- P0cosfl.B-X) - _P0sin(X.B-*.).

А1В =---, AZB — --,

jx1b х2в

-H_P,coS(a,-|XHl); Х2Н pi sin(«i (5)

jx1h jx2h

Р, = ^¡(P0s\nX)2 + (P0osX+QB f; а, = arctg——^

PnsinX

Р0собХ + Ов

В свою очередь значения углов положения Хв, Хц главных осей жесткости упругих систем верхнего и нижнего подвижных блоков и жесткосгей 1Х1В> ^Х2В » *Х1н > -Ьс2Н по этим осям можно определить из выражений

л.в - агод— , ли - агс^ц-——-.—--,

"нилн

и функциональных зависимостей:

= Злн '•¡Вн • ^Ан »-¡Гн >^Н>^Ш>НИ>ан)-В приведенные выражения входят следующие параметры: Ьв, Ь1В, Нв, Ьн, Ь2ц, Ьзн, ан - размерные параметры элементов; _)', , /ан> jвц» j/вн -контактная жесткость основных и вспомогательных (со штрихом) поверхностей направляющих; — жесткость верхнет блока в

горизонтальной плоскости (определяется осевой жесткостью тягового механизма привода подачи); .¡Гн - жесткость нижнего блока в горизонтальной плоскости (определяется жесткостью боковых граней направляющей).

Для использования плоской модели при решении задач по определению жесткости УС станка предложена методика приведения трехмерной модели УС станка к плоской двухмерной модели, что позволяет учитывать деформации УС при действии всех составляющих силы резания.

Аналогичные расчетные схемы и зависимости получены для расчета жесткости применительно к УС, конечными звеньями которых являются блоки вращательного (кругового) движения (конечные звенья приводов главного движения ветви инструмента фрезерного и многоцелевого станков и ветви заготовки токарного станка, а также звенья ветви заготовки в виде поворотных столов с круговой подачей).

Так общее выражение для определения жесткости в плоскости, перпендикулярной оси вращения поворотного блока имеет вид

Г-ТГ--1' (6)

где Ух — суммарное радиальное смещение ¡-ой точки УС, в которой приложена сила Ру (рис. 3); 1*4 — радиус заготовки (поворотного стола) в точке приложения силы; ее — суммарный угол закручивания (крутильная деформация) поворотного блока.

На рис. 3 приведена расчетная схема определения радиального суммарного смещения точки приложения силы Ру применительно к УС конечного звена ВЗ токарного станка.

Ув1 +Увз> при(уА1 + уА2)= Уви Ъ =' Ув! +УВ2 + Увз.пРи(Уа) + УА2)>УВ1;

УЛ1 + УА2 + УАЗ. ПРИ(УЛ1 + Улг) < УВ1-

Ру-'ь „ . „ Ув|-(Уа!+Уа2) (Х Л УВ1= £ Ув2 -ь 1ъ)-

УА1 =

УА2 =

'вз 6-Е3-13-Ь V V ь/ ь>

Ру(Ь~1в)

Ру(Ь-1в)

-А>

„ - Ув1-(Уа1+УА2) , УАЗ-7-1 1в

ИЗ __ х?

С2

с,

-зг

1в

с*

Ру

в №

Ру Се

л"

Рис. 3. Расчетная схема УС ветви заготовки токарного станка

Крутильная (угловая) деформация УС ВЗ равна сумме крутильных деформаций элементов, входящих в УС. Так применительно к ВЗ токарного станка с учетом деформаций элементов ПГД

Е2 =(ев + ест + езп +ем +ерп + еэд) + ЕзАг»

где ев, 8СТ, езп, ем, еРП, еЭд - суммарные угловые деформации

валов, соединений «вал-ступица», зубчатых передач, передач муфтами, ременных передач, ротора электродвигателя, входящих в кинематическую цепь ПГД; еЗАГ — угловая деформация заготовки, приведенная к точке

приложения силы.

Проведенные экспериментальные исследования подтвердили выдвинутое положение о существенном различии жесткости в различных точках пространства рабочей зоны станка (рис. 4) в зависимости от радиуса И, и длины 1,1 заготовки (для токарных станков), в зависимости от размеров (В;, Ь„ Н;), определяющих положение точки в рабочей зоне станков для обработки призматических деталей (фрезерных, многоцелевых и др.). Так для токарного станка и интервале К, е (45... 190) мм полученные эмпирические зависимости для определения жесткости по осям YкZ имеют вид:

Рис. 4. Распределение жесткости в рабочей зоне токарного станка

- для УС ВИ: а = 0: ]2 6'Ы°

'28И(К')-6>4-103 + 27>37.Я1' а — 30° ■ Л 1ЛЗ'1°5 } 1,1-106

1.74-ю5 1,28-106

' 1теи^>-3,9-103 + 10-1*,' '2ВИ(*»_ 1,83-10*-203,16-1^ 1,2-105

а = 90 : 1уви(К!) =-Ч

увщк.) 3424 о3+6,62-^

т 1,03-10" т 188,21

- для УС ВЗ. ^В3(я!)-107.10з+и.к.. 'вд-,3)1+1>61.к.

- для УС станка:

___1,029-104-Ау_ -

" Ау -(145-Лую(ят.п) -и-(190-^))+7а98-(145-1уж(КтИ)) -Ву(19О-К0)'

, ' ' . .___18^21-Аг __

~А2-(145-;УШ(Ят.п)-1,61-(190-1^))+ 1Д98-(145-^ш(Кт!п)-В2-(190-ЯО)' где Ау 2 = ^(а), Ву;2 = Г2(а).

В третьей главе работы приведены методология и методики определения результирующих колебаний конечных звеньев ВИ и ВЗ упругой системы станка в условиях установившегося колебательного процесса при действии гармонической составляющей силы резания и внешних источников колебаний (ВИК) - приводов станка.

Структуру динамической модели УС станка (рис. 5) представляем в виде, совокупности блоков, разделенных подвижными и затянутыми неподвижными стыками, обладающими упруго-диссипативными свойствами, которая находится под действием совокупности ВИК, основными из которых являются: ИК1 - процесс резания; ИК2 — вращающиеся элементы шпиндельной бабки; ИКЗ, ИК4, ИК5 — электродвигатели ПГД и приводов подач.

Н П

тт

—(ИК5)—

н п п

0/5=7

"УМ

Рис. 5. Структурная схема динамической модели УС токарного станка: 1 — заготовка; 2 — приспособление; 3 — шпиндель; 4 — шпиндельная бабка (ШБ); 5 - корпус ЭД1; 6 - инструмент; 7 - револьверная головка; 8 - верхний суппорт; 9 - нижний суппорт; 10 - ходовой винт (ХВ) привода поперечной подачи; 11 - шариковая винтовая пара (ШВП) поперечной подачи; 12 - корпус ЭД2; 13 — ХВ привода продольной подачи; 14 — ШВП продольной подачи; 15 - корпус ЭДЗ; 16 — станина

В работе предложена методика вероятностного расчета амплитуд и фазовых сдвигов результирующих колебаний конечных звеньев ВИ и ВЗ под действием ВИК, основанная на приведении колебаний ВИК к конечным

звеньям ветвей методом декомпозиции. Метод заключается в декомпозиции общей динамической модели станка на ряд упрощенных расчетных моделей, находящихся под действием одного ИК, с учетом отношения моделей к диапазонам низких (5 - 300 Гц) или высоких ((3 - 10) • 103 Гц) частот спектра колебаний. Анализ упрощенных расчетных моделей показывает, что по отношению места приложения нагрузки от ИК их можно разделить на два вида, расчетные модели которых приведены на рис. 6 и 7, а.

вт со1

т1

т2

2,3

М.>

Ш;

Jn-2.n-.~i3"

¡+1 ^п-2.п-1

п-1.п

•1п.О <£ Ш Ч'п.О

0 гтл'пп

т2'

Шп' /,1./Г«(1Г{ -—.

-г—г~ Ш, -Тлряг

тг

Ш1 -Илт

Ш1-»др в^п юг

•'¡-1,1

;ЛР б'Ш со!

Ум,-

т„

ГП|

км Цч',,

4*1,1+1

^«.0 га

ш„

■1п,0

ш„

Ш2.

Т^А^^юоЯ

тч'Лт ш,

Рис. 6. Расчетная динамическая модель первого вида

Рис. 7. Расчетная динамическая модель второго вида: а - расчетная модель; б — декомпозиция модели

Для модели первого вида (рис. 6) последовательно проводим расчет амплитуд колебаний каждого элемента относительно следующего в цепочке. При этом амплитуда колебаний 1-го элемента относительно (¡+1)-го определяется выражением:

ЛР

-П^» (7)

Ам+| =

-»1.1

¡+1 j=

где р, — коэффициент динамичности ¡-го элемента, величину которого определяем известным выражением

Р^ ,, \ , >' (8)

4я2

где со — круговая частота возмущающей силы; р; - собственная частота 1-го элемента; ¡+1 — относительное рассеяние энергии упруго-диссипативной связи между ьм и (1 + 1 )-м элементами.

Уравнение колебаний 1-го элемента относительно 0 + 1)-го имеет вид хи+1 =Аи+| 8т(йП-фМ+,), (9)

Ф 1,н| - фазовый сдвиг относительно колебаний элемента Ш|.

j=¡

Ч> и+| =Еч>*. .

j=i

Ч>2. п2 *i,i+l Pi

где ф: ¡и =ф! i+1 = arctg—f—--л - фазовый сдвиг колебаний соседних

2n\p¡- orj

звеньев.

Для решения модели второго вида (рис. 7, а) проводим разбиение модели на две цепочки (рис. 7, б): Ш] — ш„, находящуюся под действием гармонической силы ДР sin cot внешнего источника, приложенной к элементу гг>| , и цепочку ш2' - ш„', находящуюся под действием силы (А) 0 J^O sin cot, приложенной к элементу т2'. Амплитуда колебаний i-ro элемента относительно (i + 1)-го первой цепочки определяется выражением

'1,2

,¡+i (Ji,2

a i'-ro элемента относительно (i' + 1)-го второй цепочки

Н+1 + J

+ J2',W j=l

Ai'.i'-l _

A,.0J

2\1

2',1

Ji',i'-I С^2',1 + Jl.2) j=

nPj-

(10)-

(И)

Для определения амплитуды Ai.o суммарных колебаний первого элемента цепочки (например, конечного звена ВИ или ВЗ) относительно основания последовательно суммируем колебания всех элементов относительно друг друга с учетом фазовых сдвигов (рис. 8). При этом ординату х10. в момент времени t¡ результирующего колебания (кривая 9 на

рис. 8) определяем выражением

xl.o(ti) = AI,2 sin (<*> t¡ - ф ,) + А2.3 sin t¡ - (ф 1+ <Р2>] +

>« у

+ ... + А„ п sin | со t¡ - ZVjJ •

íj=i Y1

+ ... + A¡ i+i sin со t¡ - I>J

6»J----i. 1 V

„ 0 sin [со t¡ -

Рис. 8. Схема определения суммарного колебания первого звена

На рис. 8 цифрами обозначены графики колебаний элементов модели и действующих на них гармонических сил:

1) A|,2*sin((ot-<pi); 2) АР sin «t; 3) А2 3 «sin [о t-(<p 1+Ф2)];

4) ДР sin (cot - ф 1); 5) A¡ ¡+1 sin

cot-

Ji>j] u=i J.

fi-n-l V 2>j

i-' J.

