автореферат диссертации по машиностроению и машиноведению, 05.02.08, диссертация на тему:Повышение точности обработки отверстий путем применения механической адаптивной системы

РГ.Б ОД

Не прнмх рукописи

: О ЛЕВ 1398

А&т Шреет Тарек Ахмед

ПОВЫШЕНИЕ ТОЧНОСТИ ОБРАБОТКИ ОТВЕРСТИЙ ПУТЕМ ПРИМЕНЕНИЯ МЕХАНИЧЕСКОЙ АДАПТИВНОЙ СИСТЕМЫ

Скецналыюеть OS.03.08 - технологи* мшшпюстроешш

АВТОРЕФЕРАТ дмсосртлцм яА емккшвм укшоЛ СГЙКП кавдндата технических паук

САНКТ-ПЕТЕРКУЙГ 1996

Работа выпо&нева в Санкт-Петербургском Государственном Техническом университете

Научный руководитель:' к. т. и., доп. РоэовосяЯ Б. Я.

Официальные оппоненты; д. т. в. проф. Шатсрнн М. А.

к т. в., доп. Чижевский А. Б.

Ведущая организация: АООТ завод систем программного

управления "СПУ", г. СанктПетерСург

Зашита состоите» 27 Фсврала 1996 г. ва заседании диссертациопного совета ,Д 063.31.16 С.-Петербургского государственного технического университета ■ 16 часов, в ауд. 41,1 учебный корпус.

С диссертацей можно ознакомиться в библиотеке СПбГТУ.

Отзыв ва автореферат, заверенный печатью, просим направить по адресу: 195251, С.Петербург, Политехническая уя. 29,

ученому секретарю диссертационного Совета Д 063.31.16. Сеячило И. А Автореферат разослан_Января 1996 г.

Ученый секретарь диссертационного Совета Д 063.38.16 к. т. н. доц.

СЕНЧИЛО И. А

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

. В настоящее время задачи повышения точности и производи-гельности механической обработки является одним из важных условий технического iporpecca в машиностроешт.

Анализ литературных источников по решению этих задач показывает, что одним из определяющих этапов механообработки, закладывающих основы дальнейшей точности и производительности, является токарная обработка. Согласно литературным данным свыше 50% всей номенклатуры заготовок, обрабатываемых на заводах РФ, представляют собой зетали типа тел вращения, изготовление которых не обходится без токарной обработки.

Анализируя литературные источники по вопросам повышения производительности и вдетюкения высокого качества механической обработки резанием можно прийти к тому, что при неполной дня технолога исходной информации о ходе процесса (операции) резания наиболее эффективным методой управления процессом резания является пока применение различного рода адаптивных систем. Но существуют некоторые проблемы, которые препэтетвуюг широкому применению в производстве таких систем, связанные с их недостаточной надежности работы, и в большинстве случаев сложности и малой универсальности.

Указанные недостатки в значительной степени могут быть устранены при использовании механических адаптивных систем (MAC). В связи с этим настоящая работа, посвященная разработке конструкции, расчету и определению эксплуатационных характеристик MAC управления процессом механообработки резанием, является актуальной.

I Гель работы. Разработка технологичной конструкции MAC, позволяющей расширять технологические возможности расточной токарной обработки деталей типа втулок; замены в ряде случаев финишной обработки (шлифование) резанием лезвийнным инструментом, обеспечивая при этом точность размеров в пределах 7...9 квалитетов, точность формы в пределах 6...S степени и шероховатость поверхностей с высотой неровностей не более 3,2 мкм по критерию Ra; исследование виброусгойчивости технологической системы и разработка мероприятий по ее повышению.

В связи с этим задачи исследования в рамках данной работы можно сформулировать следующем образом: анализ, разрабопса и экспериментальное исследования систем адаптивного управления точностью механообработки резанием; исследование колебаний и виброусгойчивости технологической системы совместно с адаптивной.

Методы исследования. В работе использованы теория сопротивления материалов, упругости, метод конечных элементов, теория вероятностей и математическая статистика.