; 6)AP¡_usin

cot-

fH-i ; 9) A1.0 sin (cot - ф).

7) An0sin cot- 8) AP„-i,nsin

L U-i JJ

Поскольку в реальных системах сочетания фазовых сдвигов колебаний ИК имеют случайный характер, то и функция xt,o(t) периодических колебаний также является случайной. Для определения результирующих колебаний на конечных звеньях ветвей станка предложено использовать

математическое ожидание функции м[хю(0]= Hm ■~r2xior(t) и

n->«Nr=i

математическое ожидание амплитуды результирующих колебаний

как сумму г-

М(А1>0) = м1х1>0(1т)]тах, при 1т =

реализаций вероятного сочетания фазовых сдвигов ИК из Ы-вариантов г-реализаций. При этом вероятное сочетание фазовых сдвигов в каждой

г-реализации определяется случайным образом с помощью генератора случайных чисел.

Поскольку периодические погрешности профиля поверхности при обработке образуются траекторией перемещений инструмента относительно заготовки при результирующих колебаниях ВИ и ВЗ, определяемых динамической жесткостью УС, предложена методика, основанная на представлении динамической жесткости как .отношения гармонической возмущающей силы к проекции на ось результирующего эллипса перемещений в цикле колебаний конечных звеньев ВИ и ВЗ. Отличие расчетной динамической модели от модели, принятой при определении статической жесткости УС (см. рис. 1) заключается в том, что к конечному звену многокоординатной УС приложена гармоническая сила, а перемещение конечного звена в цикле колебаний представляет результат сложения связанных простейших колебаний по главным осям XI и Х2, которые обладают упруго-диссипативными свойствами, определяемыми жесткостями JXi, Jx2 и относительным рассеянием энергии lFxi.xi по осям. Образующаяся при этом траектория движения в цикле имеет форму замкнутой кривой, близкой к форме эллипса перемещений. На рис. 9 показана геометрическая интерпретация построения эллипса перемещений с помощью графиков колебаний конечного звена УС по осям XI, Х2 под действием составляющих APxi sin cot и ДРхг sin cot гармонической силы.

X »,хг

аР»гаРх2

Рис. 9. Графики колебаний по осям XI, Х2 и эллипс перемещений Смещение по оси У в любой ¡-й точке цикла

где

xl¡ = АХ] SÍI1 (CDtj: ЛРх1;2

lXl;2

Jxl;2

ф*0;

Pxl;2;

Pxi;2 -

x2¡ = AX2 sin (ot¡ - фхг); 1

<Pxi;2 = arctg

Pxl;2

„2

Pxl;2

■СО

r\' Pxl;2 =

Максимальное смещение по оси У (в .¡-й и к-й точках эллипса)

- - Г ^2 Л

Ушах = У.|,к = + х2£к со3

*2jk arctg—~

Щъ

(14)

Динамические характеристики УС:

ДР„ sin со t

- динамическая жесткость Jya =

- динамическая податливость Wv„ =

уд ДР

Ушах (АР, п) *

Утах (АР,п) sin СО t

Динамическая податливость используется при построении графика зависимости \\гдус(га) для оценки динамических свойств конкурирующих вариантов структур УС станка на стадии проектирования. Максимальные смещения конечных звеньев ВИ и ВЗ, определяемые выражением (14), используются при прогнозировании высоты периодических неровностей на обработанной поверхности,

В четвертой главе приведена методология обеспечения рационального сочетания структурных и размерных параметров УС станка при проектировании по критерию допустимой жесткости, обеспечивающих соответствующий уровень состояния станка по точности. На рис. 10 приведена укрупненная блок-схема проектных и расчетных процедур, реализующих предлагаемую методологию. Ее основным отличием от принятых является наличие блоков 3, 4, 5 структурного и параметрического синтеза упругих систем ВИ и ВЗ и обеспечение рациональных размеров элементов УС станка на основе процедур анализа конкурирующих вариантов по критерию допустимой жесткости с помощью блоков 5 — 9, реализующих приведенные методики расчета жесткости многокоординатных УС.

Одними из наиболее ответственных являются процедуры структурно-параметрического синтеза ВИ и ВЗ. В качестве основных признаков структурных вариантов приняты:

- взаимное расположение блоков УС по их координатным движениям в рассматриваемой плоскости;

- расположение конечного звена ВИ (ВЗ) относительно центра жесткости ВЗ (ВИ);

С Начало ])

ИД: I, Тип станка. 2. Размер обрабатывав-^мых заготовок. 3. Степень точности (выходу ^ные параметры точности). 4. Количество и, ■'вид коордкнапькдаасений формообразования/

Программа расчета

Структурный синтез формообразующей системы станка

Определение

Компоновочная

схема станка

Программа расчета ди-намич. хар-к: ¡¡¡„, \Уа„е

/График ХУД» (со)/'7'

Проведение расчетных схем ВИ и ВЗ

Принятие решения об т условий

Параметрический синтез элементов ВИ и ВЗ

Программа расчета жесткости ВИ

Программа расчета жесткости ВЗ

¿ВИ

¿вз

Результаты проектирование 1. Компоновки ВИ и ВЗ. 2-1» ¡ал !д» ■ ^ (®) 3. Размерил: параметры эле-; менп» расчетных схем

С Конец 3

Рис. 10. Блок-схема проектных и расчетных процедур обеспечения состояния станка по точности по критерию

жесткости и динамической податливости

-место расположения замкнутой направляющей в УС подвижного блока ветви; определяется в крайних точках рабочего пространства с помощью предложенного расчетного условия «отрыва» блока от основных граней направляющих.

На основании проведенных исследований сформулирован основной принцип, определяющий структуру ВИ и ВЗ, обеспечивающую максимальную жесткость — это совпадение направления главной оси жесткости XI с вектором вероятного направления действия полной силы резания в данной плоскости, то есть равенство углов X и а (рис. 11).

Рис. 11. Реализация основного принципа структурного синтеза в компоновочной схеме ВИ и ВЗ токарного станка

Компоновочные схемы современных станков имеют существенные различия с точки зрения наклона плоскости направляющих относительно друг друга и к горизонту, что определяет значительное разнообразие расчетных схем. Для унификации расчетов жесткости предложены принципы приведения расчетных схем к универсальным базовым.

Разработан критерий допустимой жесткости [7дОП] и графики зависимости допустимой жесткости от интервалов размеров обработки для станков точности Н и П, которые можно использовать для оценки эффективности проектного варианта станка, а также для проверки жесткости

при испытаниях станков. Динамические свойства УС оцениваются по максимальной податливости, график зависимости WдyC((й) получен на основании расчетов, предусмотренных блоком 9 (см. рис. 10).

Проектирование ведется в диалоговом режиме с использованием пакета прикладных программ (блоки 5, 6, 7, 9), реализующих расчетные процедуры разработанной методологии определения статической и динамической жесткости УС станка.

В пятой главе излагается методология определения параметров качества обработки деталей в условиях установившегося колебательного процесса с учетом статических и динамических характеристик упругой системы станка. В основе методологии лежит фундаментальное представление о соответствии Фурье-разложения периодической силы резания и периодических погрешностей профиля детали на постоянную и полигармоническую составляющие.

В рамках методологии : предложены расчетные модели образования погрешности размера в условиях деформации УС станка со многими степенями свободы при действии постоянной составляющей силы резания. Модели учитывают деформации и жесткости УС по осям V и Ъ. Так расчетная зависимость определения погрешности диаметрального размера в ¡-том сечении при обработке на токарном станке имеет вид

ДDi =2

Здесь Iвзрая|• ¡г ви, > •'у ПИ| ~ радиальная жесткость ВЗ и жесткости ВИ по осям У и Z в ¡-ой точке пространства рабочей зоны станка; !?.„„„ — номинальный радиус обрабатываемой детали.

Для обоснования возможности управления точностью обработки на основе прогнозирования жесткости в данной точке рабочей зоны были проведены сравнительные экспериментальные исследования жесткости статическим методом с использованием разработанной автоматизированной системы и производственным методом (по В.А. Скрагану), а также исследование влияния на точность получаемого размера настройки станка с учетом прогнозирования распределения жесткости в рабочей зоне. Результаты экспериментов подтвердили адекватность полученных теоретических и экспериментальных зависимостей жесткости, установили несущественность различия при определении жесткости статическим и производственным методом, а также показали, что настройка станка с учетом распределения жесткости позволяет значительно, на 50 — 70 %, уменьшить погрешности обработки.

Рг

ч^ВЗрад! ЗгВЩ

Ру

'ВЗрад; •'у ВИ

-к.

(15)

Для определения периодических отклонений профиля поверхности предложена кинематическая модель образования систематических составляющих неровностей на обработанной поверхности с учетом колебаний УС станка (рис. 12), основанная на представлении (по А.П. Соколовскому) образования спиральной формы вибрационного следа на обработанной поверхности.

Рис. 12. Схема образования систематических составляющих неровностей на обработанной поверхности: а — поверхность обработанной детали с учетом колебаний упругой системы станка; б — гармонические погрешности профиля

в поперечных сечениях

Отклонения профиля в продольном сечении детали в направлении вектора Уд, формирующие волнистость поверхности, образуются как огибающая ряда периодических погрешностей в поперечных сечениях в направлении вектора V 5 определенных точками профиля в пересечении продольного сечения и ряда поперечных сечений, соответствующих оборотам детали. Высота волнистости при этом соответствует высоге неровностей в поперечном сечении, а для определения шага волнистости получено выражение .

где Бо — подача на оборот детали; % — фазовый сдвиг к-й составляющей полигармонических колебаний, имеющей максимальную амплитуду Ак тах.

Ординату профиля волнистости (рис. 13, а) в любом 1-м продольном сечении детали на ]-м обороте (в .¡-м поперечном сечении) при полигармонических колебаниях можно определить выражением

= ¿Ак^пЦс1! -[фкисх (17)

к=1

АРу« (18)

где

Фк = arctg—7—--<,. (19)

Здесь: юк - круговая частота k-й гармоники спектра периодических колебаний УС станка; Ак — амплитуда установившихся колебаний к-ой гармоники в направлении оси Y; фк - сдвиг по фазе погрешностей на смежных оборотах; АРук — амплитудное значение гармонической составляющей APyt sin o>kt силы резания; п - число гармоник в рассматриваемом частотном диапазоне.

Средняя высота волнистости Wz определяется по десяти точкам профиля (по пяти максимальным и пяти минимальным значениям yj¡) на базовой длине.

Систематическую составляющую шероховатости рассматриваем (по А.Г. Суслову) как сумму составляющих h| и h2, обусловленных соответственно формой и кинематикой перемещения инструмента (рис. 13, б) с радиусом при вершине г, а также колебаниями ±Ак инструмента относительно заготовки (рис. 13, в)

(h| + h2) = (2Ak + г) — у. (20)

Амплитуда А'к при этом определяется выражением, аналогичным (18).

Величину систематической составляющей hj профиля шероховатости, обусловленной колебаниями ±А'к инструмента относительно заготовки, можно определить

h2=[(2A'k+r)-y]-h,, (21)

где h| — составляющая профиля шероховатости, обусловленная формой инструмента и кинематикой его перемещения (рис. 13), величина которой определяется известными выражениями.

Й4 Лк 0г 0г 01

— . .... ...______

а / Оз

--✓^ч.. "О \Дч

^ >

(Ы*Ы ы

Рис. 13. Расчетные схемы образования периодических неровностей в продольном сечении: а - волнистость; б - составляющая шероховатости Ь); в — составляющая шероховатости Ь2

Математическим обеспечением решения предложенной модели является методика расчета периодических неровностей, образующихся на поверхности резания в поперечных сечениях в направлении вектора скорости резания V на 1-м, любом ]-м и последующих оборотах в условиях установившихся колебаний от неровностей в виде волнистости и шероховатости на исходной поверхности и поверхности резания на (] — 1)-м обороте и от внешних источников колебаний, а также методика определения амплитуд колебаний ВИ и ВЗ при действии внешних источников с учетом постоянной составляющей периодической силы резания.

При этом частота колебаний, обусловленных наличием неровностей на исходной поверхности, определяется выражением

о у юисх =2яГ—• ^исх

где V — скорость резания; 8„сх - шаг исходных неровностей.

Для учета колебаний от ВИК экспериментально определяется частотный спектр колебаний источников, и затем рассчитывается спектр

результирующих колебаний на конечных звеньях ВИ и ВЗ методом декомпозиции (с. 15).

Так, в результате экспериментальных исследований частотного спектра колебаний элементов УС токарного станка мод. 16Б16ФЗ установлено, что совокупность колебаний ВИК, например при п = 566 мин—1 и 8= 120 мм/мин, обеспечивает результирующие колебания ВИ и ВЗ в следующем диапазоне круговых частот: 31,5; 318; 1880; 2637; 4710; 6300; 7250; 8040; 9850; 12500; 13800; 17900 Гц.

Поскольку профиль периодических неровностей, определяющих волнистость в поперечном сечении на поверхности резания, соответствует траектории движения инструмента, имеющей в цикле колебаний форму эллипса перемещений, при его движении относительно условно неподвижной заготовки по оси Ъ со скоростью V (рис.14), то для обоснования использования в приведенных выше методиках аппарата теории гармонических колебаний исследована трансформация профиля траектории в зависимости от скорости V.

Рис. 14. Трансформация профиля движения эллипса перемещений в зависимости от скорости V

Установлены зависимости между V, параметром а - размером эллипса по оси X, частотой колебаний ю и размером ±Лу — проекцией эллипса на ось У.

Так для определения высоты XV профиля и шага колебаний Б получены зависимости:

яУ лУ „ „,

Б =-. V/ =-Ду, при V < 4-; = 2Ау, при V £ 4-.

со 2соа л л

Установлено, что при увеличении V исходный вогнутый или выпуклый петлеобразный профиль траектории колебаний (рис. 14, кривые а, б) трансформируется в полный периодический профиль, аппроксимируемый синусоидой (рис. 14, кривая в) уже при скоростях примерно 0,25 — 0,3 м/с. *

Высота (\У, , У/2 , Щ на рис. 14) и шаг Б ($1 , , Б3 на рис. 14) профиля колебаний соответствуют высоте Wz и шагу Бгп« профиля волнистости, образующейся на обработанной поверхности в направлении вектора V при данной частоте са.

Результаты проведенных исследований позволили создать совокупность расчетных процедур ввода коррекций управляющих программ (УП) для обеспечения заданной точности и качества обрабатываемых поверхностей на основе прогнозирования изменения жесткости УС и параметров колебаний инструмента и заготовки в любой 1-ой точке пространства рабочей зоны станка (рис. 15). Данные расчетные процедуры, реализованные в виде пакета прикладных программ, могут являться составной частью математического обеспечения систем управления технологическими процессами прогнозирующего типа.

Точность размера и формы в продольном сечении обеспечивается вводом коррекции (блок 8) в УП на глубину резания ^ в 1-м поперечном сечении с учетом рассчитанной погрешности ДЯ| . Заданные величины волнистости и шероховатости поверхности АМг и Яг обеспечиваются вводом коррекции режимов обработки 8о и (или) V (блоки 14,15).

С целью проверки выдвинутого положения о возможности обеспечения точности размера и формы детали в продольном сечении вводом коррекции в УП на глубину резания с учетом жесткости станка проводили обработку деталей на токарном станке с ЧПУ мод. 16Б16Т1. Обрабатывали два вида заготовок из стали 45: консольно установленную в патроне заготовку вала диаметром 50 мм и длиной 80 мм, и заготовку вала диаметром 30 мм и длиной 400 мм, установленную в центрах. Глубина резания при этом составляла 1 = 0,25 мм, подача Бо = 0,12 мм/об, скорость резания У= 100м/мин. Для определения влияния жесткости УС станка на точность формы детали в продольном направлении проводили обработку с коррекцией программируемых траекторий с учетом рассчитанных отношений жесткости УС станка к жесткости ТС.

Результаты экспериментов показали, что при обработке нежесткого вала, установленного в центрах (рис. 16) с вводом коррекции в УП по жесткости станка, максимальное отклонение формы детали в продольном сечении уменьшается с 25 до 15 мкм, или в 1,7 раза (кривая 5 на рис. 16), то есть примерно на 40 %, что соответствует отношению жесткости УС станка к жесткости ТС для данной схемы установки заготовки. В эксперименте по обработке вала, консольно установленного в патроне, доля жесткости УС станка в общей жесткости ТС доходит до 75 %, поэтому в данном случае при вводе коррекции по жесткости станка получено уменьшение максимального отклонения формы в продольном сечении (обратной конусности) с 80 до 30 мкм, или в 2,6 раза, то есть примерно на 65 %.

В шестой главе приведено использование результатов исследований при создании нестационарных металлорежущих систем. Принципиальной особенностью таких станков является то, что их формообразующие системы определенным образом устанавливаются (накладываются) непосредственно на конструктивные элементы обрабатываемого изделия. Поскольку они не имеют жесткой станины в полном понимании этого слова, то основными задачами при их проектировании является решение вопросов точного базирования относительно изделия и обеспечения достаточной жесткости и виброустойчивости.

С Начало

'ИД: Геометрические параметры УС ВИ и ВЗ. / 'Режимы обработки. Размеры обработки. Параметры исходной поверхности. Параметры колебаний ВИК. Упруго' диссипатинные параметры элементов УС

Программа расчета жесткости ВИ в ¡-й точке

Программа расчета жесткости ВЗ в 1-й точке

>.вн; Jxl, Jx2;

JyBHitJíBHi

—I-

Хвз; Jxl, Jx2; JYBIíi JzB3i

точность размера, погрешность формы

Жесткость УС станка

J íl- -- Jy,Zbh 'Jy,Zb3 IV,ZBH+iY.ZB3

качество поверхности

Расчет амплитуд колебаний Аан. вз от неровностей исходной пов-ти

Вероятностный расчет

колебаний от ВИК методом декомпозиции

Погрешность размера в i-й точке

«¡.j-i—üJ yk, ¡zm 3 + -Ü—bL.»,' JvB3 jVbh 2

Расчет суммарных амплшуд IA, щ поверхности резания при установквц;. колеб.

Коррекция УП: ti-l.M + ARi

Определение ординат неровностей в i-м продольном сечении Haj-м обороте ?j = ¡>к sin {coitt;-[срисх +й"1)9к1

волнистость

шероховатость

Нет

Коррекция УП:

v¡- v+¿v¡

Расчет систем, составляющих шероховатости Ь,, И), (по А.Г.Суслову)

Параметры выступов (h, + h2)=(2A'k + r)-y

Систематич. составляющая шероховатости hj hj = (hi + h2)-h,

Да

Коррекция УП:

So¡ = So + AS¡

ОБРАБОТКА

Рис. 15. Блок-схема математического обеспечения расчетных процедур определения коррекции УП

в системах управления ТП

Разработанные принципы обеспечения жесткости УС станка при проектировании практически реализованы при создании конструкции переносного накладного станка для обработки (восстановления) профиля канавок лифтовых шкивов на месте эксплуатации в машинном отделении.

Рис. 16. Зависимости погрешности вала по длине с коррекцией

программируемой траектории по жесткости: 1 — номинальная траектория; 2 - отклонение поверхности при программировании номинальной траектории; 3 — программируемая траектория с коррекцией по жест кости станка; 4 — отклонение поверхности

при коррекции по жесткости станка; 5 — программируемая траектория с коррекцией по жесткости ТС; 6 — отклонение поверхности при коррекции по

жесткости ТС

На рис. 17 приведена конструктивная схема, а на рис. 18 — общий вид станка. Основой несущей . системы станка является жесткая П-образная сварная рама 2 (рис. 17), которая базируется непосредственно на валу лебедки лифта. Такое решение позволило исключить влияние деформации опор вала лебедки на жесткость УС по оси У. Рама устанавливается

5 7«5

Рис. 17. Конструктивная схема станка для ремонта шкивов в машинных

отделениях:

I - амортизатор; 2 - П-образная рама; 3 - поворотный крестовый суппорт; 4 - опора качения правая; 5 - призма зажимная; 6 - призма базовая; 7 -- опора левая; 8 - гайка дифференцированная

Рис, 18..Общий вид станка

базовыми опорными призмами 6 на цилиндрические опоры 4, предварительно закрепленные на оси шкива. С помощью зажимных призм 5 рама закреплена на оси редуктора, образуя замкнутый контур «силовой скобы». Противоположная от оси редуктора часть рамы (поперечная труба) укладывается на два резино-металли ческих амортизатора 1, установленных на корпусе электродвигателя лебедки. Натяжение рамы на опорные амортизаторы производится одновременным вращением дифференциальных гаек 8 на стержневых стойках, соединяющих П-образную раму с рамой лебедки. В конструкции предусмотрено совпадение главной оси жесткости XI УС с вектором Р0 силы резания и осью стержневых стоек. Натяжение рамы на амортизаторы вводит ее в жестконапряженное состояние, что повышает виброустойчивость металлорежущей системы. Предусмотрена установка дополнительных гасителей вибраций в продольные трубы рамы, по два гасителя и четыре резиновых кольца в каждую трубу. Двухкоординатный поворотный крестовый суппорт 3, установленный на раме, позволяет обрабатывать боковые рабочие поверхности профиля канавок под углом 20°±5' с шероховатостью Яа 2,5 мкм, и наружный диаметр шкива с помощью сборных резцов, оснащенных сменными пластинами. . Вращение шкива при обработке — главное движение резания, обеспечивается приводом лебедки шкива. Разработанный переносный станок был изготовлен в лаборатории БГТУ, прошел испытания и внедрен в эксплуатацию в ОАО «Брянсклифт» для ремонта изношенных шкивов. Годовой экономическии эффект от использования одного переносного устройства составляет около 330 тыс. руб.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

1.В диссертационной работе решена научная проблема прогнозирования состояния станка по точности с учетом распределения его жесткости в пространстве рабочей зоны в реальном времени обработки детали, имеющая важное хозяйственное значение, заключающееся в повышении качества обрабатываемых деталей.