Оггредсленне параметров колебательпых контуров расчетной модели Технологической

системы совместно с MAC выполнялись на базе общепринятой методики исследования динамики станков.

Исследование устойчивости движения технологической системы, оснащенной MAC, выполнялось графо-аналитическям методами с использованием фазовой плоскости и бифуркационной диаграммы.

Экспериментальная проверка полученных результатов и расчетных данных проводилась в лабораторных и цеховых условиях.

В работе широко использованы ЭВМ.

Научную новизну работы составляют:

1. Методика расчета адаптивной системы, разработанная с целью определения зависимости упругих деформаций MAC от сил действующих в процессе резания.

2. Математическая модель технологической токарной системы, оснащенной MAC, .представляющая собой систему с одной степенью свободы: MAC в направлении действия осевой составляющей силы резания, т.е. в направлении оси X.

3. Установление области устойчивого резания с учетом нелинейных характеристик силы резания.

Практическая ценность работы заключается в следующем:

- разработке механического адаптивного устройства, позволяющего в значительной степени компенсировать погрешности, возникающие от упругих деформаций технологической системы, н тем самым повышать точность токарной обработки отверстий по всем ее параметрам.

- разработке уточненной методики определения жесткости MAC в зависимости от ее основных параметров и усилия резания.

- Показана возможность успешного использования резца-системы, оснащенного минералокерамичсскими режущими пластинами дня управления шероховатостью процесса токарной обработки отверстий.

Пг^ННЧТТенная реализация работы. Разработанная MAC прошла промышленное опробования по обработке центральной втулки зад него моста трактора К-701.

Апробация работы. Диссертационная работа и ее отдельные разделы докладывались и обсуждались на научных семинарах кафедры "Технология машиностроения" СП6ГТУ в 1993,1994, и 1995 годах.

Публиуйиии. Основные результаты работы изложены в трех статьях, одна напечатан-на в журнале "Международная научно-техническая конференция" // TECHNOLOGY-94.-Санкг-Пегербург, 1994 с. 16, А, две другие приняты к печати в ОПЫТУ и институте м&шнно-• ' 4 .

строения.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, б разделов с выводами о каждом разделе, основных выводов и заключения. Содержит 133 страниц текста, 14 таблиц, 56 рисунков, список литературы ш 107 наименований, и приложения-14 страниц.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении. На основе краткого анализа проблемы повышения точности и производительности механической токарной обработки обоснована необходимость применения систем адаптивного управления.

В первой пш?е сформулировала задача исследования. Дан обзор работ по вопросам успешного применения шшералоетрашгческого инструмента и его влияния на повышение точности и улучшения качества токарной о «работки. Приведены характеристики и свойства сверхтвердых инструментальных материалов. Проведенный обзор показывает целесообразность применения оксидной карбидной керамики в качестве режущего инструмента для расточной токарной обработки деталей из различного рода сталей и чугунов. Эгш основывается успешным применением данной труппы керамики в работах Аухенова М.М., Боброва Д.В., Жедн В .П., Лескова A.B., Максимова A.A., Розовского Б.Я., Сергеева А.Г., и других исследователей.

В работе проведен широкий обзор по системам управления процессом металлообработки резанием. Анализ литературных источников показывает, что определенной классификации систем управления как таковой нет, их можно классифицировать по структуре, алгоритмам управления и функционирования, способности приспособления, виду обратной связи, числу управляемых параметров и т. д.

Анализ работ Балакшина Б.С., Соломенцева Ю.М., Скрагана В.А., Базрова Б.М., Жукова Э.Л., Подураева В.Н., и других исследователей показывает, что при неполной исходной информации о ходе процесса резания, средства адаптивного управления являются пока единственным методом эффективного управления процессом резания. Указанные средства позволяют производить коррекцию параметров при резании и сводить к минимуму негативное влияние возможных факторов производства для достижения наивысших показателей по точности, качеству, технологической ттадежности, производительности и экономичности процесса резания.