2. Установлено, что статическая и динамическая жесткость станка оказывает доминирующее влияние на изменение выходных параметров состояния станка по точности, обеспечивающих качество обработки деталей.

3. Распределение жесткости в пространстве рабочей зоны станка носит системный характер и функционально зависит от угла X, определяющего положение главных осей жесткости УС при взаимном расположении блоков ВИ и ВЗ в данной точке рабочей зоны, а также от соотношения составляющих силы резания в данный момент времени.

4. Установлено, что основным принципом, определяющим структуру ВИ и ВЗ, обеспечивающую максимальную жесткость, является совпадение направления главной оси жесткости XI, проходящей через центр жесткости УС, с вектором вероятного направления действия полной силы резания, приложенной в точке рабочего пространства, соответствующей среднему вероятному размеру обработки, то есть равенство углов А, и а.

5. Разработаны теоретические основы описания влияния мношкоординатной упругой системы станка на жесткость технологической системы и точность обработки для использования в математических моделях управления процессом обработки на станках, а также для определения нормируемых параметров станка, подлежащих обеспечению по критерию жесткости при проектировании.

6. Построена универсальная математическая модель миогокоординатных упругих систем станков с прямолинейными и круговыми движениями и методология расчета, позволяющая определить жесткость станка при любом взаимном положении инструмента и заготовки в пространстве рабочей зоны станка.

7. Теоретически и экспериментально установлена зависимость жесткости станка от положения главных осей жесткости упругой системы в данный момент времени относительно направления, определяющего точность обработки, и от соотношения составляющих силы резания, и получены расчетные зависимости, связывающие эти параметры с результирующей жесткостью станка.

8. Предложена модель динамической жесткости станка по рассматриваемой оси как отношение гармонической составляющей возмущающей силы по этой оси к проекции на ось результирующего эллипса перемещений, полученного совмещением перемещений в цикле колебаний конечных звеньев ветвей инструмента и заготовки.

9. Разработан метод декомпозиции по частотному спектру колебаний динамической модели м нс( ом ас с о вой упругой системы станка, находящейся под действием внешних источников колебаний, на основе которого создана методика вероятностного расчета амплитуд и фазовых сдвигов результирующих колебаний конечных звеньев ветвей инструмента и заготовки при действии совокупности внешних источников колебаний.

10. Разработана методология прогнозирования высотных и шаговых параметров систематических периодических отклонений профиля обработанной поверхности и точности получаемого размера при обработке с учетом колебаний упругой системы станка, включающая:

- методику расчета амплитуд вынужденных колебаний инструмента и заготовки, как элементов УС станка, находящейся под действием внешних источников колебаний с учетом постоянной составляющей силы резания и динамических характеристик системы;

- кинематику образования формы, высотных и шаговых параметров периодических неровностей на поверхности резания, учитывающие соотношение частотно-фазовых характеристик колебаний и скорости движения эллипса перемещений по поверхности резания;

- методику расчета периодических погрешностей на поверхности резания при обработке «по следу» в условиях установившегося колебательного процесса;

-модель образования систематических периодических отклонений профиля обработанной поверхности в продольном и поперечном сечениях с учетом периодических погрешностей на поверхности резания;

-методику расчета систематической составляющей шероховатости и волнистости обработанной поверхности в условиях колебаний упругой системы станка.

11. Установлено, что ввод коррекции в УП, учитывающую влияние жесткости УС станка на точность обработки, позволяет значительно, в 1,7 — 2,6 раза уменьшить погрешность обработки.

12. Разработана совокупность расчетных процедур определения коррекции управляющих программ для обеспечения заданной точности и качества обрабатываемых поверхностей.

13. Разработаны принципы структурно-параметрического синтеза упругих систем ветвей станка по критерию допустимой жесткости, обеспечивающие заданной уровень состояния станка по точности.

14. Результаты выполненных исследований нашли применение при проектировании нестационарных накладных металлорежущих систем и реализованы при создании переносного станка для обработки профиля канавок шкивов лифтов на месте их установки, что позволило получить значительный экономический эффект.

ОСНОВНЫЕ НАУЧНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ДИССЕРТАЦИИ ОТРАЖЕНЫ В СЛЕДУЮЩИХ ПУБЛИКАЦИЯХ:

1. Агафонов В.В., ДарымовО.И. Сверлильные и расточные станки. Типаж и технические характеристики // Справочник технолога-машиностроителя. В 2 т. Т. 2 / Под ред. A.M. Дальского, А.Г. Суслова,

A.Г. Косиловой, Р.К. Мещерякова. -5-е изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение-1, 2001. - С. 28 - 42.

2. Агафонов В.В. Устройство для обработки канатоведущих шкивов лифтов / В.В. Агафонов, О.И. Дарымов, АЛ". Суслов, В.И. Сухота // Машиностроитель. - 1997. - № 3. - С. 30 - 31.

3. Суслов А.Г. Влияние состояния станков на качество обрабатываемых поверхностей и системы адаптивного управления / А.Г. Суслов,

B.В. Агафонов, А.И. Демиденко, Д.И. Петрешин // Обработка металлов. -2001. -№ 1. - С. 26 - 31.

4. Горленко O.A. Технологическое повышение долговечности лифтовых шкивов / O.A. Горленко, В.В. Агафонов, Д.А. Суслов // Инженерный журнал. Справочник. - 2002. - № 4. - С. 31 - 34.

5. Агафонов В.В. Анализ автоматизированных станочных систем с помощью графовых теоретико-множественнных моделей // СТИН. - 2002. -№ 8. - С. 3 - 4.

6. Агафонов В.В. Теоретическое определение установившегося колебательного процесса упругой системы станка энергетическим методом // Обработка металлов. - 2004. - № 3. - С. 8 - 11.

7. Агафонов В.В. Расчет динамической жесткости упругой системы станка на основе теории координатной связи // СТИН. - 2004. - № 9. - С. 3 - 6.

8. Агафонов В.В. Теоретическое определение центра жесткости и положения главных осей многокоординатной упругой системы станка // СТИН. - 2005. - № 8. - С. 12 - 16.

9. Агафонов В.В. Расчет жесткости упругой системы станка методом декомпозиции на основе теории координатной связи // Инженерный журнал. Справочник. - 2005. - № 1. - С. 25 - 29.

10. Агафонов В.В. Влияние внешних источников колебаний на образование периодических погрешностей при обработке на станках // Обработка металлов. - 2005. - № 1. - С. 31 - 34.

11. Агафонов В.В. Определение погрешностей обработки с учетом динамических характеристик упругой системы станка// СТИН. - 2006. - № 5. -С.10-13.

12. Агафонов В.В. Систематические составляющие неровностей на обработанной поверхности с учетом колебаний упругой системы станка// Приложение. Инженерный журнал. Справочник. - 2006. - № 4. - С. 17 - 19.

13. Агафонов В.В. Параметры систематических погрешностей обработки с учетом динамических процессов в станке // Обработка металлов.

- 2006. - № 2. - С. - .

14. Агафонов В.В. Повышение показателей качества приводов металлорежущих станков / В.В. Агафонов, О.И. Дарымов // Проблемы повышения качества промышленной продукции. Сб. тр. 3-й междунар. науч.-техн. конф. / Под общ. ред. А.Г. Суслова. - Брянск: БГТУ, 1998. - С. 55 - 56.

15. Агафонов В.В. Восстановление профиля шкивов лифтов на месте их установки / В.В. Агафонов, О.И. Дарымов, Д.А. Суслов // Новые идеи, технологии и инвестиции. Тез. докл. II региональн. науч.-практич. конф. -Брянск: БИПКРО, 2000. - С. 63 - 64.

16. Агафонов В.В. Мехатронный модуль энергосберегающего привода станков / В.В. Агафонов, О.И. Дарымов // Инструмент Сибири. - 2000. - № 3.

- С. 29 - 30.

17. Агафонов В.В. Ресурсное обеспечение качества станков // Сертификация и управление качеством продукции. Матер. 2-й междунар. науч.-техн. конф. - Брянск, 2002. - С. 108 - 109.

18. Агафонов В.В. Влияние упругой системы станка на жесткость технологической системы и качество обработки // Актуальные проблемы конструкторско-технологического обеспечения машиностроительного производства. Матер, междунар. конф. - Волгоград, 2003. - С. 69 - 71.

19. Агафонов В.В. Технологическое обеспечение качества обработки с учетом жесткости станка // Контактная жесткость, износостойкость, технологическое обеспечение. Сб. тр. междунар. науч.-техн. конф. / Под общ. ред. А.Г. Суслова. - Брянск: БГТУ, 2003. - С. 236 - 239.

20. Агафонов В.В. Оценка состояния станков по динамической жесткости / В.В. Агафонов, В.П. Лексиков // Машиностроение и техносфера XXI века. Сб. тр. XI междунар. науч.-техн. конф. - Донецк, 2004. - Т. 1. - С. 12

- 16.

21. Агафонов B.B. Прогнозирование динамической жесткости станка в управляемых технологических системах // Динамика технологических систем. Сб. тр. VIII междунар. науч.-техн. конф. - Саратов, 2004. - С. 18 - 21.

22. Агафонов В.В. Обеспечение жесткости и виброустойчивости станка при проектировании Н Сб. тр. V междунар. конгресса «Конструкторско-технологическая информатика - 2005». -М.: Изд-во СТАНКИН, 2005. -С. 103-105.