Разработанные до недавнего времени электрические, эяеюро гидравлические, электромеханические, гидравлические и другие типы здаптивиых систем сложны по конструкции и эксплуатации; имеют такие недостатки, связанные с запаздыванием в обработке исходных данных, необходимых для проведения коррекции технологической системы для выполнения

заданных требований; требуют специальных измерительных, преобразующих, усилительны! устройств, которые являются причиной их низкой надежности.

Механические системы лишены большинства указанных недостатков. Они просты i гоготоглении и эксплуатации; имеют высокое быстродействие, поскольку в данном случае i качестве управляющего сигнала поднастройки используется сам возмущающий фактор, чте приближает момент получения информпции о необходимости проведении поднастройки л моменту ее исполнения; кроме того механические адаптивные системы не требуют вышеуказанных специальных дополщггельных устройств, <тго является причиной их высокой надежности.

Механические адаптивные системы позволяют управлять упругими деформациями технологической системы, влияющими на точность формы, как в продольном, так и в поперечном сечениях заготовок.

^ Вместе с тем конструктивные особенности механических систем обусловливают их пониженную жесткость, а, следовательно, и их повышенную склонность х колебаниям. В связи с этим необходимо произвести анализ их колебательных движений совместно с технологической системой с целью выявления условия обработки, при соблюдении которых не возникают автоколебания.

Как известно, динамика станочных систем описывается нелинейными деференциаль-ными уравнениями и вопрос об устойчивости этих систем может быть решен как аналитическим, так н графическим путем. В диссертационной работе проведен анализ обоих методов исследования.

Применение аналитического метода исследования требует, чтобы все физические процессы, характеризующие поведения колебательной системы, были представлены в виде математических выражений.

Нахождение аналитического решения дифференциального уравнения, если это возможно, обычно дает значительные преимущества. Аналитическое решение получается в алгебраической форме и не требует введения численных значений параметров или начальных условий в процессе решения. Когда же такое решение получено, можно подставить любые численные значения и исследовать всю совокупность решений, описываемых дифференциальным уравнением. Однако следует иметь ввиду, что только очень немногие из уравнений, описывающих реальные колебательные системы, достаточно просты и допускают точное решение для произвольно выбранного нелинейного дифференциального уравнения. Поэтому для некоторых, часто встречающихся классов нелинейных уравнений, единственно пригодным являются различного вида методы приближений, такие как малого

1раметра, метод усреднения, энергетический метод, и метод гармонического баланса.

Графические методы анализа являются одним из важных способов исследования !зличных явлений, связанных с нелинейными колебаниями. С помощью графических етодов решения дифференциальных уравнений ищутся в виде интегральных кривых на азовой плоскости или, более общим образом, на плоскости состояний. Различают следую-' (не основные графические методы: метод изоклин, метод Льенара, дельта метод.

Основным преимуществом графических методов является большая наглядность изическон сущности происходящих процессов. Они позволяют наиболее полно учеа:4. все елинейкые зависимости, присущие данной системе. Недостатком графических методов вляется то, что они дают частные решения для конкретных значений параметров системы.

Проведенный анализ по методам исследования устойчивости позволяет сделать вывод возможности использования как графического, так и аналитического метода: для исследо-алия устойчивости расточной токарной обработай.

Вторая глава, посвящена разработке и исследованию адаптивной механической нсгемы, позволяющей компенсировать погрешности от упругих деформаций технологи-гской системы, возникающих в процессе токарной обработки отверстий. Эта система .снована на автоматическом управлении процессом обработки, обеспечивающим повыше-ше точности обработки путем динамической настройки станка в процессе резавия за счет табилизации усилий резания и применения механизма коррекции упругих перемещений ехнологнчеасой системы. Механизм коррекции представляет собой упругие пружины, >асположенные в вертикальной плоскости под углом 14 градусов относительно продольной >си обрабатываемой заготовки. Такое расположите упругих пружин придает системе юнижепную жесткость в направлении X и некоторую податливость в направлении Y.

В процессе обработки сила резания изменяется под влиянием переменных условий >брабогки. В частности, к изменению сипы приводят колебание припуска на обработку, солебание механических свойств материала обрабатываемых заготовок и другие факторы.

Непостоянство усилия резаная приводит х ««равномерным упругим отжатиям техн». югической системы, которые в свою очередь являются причиной возникновения погреш--тости формы обработанной поверхности, а следовательно, и колебания ее размеров.

Известны устройства дня коррекции упругих перемещении, когда при резании преобладающими являются составляющие Pz и Ру. В данной работе, разработанная MAC позво-тяет компенсировать упругие отжатая при превалирующем влиянии осевой составляющей силы резания Рх.

Л

Рис. 1. Конструктивная схема MAC

Конструктивно, адаптивная система (рис.1) состоит из державки 1 и головкн ¿, разделенных пазом 3, который соединяет нерегулируемые упругие элементы 4 и 5, выполненные за одно целое с державкой и головкой. В пазу с натягом установлена пластина из демпфирующего материала, например, резины. Головка и державка в средней части соединены регулируемыми упругими элементами в виде плоских пружин 7 н 8 с цилиндрическими хвостовиками, закрашенными винтами 9 и 10 с возможностью поворота вокруг своей оси. В головке с помощью винта 11 и через прижим 12 закреплена режущая пластина 13.

8

Рис. 2. Схема работа адаптивной системы.

Система работает следующим образом. При изменении параметров резания, например фипуска или твердости заготовки, изменяются усилия резания. При увеличении радиальной ¡оставляющей силы резания Ру механизм коррекции перемещений, обладающий некоторой юдатливостыо в направлении Y отожмется по горизонтальному направлению на величину \у, т.е. вершина режущей пластины переместится из точки О в точку Oi (рис.2). При этом размер детали уменьшится и, следовательно точность уменьшится.

Расположенные в вертикальной плоскости относительно продольной оси обрабаты-даемой заготовки упругие пружины под действием составляющей Рх упруго деформируются i направлении X. Одновременно вступают в работу и дополнительные пружины и как бедствие этих упругих перемещений вершина режущей пластины начинает перемещаться из точки Oi в точку Oi, компенсируя таким образом возникшую первоначальную погрешность 4у. Поскольку силы Рх и Ру действуют одновременно и на державку которая отжимается в направлении X, и на гбловку, которая отжимается в направлении X, то вершина режущей пластины будет скользить по геометрическому месту точек, описываемому линей ОО2, т. е. по обрабатываемой поверхности заданного размера, вследствие чего точность формы и размера повышаются..

Расчет MAC проведен с целью определения зависимости упругих перемещений вершн-

ны режущей кромки от сил действующих в процессе резания. При расчете рассматривала! задача оценки жесткости MAC, схематически показанной на рис.3: носитель режуще пластины прикреплен к державхе с помощью даух постоянных (1 и 2) и двух регулируемы (3 и 4) упругих элементов (нружин).

.. Уточненный расчет MAC проведен методом перемещения, с помощью которого мы смогли на стадии формирования системы произвести необходимую селекцию влияющих параметров MAC на се жесткость. Помимо того этот метод в отличие от других, например, от метода сил, является более простым и наглядным.

Согласно методу перемещения, в данном случае, в качестве неизвестных рассматривались шесть компонент малых перемещений (кинематических параметров), три из которых . выражают поступательные перемещения вершины лезвия резца, принимаемой з;, полюс вдоль координатных осей X, Y, Ъ соответственно, а три других - характеризуют поворот относительно полюса в виде составляющих по тем же осям.

Общая идея расчета сводилась х составлению системы линейных алгебраических, уравнений шестого порядка путем рассмотрения условий равновесия для пространственно закрепленного жесткого тела с упругими связями. После чего, решая систему линейных уравнений мы определяли внутренние силовые факторы, посредством которых вычисляли составляющие искомого перемещения в шины режущей пластины.

М-М

ьо

Рис.3. Расчетная схема MAC.

Расчет разбит на следующие этапы:

1. Составление рабочей расчетной схемы: для удобства расчета расчетная исходная схема (рис.3) представляется в новых рабочих осях X, У, г, повернутых относительно исходных Хо, Уо, Та иа угол наклона упругих элементов в плоскости Хо, Уо.