23. Определение высотных параметров периодических погрешностей обработки по динамической податливости упругой системы станка // Обеспечение и повышение качества машин на этапах их жизненного цикла. Матер. 5-й междунар. науч.-техн. конф. / Под общ. ред. А.Г. Суслова. -Брянск: БГТУ, 2005. - С. 112 - 114.

24. Агафонов В.В. Роль оборудования в обеспечении качества изготовления деталей / В.В.Агафонов, Д.Н. Финатов, Д.И. Петрешин // Вестник БГТУ. - Брянск. - 2004. - № 1. - С. 50 - 58.

25. Агафонов В.В. Обеспечение жесткости станка при проектировании II Вестник БГТУ. - Брянск. - 2006. - № 2. - С. 97 - 102.

26. Агафонов В.В. Обеспечение надежности при проектировании станочных систем / В.В. Агафонов, О.И. Дарымов // Тез. докл. междунар. науч.-техн. конф. «Проблемы повышения качества машин». - Брянск. - 1994. -С. 50-51.

27. Агафонов В.В. Обеспечение качества функционирования автоматизированных станочных систем на этапе проектирования // Тез. докл. региональн. науч.-техн. конф. АТН РФ «Прогрессивные технологии — основа качества и производительности изделий». - Н. Новгород. - 1995. - С. 89 - 91.

28. A.C. 742100.CCCP.B23Q3/08.BH23, 1980. Устройство поддерживания обрабатываемых материалов при резке. - 4 с. Соавтор В.Т. Муцкий.

29. A.C. 1029268.CCCP.H01L2I/00; B23Q3/08.BH26, 1983. Устройство для поддерживания деталей при обработке. - 5 с. Соавтор В.Т. Муцкий.

Подписано в печать 05.09.06 Формат 60 х 84 № 16. Бумага офсетная Офсетная печать. Усл. печ. л. 2,0 Уч. - изд. л. 2,0 Тираж 100 экз. _Заказ 457_Бесплатно__

Брянский государственный технический университет.

241035, Брянск, бульвар им. 50-летия Октября, 7

Лаборатория оперативной полиграфии БГТУ, ул. Институтская, 16

Оглавление автор диссертации — доктора технических наук Агафонов, Виталий Васильевич

Введение.

1. Параметры состояния технологической системы, определяющие качество деталей, обрабатываемых на станках.

1.1.Факторы, определяющие точность размера и качество поверхности при обработке деталей на станках.

1.2.Влияние упругой системы станка на его жесткость.

1.3.Влияние жесткости упругой системы станка на образование систематических погрешностей при обработке.

2. Методология определения статической жесткости многокоординатных упругих систем станков.

2.1.Влияние упругой системы станка на жесткость станка как элемента технологической системы (общие положения).

2.2.0пределение жесткости упругой системы станка методом декомпозиции на основе теории координатной связи.

2.2.1.Определение положения главных осей жесткости и жест-костей по осям Х1в Х2В для верхнего подвижного блока в плоскости движения блока).

2.2.2.0пределение положения главных осей жесткости и жест-костей по этим осям для нижнего подвижного блока (в плоскости, перпендикулярной направленного движения блока).

2.2.3.Определение перемещений в упругой системе и ее жесткости

2.3.Теоретическое определение центра жесткости и положения главных осей жесткости многокоординатной упругой системы станка.

2.3.1 .Определение положения главных осей жесткости.

2.3.2.Расчет жесткости по главным осям жесткости Х1ус, Х2ус двухкоординатной упругой системы.

2.3.3.Определение перемещений и жесткостей по осям Y и Z двухкоординатной упругой системы.

2.4.Приведение трехмерной модели УС станка к плоской двухмерной модели.

2.5.0пределение жесткости упругой системы с конечным блоком кругового движения.

2.6.Эксперементальное исследование распределения жесткости в пространстве рабочей зоны токарного станка.

2.6.1 .Методика проведения исследований.

2.6.2.Результаты экспериментальных исследований жесткости . 143 2.7.0пределение условия «отрыва» подвижного блока от направляющих.

3.Методология определения динамических характеристик упругой системы станка.

3.1.Вынужденные колебания в упругой системе с одной степенью свободы.

3.2.0боснование метода декомпозиции при гармоническом анализе динамической модели многомассовой упругой системы.

3.2.1.Гармонический анализ упругой многомассовой системы с помощью системы дифференциальных уравнений.

3.2.2.0боснование метода декомпозиции для гармонического анализа динамической модели многомассовой упругой системы

3.2.3.Применение метода декомпозиции для анализа динамической модели многомассовой упругой системы с диссипа-тивными связями (в условиях вязкого трения).

3.3.Декомпозиция по частотному спектру колебаний динамической модели упругой системы станка, находящейся под действием внешних источников колебаний.

3.4.Эксперементальное исследование частотного спектра колебаний элементов упругой системы токарного станка.

3.4.1 .Методика проведения исследований.

3.4.2.Результаты экспериментальных исследований частотного спектра колебаний и их анализ.

3.5.Расчет результирующих колебаний колечных звеньев ветвей инструмента и заготовки под действием внешних источников колебаний методом декомпозиции динамической модели.

3.6.Вероятностный расчет амплитуд и фазовых сдвигов результирующих колебаний конечных звеньев ветвей инструмента и заготовки при действии совокупности внешних источников колебаний

3.7.Расчет динамической жесткости упругой системы станка на основе теории координатной связи.

3.7.1.Общие положения.

3.7.2.Динамические характеристики упругих систем ветвей инструмента и заготовки.

3.7.3.Динамические характеристики упругой системы станка.

3.7.4.0пределение динамической жесткости упругой системы станка с помощью эллипса перемещений инструмента относительно заготовки.

3.8.Исследование параметров эллипса перемещений.

4.0беспечение рациональных размерных параметров элементов упругой системы станка при проектировании по критерию жесткости.

4.1.Обеспечение состояния станка по точности при проектировании по критерию жесткости.

4.2.Параметры упругой системы, определяющие качество станка по критерию жесткости.

4.2.1 .Приведение расчетных схем станков различных типов и компоновок к универсальным расчетным схемам.

4.2.2.Структурные параметры, определяющие жесткость станка 278 4.3 .Определение жесткости опор подвижных блоков многокоординатных упругих систем.

4.3.1 .Расчет жесткости в стыках направляющих скольжения.

4.3.2.Расчет жесткости в стыках направляющих качения.

4.4.Приведение жесткости направляющих к точке приложения сил.

4.5.Автоматизированная система обеспечения состояния станка по критерию жесткости при проектировании.

4.5.1 .Проектные процедуры обеспечения состояния станка по точности по критерию жесткости.

4.5.2.Параметрический синтез элементов ветвей инструмента и заготовки.

5.Методология определения параметров качества обработки деталей с учетом динамических характеристик упругой системы станка.

5.1.Модель образования погрешностей обработки при действии силы резания, изменяющейся по периодическому закону.

5.2.0бразование погрешности размера в условиях деформации упругой системы станка при действии постоянной составляющей периодической силы резания. Блок-схема алгоритма расчета погрешности обработки.

5.3.Исследование точности обработки с учетом распределения жесткости в рабочей зоне станка.

5.3.1 .Методика проведения исследований.

5.3.2.Анализ результатов исследований.

5.4.Исследование влияния жесткости УС станка на отклонения профиля детали в продольном сечении.

5.5.Влияние внешних источников колебаний на образование периодических погрешностей на первом обороте детали.

5.6.Кинематика образования формы, высотных и шаговых параметров периодических погрешностей на первом обороте детали

5.7.Формообразование периодических погрешностей при обработке «по следу» с учетом периодических погрешностей на первом обороте в условиях установившегося колебательного процесса.

5.7.1.Теоретическое определение установившегося колебательного процесса в упругой системе станка энергетическим методом. 351.

5.7.2.Величина амплитуды колебаний упругой системы в условиях установившегося колебательного процесса. 366,

5.7.3.Определение высоты периодических погрешностей при обработке на первом и последующих оборотах.

5.8.Кинематика образования параметров систематических периодических отклонений профиля обработанной поверхности с учетом колебаний упругой системы станка.

5.8.1 .Модель образования параметров гармонической составляющей систематических периодических погрешностей на обработанной поверхности.

5.8.2.0бразование систематических полигармонических погрешностей обработанной поверхности. б.Использование результатов исследований при создании переносных металлорежущих систем.

6.1 .Задачи проектирования переносных металлорежущих систем

6.2.Техническое задание на проектирование накладного устройства

6.2.1.Исходные данные для разработки технического задания на проектирование.

6.2.2.Техническое задание на проектирование специального устройства.

6.3.Определение элементов металлообрабатывающей системы, обеспечивающей движения формообразования при восстановлении шкивов.

6.3.1 .Обрабатываемые поверхности и расчет припусков.

6.3.2.Движения формообразования металлорежущей системы

6.4.Разработка конструкции накладного устройства.

6.4.1 .Компоновочное проектирование.

6.4.2.Конструкция устройства восстановления шкивов.

6.5. Обеспечение критериев работоспособности устройства.

6.5.1 .Жесткость рамы в плоскости ХОY.3 99 ■

6.5.2.Жесткость рамы в плоскости YOZ.

6.6.Расчет экономической эффективности.

Введение 2006 год, диссертация по обработке конструкционных материалов в машиностроении, Агафонов, Виталий Васильевич

Современные тенденции развития машиностроения, переход к использованию автоматизированных станочных систем предъявляет требования к повышению точности получаемых размеров и качества обрабатываемых поверхностей деталей машин и приборов. Это связано с появлением новых все более точных машин и приборов. Не случайно начиная с 40-х годов 20-го века каждые 20 лет точность в технике повышается на порядок.

В настоящее время в результате теоретических и экспериментальных исследований большого числа ученых: В.Ф. Безъязычного, A.M. Дальского, B.C. Мухина, А.А. Маталина, А.Н. Овсеенко, Э.В, Рыжова, С.С. Силина, В.К. Старкова, А.Г. Суслова и др. накоплен значительный материал по технологическому обеспечению качества обработки, что позволяет создавать математические модели управления процессом обработки на станках. Однако эффективность использования таких моделей не всегда дает удовлетворительный результат, так как они с недостаточной полнотой учитывают влияние сложной многокоординатной упругой системы станка на статическую и динамическую жесткость технологической системы, следовательно, на качество обработки. Кроме этого, отсутствие зависимостей, описывающих влияние упругой многокоординатной системы станка на жесткость технологической системы и точность обработки не позволяет однозначно определить номенклатуру параметров, обеспечивающих состояние станка по точности в процессе эксплуатации.

В настоящее время в связи с применением систем ЧПУ типа PCNC находит развитие метод управления процессом обработки на станках с ЧПУ по априорной информации, основанный на прогнозировании точности обработки с учетом внешних возмущений в технологической системе. В работе [76, 78] описан новый подход к построению программ ЧПУ с учетом упругих деформаций режущего инструмента и заготовки, а так же эволюционных преобразований и динамической самоорганизации процесса резания на основе исследований по динамике технологических систем научной школы В.Л. Заковоротного.

Погрешности обработки на станке, возникающие в результате смещения элементов станочной системы под действием внешних сил, в большой мере определяются жесткостью системы в направлении вектора действующей силы. Наибольшее распространение получило определение жесткости технологической системы (ТС), основным компонентом которой является станок, предложенное А.П. Соколовским. Он назвал жесткостью ТС отношение составляющей Ру силы резания к перемещению по оси Y, определенному при действии полной силы резания Ро. Это определение жесткости системы является составляющей известных теоретических зависимостей для определения важнейших показателей качества деталей машин при обработке, таких как точность размеров, отклонение формы, шероховатость, волнистость поверхности и др., и используемых в математических моделях управление процессами обработки на станках. Проблемам влияния динамической жесткости и виброустойчивости станков на точность обработки в условиях вибраций при резании и колебаниях станков посвящены работы Б.М. Бржозовского, И.Г. Жаркова, А.А. Игнатьева, В.А. Кудинова, М.Е.Эльясберга и других ученых.

Расчетом выходной точности станка с учетом деформации узлов посвящены работы Б.М. Базрова, В.В. Бушуева, В.В. Каминской, В.Т. Портмана, А.С. Проникова, Д.Н. Решетова и других.

В работах В.А. Кудинова, А.П. Соколовского, Д.Н. Решетова и др. для оценки влияния упругой системы станка на жесткость, она рассматривается как система со многими степенями свободы на основе так называемой «теории координатной связи», согласно которой важнейшей особенностью упругой системы, вытекающей из того, что она имеет несколько степеней свободы, является зависимость между собой отдельных координатных перемещений элементов системы или, иначе, наличие связей обобщенных координат.

Анализ расчетных схем, построенных на основании изложенной конценции, показывает [22, 31], что жесткость многокоординатной упругой системы станка является величиной переменной и зависит от соотношения составляющих Pz и Ру силы резания, относительного смещения элементов системы, жесткостей по так называемым главным осям жесткости системы, положение главных осей жесткости в данный момент времени и других факторов. Иными словами, рассматривая технологическую систему на основе синергетической теории самоорганизации систем, что нашло отражение в работах В.Л. Заворотного [75], С.Н. Князевой [89] и др. авторов, можно сказать, что жесткость станка, как элемента технологической системы, определяющая состояние станка по параметру точности, сама подчиняется принципу самоорганизации в пространстве рабочей зоны станка в реальном времени обработки детали.

В этой связи исследование и описание влияния многокоординатной упругой системы станка на жесткость технологической системы и качество обработки с целью использования в математических моделях управления процессом обработки на станках, а так же для определения нормируемых параметров станка по критерию жесткости, подлежащих обеспечению в процессе проектирования, представляется актуальной научной проблемой. Цель работы:

Повышение качества обрабатываемых деталей на основе прогнозирования точности станка в реальном времени обработки детали с учетом распределения его жесткости в пространстве рабочей зоны. Методы исследований:

Исследования выполнены на основе фундаментальных положений теории упругости и теории колебаний, теории резания и теории технологической наследственности, с применением векторного анализа, дифференциального и интегрального начислений, и элементов теории вероятностей.

Научная новизна:

Основными научными результатами работы являются:

-математические модели многокоординатных упругих систем (УС) станков, позволяющие получить аналитические зависимости, связывающие структурные и размерные параметры упругой системы станка с его статической и динамической жесткостью при любом взаимном положении инструмента и заготовки в рабочей зоне станка в реальном времени обработки детали;

- метод декомпозиции по частотному спектру колебаний динамической модели многомассовой УС станка, находящейся под действием внешних источников колебаний (ВИК) - приводов станка, на основе которого создана методика вероятностного расчета амплитуд и фазовых сдвигов результирующих колебаний конечных звеньев ветвей инструмента (ВИ) и заготовки (ВЗ) при действии ВИК и силы резания;

- совокупность математических моделей формообразования геометрических параметров качества обрабатываемой детали в условиях установившегося колебательного процесса, обусловленного наличием неровностей на исходной поверхности и колебаниями от ВИК, отличительной особенностью решения которых является возможность прогнозирования параметров качества в реальном времени обработки детали с учетом изменения жесткости станка в пространстве рабочей зоны;

- методология определения рационального сочетания размерных параметров УС станка при проектировании с учетом критерия допустимой жесткости, обеспечивающего соответствующий уровень состояния станка по параметру точности.

Практическая ценность и реализация результатов работы:

3. Разработано математическое обеспечение расчетных процедур коррекций управляющих программ на основе прогнозирования качества обработки деталей с учетом распределения жесткости в рабочей зоне станка.

4. Разработанные принципы обеспечения жесткости станков практически реализованы при создании переносного накладного станка для восстановления профиля канавок лифтовых шкивов на месте эксплуатации в машинном отделении. Внедрение и эксплуатация в ОАО «Брянсклифт» подтвердило правильность предложенных решений и позволило существенно снизить затраты на ремонт лифтов.

Научные положения исследований используются в научном и учебном процессе при подготовке магистерских диссертаций, чтение лекций, выполнение курсовых и дипломных проектов.

Заключение диссертация на тему "Повышение качества обрабатываемых деталей на основе прогнозирования распределения жесткости в рабочей зоне станка"

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

1. В диссертационной работе решена научная проблема прогнозирования состояния станка по точности с учетом распределения жесткости в пространстве рабочей зоны в реальном времени, имеющая важное хозяйственное значение, заключающееся в повышении качества обрабатываемых деталей.

5. Разработаны теоретические основы описания влияния многокоординатной упругой системы станка на жесткость технологической системы и точность обработки для использования в математических моделях управления процессом обработки на станках, а также для определения нормируемых параметров станка, подлежащих обеспечению по критерию жесткости при проектировании.

6. Построена универсальная математическая модель многокоординатных упругих систем станков с прямолинейными и круговыми движениями и методология расчета, позволяющая определить жесткость станка при любом взаимном положении инструмента и заготовки в пространстве рабочей зоны станка.

9. Разработан метод декомпозиции по частотному спектру колебаний динамической модели многомассовой упругой системы станка, находящейся под действием внешних источников колебаний, на основе которого создана методика вероятностного расчета амплитуд и фазовых сдвигов результирующих колебаний конечных звеньев ветвей инструмента и заготовки при действии совокупности внешних источников колебаний.

- модель образования систематических периодических отклонений профиля обработанной поверхности в продольном и поперечном сечениях с учетом периодических погрешностей на поверхности резания;

- методику расчета систематической составляющей шероховатости и волнистости обработанной поверхности в условиях колебаний упругой системы станка.

11. Установлено, что ввод коррекции в УП, учитывающую влияние жесткости УС станка на точность обработки, позволяет значительно, в 1,7 -2,6 раза уменьшить погрешность обработки.

Библиография Агафонов, Виталий Васильевич, диссертация по теме Технологии и оборудование механической и физико-технической обработки

1. Аверченков В.И. Проектирование технологических процессов на основе системного подхода /В.И. Аверченков, О.А. Горленко//.- Брянск: БИТМ, 1986.-88с.

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

3. Аверьянов О.И. Автоматизированное проектирование компоновок металлорежущих станков /О.И. Аверьянов, A.JI. Воронов, Я.М. Гель-штейм// Станки и инструмент-1982, №8.-С. 6-7.

4. Аверьянов О.И. Информационное обеспечение автоматизированного проектирования компоновок МС с ЧПУ /О.И. Аверьянов, Я.М. Гель-штейм// Оборудование с ЧПУ.-М., 1982. Вып. 5.-С. 1-4.

5. Аврутин Ю.Д. Формирование шероховатости поверхности деталей при шлифовании периферией круга//Станки и инструмент,-1979, №7.-С. 2126.

6. Агафонов В.В. Устройство для обработки канатоведущих шкивов лиф-тов/В.В. Агафонов, О.И. Дарымов, А.Г. Суслов, В.И. Сухота// Машиностроитель.-! 997, №3.-С.30-31.

7. Агафонов В.В. Мехатронный модуль энергосберегающего привода стан-ков/В.В. Агафонов, О.И. Дарымов // Инструмент Сибири,-2000, №3. -С. 29-30.

8. Агафонов В.В. Анализ автоматизированных станочных систем с помощью графовых теоретико-множественных моделей // СТИН.-2002, №8-С. 3-4

9. Агафонов В.В. Теоретическое определение установившегося колебательного процесса упругой системы станка энергетическим методом // Обработкаметаллов-2004,№3-С. 8-11.

10. Агафонов В.В. Расчет динамической жесткости упругой системы станка на основе теории координатной связи // СТИН.-2004, №9.-С. 3-6.

11. Агафонов В.В. Расчет жесткости упругой системы станка методом декомпозиции на основе теории координатной связи // Инженерный журнал, Справочник-2005, №1.-С. 25-29.

12. Агафонов В.В. Теоретическое определение центра жесткости и положения главных осей многокоординатной упругой системы станка // СТИН.-2005, №8.-С. 12-16.

13. Агафонов В.В. Влияние внешних источников колебаний на образование периодических погрешностей при обработке на станках // Обработка металлов.-2005, №.1-С. 31-34.

14. Агафонов В.В. Определение погрешностей обработки с учетом динамических характеристик упругой системы станка // СТИН.-2006, №5.-С. 10-13.

15. Агафонов В.В. Систематические составляющие неровностей на обработанной поверхности с учетом колебаний упругой системы станка // Приложение. Справочник. Инженерный журнал.- 2006, №4.-С. 17-19.

16. Агафонов В.В. Параметры систематических погрешностей обработки с учетом динамических процессов в станке // Обработка металлов 2006, №2.-С. 18-19.

17. Агафонов В.В. Роль оборудования в обеспечении качества изготовления деталей / В.В. Агафонов, Д.Н. Финатов, Д.И. Петрешин // Вестник БГТУ. Брянск: 2004, №1.-С. 50-58.

18. Агафонов В.В. Обеспечение жесткости станка при проектировании // Вестник БГТУ.- Брянск: 2006, №2.-С. 97-102.

19. Агафонов В.В. Ресурсное обеспечение качества станков // Сертификация и управление качеством продукции. Материалы 2-й международной научно технической конференции - Брянск: 2002.-С. 108-109.

20. Агафонов В.В. Оценка состояния станков по динамической жесткости / В.В. Агафонов, В.П. Аексиков // Машиностроение и техносфера XXI века. Сб. трудов XI международной научно-технической конференции-Донецк: 2004.-Т. 1.-С. 12-16.