2. Введение кинематических параметров носителя: рассматривая носитель как тело с шестью степенями свободы (в малом), задаемся его малыми возможными перемещениями. С этой целью линейные и.УДи угловые <рх, фу, фг перемещения ¡.осителя приведены к концу одного из упругих элементов (первого). Далее в зависимости от этих параметров, и на основании широко применяемого в механике деформируемого твдуто тела пршшипа неизменности начальных размеров, выражаются перемещения носителя в точках его стыковки с геометрическими осями упругих элементов 2, 3, 4.

Рис.4. Схема действия внутренних силовых факторов.

3. Выражение »тематических параметров (перемещений) на концах всех упругих элементов в зависимости от внутренних силовых факторов (рис.4).

Перемещения верхних сечений упругих элементов могут быть выражены, с одной стороны, как на втором этапе, а с другой в зависимости от усилий. "

4. Выражение силовых факторов через перемещения. На основании полученных на этапах 2 и 3 уравнений, рассматривается последовательно каждый упругий элемент с целью определения усилии Ху.

5. Рассматриваются условия равновесия дня системы гая, приложенных к носителю со стороны обрабатываемой заготовки и сил "реактивного противодействия со стороны упругих элементов. Далее решая полученную систему линейных уравнений шестого порядка

методом Гаусса, находим составляющие искомого перемещении! носителя.

6. Определение перемещение носителя в рабочих и исход ных осях. Обработка результатов расчета осуществлялась с помощью программы, разработанной на языке Паскаль. Разработанная программа позволило еще на стадии формирования MAC без особого труда и опасения появления ошибки в вычислениях разыгрывать все возможные с технологической и конструктивной точки зрения, комбинации параметров системы, и выяснить их влияние на жесткость системы в продольном и поперечном направлениях.

Результаты расчета показали, что деформация носителя в направлениях действии составляющих Ру и Pz незначительны (как минимум в 5 раз .меньше чем те деформации носителя в иаппавлешш действия Рх) н могут не учитываться при дальнейших исследованиях жесткости и устойчивости технологической системы совместно с MAC. Таким образом, сравнение перемещений по всем трем направлениям позволяет считать MAC системой с од ной степенью свободы (в направлении X).

В диссертационной работе проведен дополнительный расчет деформации MAC методом конечных элементов (рис.5).

Экспериментальное подтверждение показало хорошее совпадение результатов перемещений, подученных расчетом и экспериментом.

Третья глава посвящена анализу основных погрешностей и их влияние на точность токарной расточной обработки в случае обработке на настроенном станке без использования системы адаптивного управления и с ее использованием. Дня обоих случаев проведен предварительное экспериментальное определение жесткости, технологической системы с целью оценки возможного ожидаемого повышения точности обработки при использовании созданной MAC.

Эксперимент показал, что использование MAC, позволяющей компенсировать погрешности от упругих деформаций технологической системы, повышает точность размеров обрабатываемых отверстий как минимум в 3 раза, чем при обработке обычным резцом. (

р четвертой главе рассматривается вопрос установления нелинейных зависимостей

Рис.5. Расчет конструкции метод ы конечных элементов

составляющих силы резания, необходимых для последующего анализа колебательных движений технологической системы.

Определение составляющих силы резшшя производилось трехкомпонентным динамометром при расточке заготовок, изготовленных из углеродистой качественной стали марки 45 на токарно-винторезном станке модели 1К62. Характеристики снимались при изменении скорости резани*от 1-3 м/с, подачи от 0.07 до 0,21 мм/об., глубины резшшя от 0,5 до 1,5 мм. В качестве режущего инструмента в исследованиях использовались механически закрепляемые неперетачиваемые пластины из сплава Т15К6. Используемый резец имел главный угол в плане <р=93°.

Для аппроксимация составляющих силы реэаши применен метод Бокса-Уилсона (методом крутого восхождения) н математическая модель, имеющая три независимых переменных, характеризующих параметры режима резания. Для определения коэффициентов принятой математической модели использованы результаты полного факторного эксперимента типа 23, реализованные с помощью созданной на языке'Паскаль программы. Разработанная программа позволила вычислять коэффициенты уравнений регрессии, дисперсию рассеивания экспериментальных результатов, проверить адекватность уравнения регрессии.