21. Агафонов В.В. Прогнозирование динамической жесткости упругой системы станка в управляемых технологических системах // Динамика технологических систем. Сб. трудов VII международной научно-технической конференции-Саратов: 2004.-С. 18-21.

22. Агафонов В.В. Обеспечение жесткости и виброустойчивости станка при проектировании // Сб. труд. V международного конгресса «Конструктор-ско-технологическая информатика-2005.»-М.: Издательство СТАН-КИН.-2005.-С. 103-105.

23. Агафонов В.В. Обеспечение надежности при проектировании станочных систем /В.В. Агафонов, О.И. Дарымов // Проблемы повышения качества машин. Тез. доклад международной научно-технической конференции-Брянск, 1994.-С. 50-51.

24. Агафонов В.В. Программный комплекс компоновочного проектирования станков / В.В. Агафонов, В.П. Лексиков, В.И. Сахаров // Тез. доклад 52-й научно-технической конференции. Брянск: БИТМ. -1994.-С. 1314.

25. Агафонов В.В. Влияние упругой системы станка на технологическую жесткость // Тезисы доклада 56-й научной конференции / Под ред. О.А. Горленко и И.В. Говора БГТУ, 2002.-С. 34-36.

26. Алешин А.К. Колебание в технологических машинах: Учебник для вузов. М.: Издательство СТАНКИН, 1999.-226с.

27. Базров Б.М. Расчет точности машин на ЭВМ М.: Машиностроение-1984-256с.

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

29. Базров Б.М. Совершенствование машиностроительного производства на основе модульной технологии // Станки и инструмент- 1985, №10.-С. 22-25.

30. Базров Б.М. Технологические основы проектирования самоподнастраи-вающихся станков-М.: Машиностроение, 1978.—216с.

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

32. Балакшин Б.С. Основы технологии машиностроения- М.: Машиностроение, 1969- 560с.

33. Безъязычный В.Ф. Назначение режимов резания по заданным параметрам качества поверхностного слоя-Ярославль, 1978.-86с.

34. Безъязычный В.Ф. Управление процессом обработки для обеспечения качества поверхностного слоя // Справочник. Инженерный журнал. Приложение-2002, №9.-С. 14-16.

35. Бельзецкий А.И. Оценка влияния теплового режима на точность металлорежущих станков на стадии проектирования // Известия вузов-1988, №6.-С. 120-126.

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

37. Бидерман B.JI. Теория механических колебаний: Учебник для вузов-М.: Высшая школа, 1980.^0с.

38. Бобров В.Ф. Основы теории резания металлов. М.: Машиностроение, 1975.-345с.

39. Бржозовский Б.М. Устойчивость движений механической системы при шлифовании / Б.М. Бржозовский, А.В. Кочетков, И.Н. Янкин // Автоматизация и современные технологии-2003, №8.-С. 13-15.

40. Бржозовский Б.М. Оптимальная наладка бесцентровых суперфинишных станков / Б.М. Бржозовский, О.В. Захаров // Динамика технологических систем. Сб. трудов VII международной научно-технической конференции-Саратов, 2004.-С. 139-143.

41. Бржозовский Б.М. Повышение точности бесцентрового суперфиниширования / Б.М. Бржозовский, О.В. Захаров, В.В. Погораздов // СТИН2001, №9.-С. 3-7.

42. Бржозовский Б.М. Динамический мониторинг и оптимизация процессов механической обработки / Б.М. Бржозовский, В.В. Мартынов // СТИН2002, №1.-С. 3-7.

43. Бржозовский Б.М. Управление станочными комплексами / Б.М. Бржозовский, В.В. Мартынов. Саратов: Издательство Сарат. гос. техн. ун-та, 2004.-44с.

44. Бржозовский Б.М. Влияние схем обработки на силовое воздействие в технологической системе и выбор структур технологических процессов / Б.М. Бржозовский, Л.Я. Кожуховская // Исследование станков и инструментов: Межвуз. сб.-Саратов, 2003 .-С. 15-21.

45. Бушуев В.В. Синтез оборудования параллельной кинематики / В.В. Бу-шуев, П.В. Подзоров // Исследование станков и инструментов для обработки сложных и точных поверхностей: Межвуз. науч. сб., 2002.-С. 1928.

46. Бушуев В.В. Основы конструирования станков- М.: Издательство СТАНКИН, 1992.-520с.

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

48. Васильевых Л.А. Интенсификация обработки нежестких деталей. Иркутск: Иркутский институт, 1990-280с.

49. Васильков Д.В. Динамика технологической системы механической обработки. СПб.: Издательство Инструмент, 1997.-230с.

50. Вейц В.JI. Задачи динамики, моделирования и обеспечения качества при механической обработке маложестких заготовок / B.JI. Вейц, Д.В. Васильков // СТИН.-1999,№6.-С. 9-13.

51. Виксман Е.С. Скоростное нарезание резьбы червяков / вихревое нарезание вращающегося резцами-М.: Машиностроение, 1966.-90с.

52. Врагов Ю.Д. Анализ компоновок металлорежущих станков М.: Машиностроение, 1978.-208с.

53. Гурман В.Е. Теория вероятностей и математическая статистика- М.: Высшая школа, 1977.-479с.

54. Гордеев А.С. Оптимизация полигармонических процессов механической обработки // Прогрессивные технологии и системы машиностроения. Международный сборник научных трудов. -Донецк: ДонГУ, вып. 25,2003.-С. 82-86.

55. Гордеев А.С. Частотный анализ системы СПИД /А.С. Гордеев, А. Н. Куцын // Вестник Национального технического университета «ХПИ». Сб. научных трудов. Тематический выпуск: Технологии в машиностроении. Харьков: НТУ «ХПИ».-2003,№16.-С. 127-132.

56. Горленко О.А. Технологическое повышение долговечности лифтовых шкивов / О.А. Горленко, В.В. Агафонов, Д.А. Суслов // Инженерный журнал. Справочник.-2002.-№4.-С. 31-34.

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

58. Дальский A.M. Технологическое обеспечение надежности высокоточных деталей машин. М.: Машиностроение, 1975.-224с.

59. Детали и механизмы металлорежущих станков. В 2-х т. Т. 1 / Под ред. Д.Н. Решетова. -М.: Машиностроение, 1972.-224с.

60. Динамика станков / В.И. Попов, В.И. Локтев. Киев: Издательство Техника, 1975.-136с.

61. Евстигнеев В.Н. Выбор основных размеров компоновок многооперационных станков с ЧПУ / В.Н. Евстигнеев, Г.С. Болотин, А.В. Гринглаз // Станки инструмент-1982,№11.-С. 5-9.

62. Евстигнеев В.Н. Оценка компоновок многоцелевых станков по критерию жесткости / В.Н. Евстигнеев, З.Н. Левина // Станки и инструмент-1984, №Ц.-С. 6-8.

63. Жарков И.Г. Вибрации при обработке лезвийным инструментом. Л.: Машиностроение. Ленинградское отделение, 1986.-184с.

64. Заковоротный В.Л. Динамическая самоорганизация процесса резания / В.Л. Заковоротный, А.Д. Лукьянов, О.О. Потравко // Проектирование технологических машин-2000. Вып. 18.-С. 3-10.

65. Заковоротный В.Л. Методика идентификации параметров нелинейной динамической модели процесса резания / В. Л. Заковоротный, А.Д. Лукьянов, О.О. Потравко // Проектирование технологических машин. -2000. Вып. 18.-С. 26-32.

66. Заковоротный В.Л. Динамика процесса резания. Синергетический подход / В.Л. Заковоротный, М.Б. Флек. Ростов-на-Дону: «Терра». 2006,-876с.

67. Заковоротный В.Л. Определение оптимальных траекторий формообразующих движений при обработке резанием / В.Л. Заковоротный, Д.А.

68. Волошин, В.В. Долгов, А.Д, Лукьянов, М.Б. Флек // Вестник ДГТУ, Издательство центр. ДГТУ, 2001, т. 1, №3.-С. 86-109.

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

70. Ильин М.М. Теория колебаний: учебник для вузов / М.М. Ильин, К.С. Колесников, Ю.С. Саратов; под ред. К.С. Колесникова. Издательство 2-е, стер. - М.: Издательство МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2003. - 271с.

71. Иноземцев Г.Г. Оптимизация процесса резания с учетом динамического состояния оборудования / Г.Г. Иноземцев, В.В. Мартынов, М.Б. Бровко-ва // СТИН.-1997, №12.-С. 9-13.

72. Кабалдин Ю.Г. Нейросетевое моделирование динамики технологических систем механообработки / Ю.Г. Кабалдин, С.В. Серый // Динамика технологических систем. Сб. трудов VII международной научно-технической конференции. Саратов, 2004.-С. 179-182.

73. Каминская В.В. Расчеты на виброустойчивость в станкостроении . М.: Машиностроения, 1985.-56с.

74. Каминская В.В. Расчетный анализ динамических характеристик несущих систем станков / В.В. Каминская, А.В. Гринглаз // Станки и инстру-мент-1989, №12.-С. 10-13.

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

76. Каминская В.В. Автоматизированный расчет направляющих скольжения /В.В. Каминская, И.И. Равве // Автоматизация расчетов и проектарования металлорежущих станков. Сб. научных трудов ЭНИМС, 1988-С.115-120.

77. Качество машин: Справочник в 2-т. Т. 1 / А.Г. Суслов, Э.Д. Браун, Н.А. Виткевич и др. / Под общ. ред. А.Г. Суслова. М.: Машиностроение, 1995.-256с.

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

79. Князева С.Н. Законы эволюции и самоорганизации сложных систем. -М.: Наука, 1999.-325с.

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

81. Корсаков B.C. Точность механической обработки. М.: Издательство Машгиз, 1961.-380с.

82. Кудинов В.А. Динамика станков. М.: Машиностроение, 1967.-360с.

83. Кудинов А.В. Фрактальный подход к формированию поверхностей на металлорежущих станках // СТИН.-1996, №6.-С. 13-16.

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

85. Лазарев Г.С. Расчет точности размеров и формы деталей при точении // Жесткость в машиностроении. Тез. докл. Всесоюзной научно-технической конференции. Брянск, 1971.-С. 168-173.

86. Левин А.Н. Принципы автоматизированного проектирования металлорежущих станков // Автоматизация расчетов и проектирования металлорежущих станков: Сб. и науч. трудов. -М.: ЭНИМС, 1988. С. 3-12.

87. Левина З.М. Контактная жесткость машин / 3. М. Левина, Д. Н. Реше-тов. -М.: Машиностроение, 1971.-264с.

88. Левина З.М. Влияние упругих перемещений в стыках на жесткость металлорежущих станков. // Жесткость в машиностроении. Тез. докл. Всесоюзной научно-технической конференции. Брянск, 1971.-С. 160-173.