В качестве аппроксимирующего выражения для составляющих сил резания в работе использована наиболее простая и удобная степенная, принятая в нормативах по режимам резания зависимость, которая определяет влияние на изменение силы резания каждого параметра в отдельности.

В результате расчетов коэффициентов уравнения регрессии получены следующие зависимости:

Ру = 1030. ¿>.601%у-0,292Н

Проверка по критерию Фишера показала адекватность принятой математической модели реальным процессам. Наибольшие расхождения экспериментальных значений от расчетных, полученных по эмпирическим зависимостям, не превыичют 15%, что говорит о их хорошей сходимости.

Пятая глава посвящена изучению виброустойчийости технологической системы

токарного станка. Получена математическая модель комплекса "технологическая система станка + MAC", представляющая собой систему с одной степенью свободы. Произведено графо-иналитическое исследование MAC при механической обработке резанием на токарном станке заготовок из стали 45; определены зоны устойчивой безвибрашонной обработки.

В шестой главе представлены экспериментальные исследования работы созданной MAC. Производились сравнительные эксперименты по степени повышения точности при обработке обычными инструментами и резцом MAC.

При исследовании величин уменьшения погрешностей формы в продольном сечении использовались в качестве заготовок конические втулки, изготовленные • из стали 45. Твердость образцов составила HRCs 35-40. Обрабатывались б образцов на токарно-вгаггорезном станке модели 1К62.; первые три обычным расточным токарным резцом (ГОСТ 26612-85) с механически закрепляемыми неперстачиваемыми пластинами из сплава Т15К6 (ГОСТ 19043-80), имевший главный угод в плане ср=93°; остальные три заготовки обрабатывались с использованием MAC, оснащенной теми же марками пластины при отсутствии дополнительных упругих элементов. В обоих случаях обработка производилась на режимах, обеспечивающих устойчивое резание: скорость резания V=120 м/мин; подача S=0.14 мм/об.; глубина резания (t) достигла максимальных значений 1.5 мм.

Эксперименты показали, что MAC отрабатывает возникшую от неравномерности припуска на механическую обработку погрешность. При этом максимальное отклонение диаметрального размера по всей длине обрабатываемой цилищричеокой поверхности не превышало 43 мкм, что позволяет формировать поверхности 7-8 квалитегов точности и выдерживать погрешность профиля продольного сечения в диапазоне 6-7 степени точности (по СГГ СЭВ 636-7/). При обработке обычным резцом максимальное отклонение размера по длине обрабатываемой цилиндрической поверхности достигло 236 мкм, что соответствует 911 квалитетам точности, и 8-10 степеням точности формы. о

Использование MAC при обработке позволяет повысить коэффициент уточнения формы от 6,36 до 34,88 раз.

Для сравнения степени повышения точности формы в поперечном сечении также обрабатывались заготовки, имеющие переменный припуск, который обеспечивался за счет эксцентричного закрепления по наружному диаметру. Обрабатывались 6 заготовки; первые три обычным резцом, остальные три заготовки с использованием MAC. Идентичность заготовок обеспечивалась технологией их изготовления. Твердость заготовок составила

HRCj 35-40. Обработка производилась на том же станке и теми же инструментами, что и в предыдущем случае. Для обработки параметры режимов резания выбраны с учетом обеспечения беэвибрационной обработки: V=150 м/мин; S=0.14 мм/об, максимальное значение глубины резания достигла 0.7 мм.

Сравнительный коэффициент повышения точности формы в поперечном сечении определялся как отношение среднего из трех значения отклонения формы при обработке обычным резцом к тому же при обработке резцом системы и со<г явил Кф.поп,= 2,92.