89. Лоповок Т.С. Волнистость поверхности и ее измерение М.: Издательство стандартов, 1973 .-184с.

90. Лукьянов А.Д. Фрактальная структура вибрационных колебаний при резании металлов // Динамика технологических систем. Материалы VII международной научно-технической конференции Саратов, - 2004. -С. 259-263.

91. Ю2.Маеров А.Г. Устройство, основы конструирования и расчет металлообрабатывающих станков и автоматических линий М.: Машиностроение, 1986.-368с.

92. Макаров А.Д. Оптимизация процессов резания М.: Машиностроение, 1976.-278с.

93. Мещеряков Р.К. Точность обработки деталей машин. В кн. 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.-912с.

94. Маталин А.А. Качество поверхности и эксплуатационные свойства деталей машин-М.: Машиностроение, 1996.-252с.

95. Маталин А.А. Технология механической обработки Л.: Машиностроение, 1977-460с.

96. Машиностроение. Энциклопедия. Т. III 3. Технология изготовления деталей машин / A.M. Дальский, А.Г. Суслов, Ю.Ф. Назаров и др.; Под общ. ред. А.Г. Суслова-М.: Машиностроение, 2000.-840с.

97. Металлорежущие станки: Учебник для вузов / П.И. Ящерицин, В.Д. Ефремов / Под ред. А.И. Кочергина Минск: Издательство БГАТУ, 2001.446 С.

98. Обрабатывающее оборудование нового поколения. Концепция проектирования / B.JI. Афонин, А.Ф. Крайнев и др.; Под ред. В.А. Афонина М.: Машиностроение, 2001.-256с.

99. Общемашиностроительные нормативы резания для нормирования работ на металлорежущих станках. В 2-х т. Т. 1- М.: Машиностроение, 1974.-418с.

100. Общемашиностроительные нормативы резания для нормирования работ на металлорежущих станках. В 2-х т. Т. 2- М.: Машиностроение, 1974.-200с.

101. Овсеенко А.Н. Технологическое обеспечение качества изделий машиностроения. Учебное пособие-М.: «Янус-К», 2004-296с.

102. Опитц Г. Современная техника производства, состояние и тенденции. Сокр. перевод с англ. / Под ред. В.В. Васильева М.: Машиностроение, 1975.-280с.

103. Podzorov P. V., Buschuev V. V. Synthesis of the Equjpment on the Base of Parallel Kinematic Seminar: Development Methods and Application Experience of Parallel Kinematics. Chemnitz, 2002, p. 861-882.

104. Попов С.А. Алмазно-абразивная обработка металлов и твердых сплавов / С.А. Попов, Н.П. Малевский, A.M. Терещенко М.: Машиностроение, 1977.-236с.

105. Портман В.Т. Модель выходной точности станка / В.Т. Портман, В.Г. Шустер // Вестник машиностроения,-1983, №9.-С. 30-33.

106. Портман В.Т. Суммирование погрешностей при аналитическом расчете точности станка // Станки и инструмент-1980, №1.-С. 6-8.

107. Портман В.Т. Топологическая классификация процессов формирования // СТИН.,-1995, №4-С. 3-5.

108. Портман В.Т. Классификация и синтез расчетных моделей механики станков // Станки и инструмент-1998, №3.-С. 12-15.

109. Портман В.Т. Синтез компоновок станков на основе анализа процесса формообразования// Станки и инструмент-1982, №7.-С. 8-11.

110. Портман В.Т. Автоматизированная система расчетов точности станков / В.Т. Портман, В.Г. Шустер, Ю.К. Ребане и др. // Автоматизация проектирования и технологической подготовки производства в станкостроении. Сб. науч. трудов ЭНИМС, 1985.-С. 99-110.

111. Прилуцкий В.А. Технологические методы снижения волнистости поверхностей-М.: Машиностроение, 1978.-136с.

112. Проников А.С. Программный метод испытания металлорежущих станков-М.: Машиностроение, 1985.-288с.

113. Пуш А.В. Траектория оси шпиндельного узла как показатель его качества / А.В. Пуш, В.В. Юркевич // Проектирование технологических машин: Сб. науч. трудов / Под ред. А.В. Пуша.- М.: MFTY СТАНКИН, 1997.-Вып.6.-С.З-5.

114. Расчетный анализ деформационных, динамических и температурных характеристик шпиндельных узлов при проектировании: Метод, рекомендации / З.М. Левина, И.Г. Горелик, И.А. Зверев, А.П. Сегида- М.: ЭНИМС, 1989.-64С.

115. Расчеты экономической эффективности новой техники: Справочник / Под общ. ред. К.М. Великанова.-2-е изд., перераб и доп.- Л.: Машиностроение. Ленинградское отд-ние, 1990.-448с.

116. Режимы резания металлов. Справочник. Изд. 3-е, перераб. и доп.- М.: Машиностроение, 1972.-407с.

117. Резников А.Н. Тепловые процессы в технологических системах / А.Н. Резников, А.А. Резников-М.: Машиностроение, 1990.-288с.

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

119. Решетов Д.Н. Демпфирование колебаний в деталях станков / Д.Н. Решетов, З.М. Левина // В кн. Исследование колебаний металлорежущих станков при резании металлов / Под ред. В.И. Дикушина, Д.Н. Решетова-М.: Машгиз, 1958.-С. 45-87.

120. Решетов Д.Н. Повышение точности металлорежущих станков М.: Издательство НИИМАШ, 1979.-1 Юс.

121. Рыжов Э.В. Контактная жесткость деталей машин М.: Машиностроение, 1966.-194с.

122. Рыжов Э.В. Технологическое обеспечение эксплуатационных свойств деталей машин / Э.В. Рыжов, А.Г. Суслов, В.П. Федоров М.: Машиностроение, 1977.-100с.

123. Рыжов Э.В. Оптимизация технологических процессов механической обработки / Э.В. Рыжов, В.И. Аверченков Киев: Наукова думка, 1989.-222с.

124. Сигорский В.П. Математический аппарат инженера. Изд. 2-е, стереотип-Киев: Издательство Техника, 1977.-768с.

125. Силин С.С. Метод подобия при резании металлов М.: Машиностроение, 1979.-153с.

126. Силин С.С. Аналитическое определение теплофизических и физико-механических характеристик процесса лезвийной обработки материалов / С.С. Силин , В.А. Козлов // Вестник машиностроения-1993, №5-6.-С. 32-33.

127. Случайные колебания. Ред. С. Кренделл. Пер.с англ. / Под ред. А.А. Первозванского.-М.: Издательство Мир, 1967.-356с.

128. Соколовский А.П. Научные основы технологии машиностроения М,-JL: Издательство Машгиз, 1955-515с.

129. Соколовский А.П. Жесткость в технологии машиностроения- M.-JL: Издательство Машгиз, 1946.

130. Соколовский А.П. Расчеты точности обработки на металлорежущих станках-М.: Издательство Машгиз, 1952-288с.

131. 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., пе-рераб. и доп.- М.: Машиностроение-1,2001.-912с.

132. 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.-905с.

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

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

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

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

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

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

139. Суслов А.Г. Технологическое обеспечение контактной жесткости соединений-М.: Машиностроение, 1977.-100с.

140. Суслов А.Г. Оперативный контроль состояния технологического оборудования / А.Г. Суслов, А.И. Демиденко // Инструмент Сибири-2000, №3.-С. 5-7.

141. Суслов А.Г. Инженерия поверхности-резерв в конкурентоспособности машины // Справочник. Инженерный журнал. Приложение-2001, №4.-С. 3-9.

142. Схиртладзе А.Г. Технологическое оборудование машиностроительных производств: Учеб. пособие для спец. вузов / А.Г. Схиртладзе, В.Ю. Новиков; Под ред. Ю.М. Соломенцева.-2-е изд., перераб. и доп.- М.: Высшая школа, 2001.-407с.

143. Тараненко В.А. Обработка нежестких деталей при приложении растягивающегося усилия //Станки и инструмент-1978, №8.-С. 33-34.

144. Технологические основы обеспечения качества машин / К.С. Колесников, Г.Ф. Баландин, A.M. Дальский и др.: Под общ. ред. К.С. Колесникова-М.: Машиностроение, 1990.-256с.

145. Технологическая наследственность в машиностроительном производстве / A.M. Дальский, Б.М. Базров, А.С. Васильев и др.: Под общ. ред. А.М.Дальского-М.: Издательство МАИ, 2000.-364с.

146. Тугенгольд А.К. Интеллектуальное управление станком по состоянию элементов технологической системы / А.К. Тугенгольд, В.А. Герасимов, Е.А. Лукьянов // СТИН.-1997, №3.-С. 7-13.

147. Тураносов С.М. Модель динамической системы токарного станка для условий технической диагностики // Известия ТулГу. Серия Технология машиностроения. Вып. 2.-Тула: Издательство ТулГу, 2004.-С. 97-100.

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

149. Хомяков B.C. Автоматизированное проектирование компоновок металлорежущих станков // B.C. Хомяков, Н.Н. Давыдов // Станки и инстру-мент-1990, №5.-С. 4-7.

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

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

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

153. Чернянский П.М. Анализ точности технологических систем в условиях силового воздействия // Известия вузов. Машиностроение, 1984,№4.-С. 151-156.

154. Шнейдер Ю.Г. Образование регулярных микрорельефов на деталях и их эксплуатационные свойства.- Л.: Машиностроение, 1972.-2Юс.

155. Шустер В.Г. Система оценок выходной точности обработанной поверхности //Станки и инструмент.-1985,№11.-С. 12-16.

156. Эльясберг М.Е. Автоколебания металлорежущих станков: Теория и практика.-СПБ: ОКБС, 1993.-182с.

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

158. Dynamishe Analyse modifizierte elastischer Systeme am Beispiel von Verkzeigmashinengestellen/ Koch Т/ "Werkstattstechnik"? 1985, 75, № 2, c.99- 103.

159. Messung und Analese statisher Verformugen an Verkzeugmashi-nen/Wassmann Udo//Techn/ Mess/ 1996/ - 63, № 2. - C.43 - 50.

160. Zakovorotny V, L., Lukjanov A. D., Voloshin D. V. The modeling of evolution transfomation in cutting in metal cutting mashine tools. Engineering & automation problems//International j. M. 2004, № 1. - C.68 - 77.

161. A.C. СССР №742100. B23Q3/08. Устройство для поддерживания обрабатываемых материалов при резке.-4с./ В.В. Агафонов, В.Т. Муцкий-Опубл. 25.06.80. Бюл.№23.

162. А.С. СССР№ 1029268. H01L21/0; B23Q3/08. Устройство для поддерживания деталей при обработке.-5с. / В.В. Агафонов, В.Т. Муцкий Опубл. 15.07.83. Бюл.№26.

Похожие работы

Обработка конструкционных материалов в машиностроении
05.03.00