Производились также сравнительные эксперименты по исследованию показателей шероховатости при растачивании резцом MAC, оснащенного пластинами оксидно-карбидной керамики марки ВОК-71 с обычной внутришлнфовалытой обработкой. В качестве заготовок обрабатывались втулки из стали 7X3. Образцы были нарезаны от одной заготовки, обработанные до одинаковой шероховатости, и подвергнуты термообработкой -улучшению. Обработка образцов производилась со следующими режимами резания: V=180 м/мин; 5=0.07 мм/об; t=0.2 мм. Результаты экспериментов показывают, что при обработке резцом системы, оснащенного минералокерамикой, можно получать поверхности с шероховатостью не хуже, чем в случае шлифовальной обработки (в обоих случаях высота неровностей не превышала 2...3 мкм). А учитывая, что при обработке резцом системы поверхность получается не шаржированная образ ином, то эксплуатационные качества ее получаются выше.

В качестве промышленного опробования MAC произведена обработка отверстия центральной нетермообработанной тонкостенной стальной (сталь 40) втулки заднего моста трактора К-701, имеющей наружный диаметр - 290 мм; /ваша 123 мм; и внутренний диаметр - 270 мм, который необходимо было обработать но 8 квалитету точности с шероховатостью поверхности по Ra не более 3,2 мкм. Обработка произведена на токарном станке ФТ-11Ф1 с использованием в качестве режущего инструмента пластины марки ВОК-71. Обрабатываемая заготовка подвергалась предварительной обработкой под чистовое растачивание. Обработка (чистовое растачивание) велась при следующем режиме: глубина резания - 0,4 мм; подача - 0,1 мм/od; скорость резания - 180 м/мин. Работа осуществлялась за один рабочий ход без применения СОЖ. Результаты контроля показали, что отверстие полностью удовлетворяет точность диаметра - соответствует 8 квалитету; шероховатость поверхности Ra не превышает 3,2 мкм.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Результаты выполненной работы позволяет заключить следующие:

1. Разработана и создана механическая адаптивная система (МАО), позволяющая управлять упругими перемещениями технологической системы токарных станков при превалирующем влиянии осевой составляющей силы резания Рх.

Разработанное устройство (система) позволяет в ряде случаев (вменять финишную внутришлифовальную обработку некоторых представителей деталей класса втулки резанием лезвийнным инструментом на токарных станках, обеспечивая при этом жесткие требования по точности размеров, формы и качества поверхностного слоя обрабатываемых механических деталей.

2. Разработана методика расчета системы, позволяющая оптимизировать конструкцию устройства для получения максимально возможного повышения точности обработки по всем ее параметрам. ,

Расчеты, выполнение по разработшшой методике показывают, что наибольшее влияние на жесткость системы (MAC) оказывают положение поворотных регулируемых пружин, количество и толщины пружин, как регулируемых, ток и постоянных.

MAC при наличии дополнительных регулируемых упругих пружин рекомендуется применять при обработке на токарных станках с высотой центров свыше 200 мм и на станках повышенной жесткости. В этих случаях следует увеличить поперечные размеры державки MAC доя повышения ее жесткости.

3. В результате изучения динамических характеристик узлов технологической системы токарного станка подучена математическая модель комплекса "технологическая система станка. + MAC", представляющая систему с одной степенью свободы в направлении оси X.

4. Произведено графо-аналитическое исследование поведения MAC при механической обработке резанием на токарном станке заготовок из стали, определены зоны устойчивой безвибрационнон обработки.

5. Анализ и экспериментальные исследования работоспособности MAC показали, что она обеспечивает стабилизацию контролируемой величины (размер обрабатываемой цилиндрической поверхности), компенсируя погрешности от упругих перемещений. Экспериментальное использование MAC при обработке образцов втулок из стали 45 на токарном станке позволило формировать поверхности с точностью размеров в пределах 7-9 квалите-тов, с точностью формы по 6-8 степени (СТ СЭЯ 636-77) и шероховатостью с высотой неровностей не более 3.2 мхм по критерию Ra. Промышленное опробование MAC при обработке отверстия центральной нетермообработанно$ тонкостенной стальной (сталь 40) втулки заднего моста трактора К-701 подтвердило возможность успешного ее использования для получения детали с указанными требованиями по параметрам точности.