Введение к работе
Актуальность работы. В соответствии с экономическими принципами, изготовление изделий заданного качества должно производиться с наименьшими затратами труда, в заданные сроки и в количестве, определенном объемом выпуска.
Надежное обеспечение установленных техническими требованиями параметров изделия и заданного уровня экономических показателей производства является основной комплексной задачей проектирования технологических процессов.
Необходимым условием обеспечения надежности работы является устойчивость движения элементов технологической системы.
Вопросы надежности проектных решений приобретают особое значение в связи с возрастающими требованиями к точности деталей.
Значительное уменьшение величины погрешности и ее рассеивания достигается применением адаптивных систем, управляющих точностью механической обработки. Однако эффективное использование таких систем при лезвийной обработке, особенно при обработке нежестких заготовок, крайне затруднено. Это связано с высоким уровнем помех при измерении некоторых параметров, связанных с наличием СОЖ и стружки, с низкой жесткостью и виброустойчивостью самих адаптивных систем. Сказанное определяет актуальность проведения работ в этом направлении.
Настоящая работа посвящается разработке и исследованию методов и средств, обеспечивающих устойчивость движения технологической системы и повышение точности токарной обработки ходовых винтов, типичных представителей нежестких деталей.
Цель работы. Разработка практических мер повышения устойчивости движения технологической системы и в результате этого повышение производительности и надежности токарной обработки ходовых винтов, а также определение возможности повышения точности рассматриваемого процесса обработки путем применения адаптивной системы управления точностью.
Методика исследований.Определение параметров расчетной математической модели исследуемой технологической системы осуществлялось на базе общепринятых методов исследования динамики станков.
Исследование нелинейных колебаний выполнялось аналитическим методом, а также графическим методом с использованием фазовой плоскости. Устойчивость движения колебательных контуров определялась по типу особых точек.
Экспериментальная проверка полученных результатов и расчетных данных троводилась в лабораторных и цеховых условиях.
Расчет амплитудно- и фазово-частотных характеристик неавтономной технологической системы, получение эмпирических зависимостей проводились с помощью ЭВМ. Эффективность применения адаптивной механической системы оценивалась с использованием показателя повышения точности-уточнения.
Научную новизну работы составляют:
1. Математическая модель технологической системы при нарезании
трапецеидальной резьбы на длинных ходовых винтах резцом методом
последовательных проходов.
2. Эмпирические формулы, определяющие зависимости составляющих силы
резания при нарезании трапецеидальной резьбы резцом от режимов резания для
различных схем формирования профиля резьбы.
-
Установление влияния на условия возникновения и интенсивность автоколебаний схемы формирования профиля трапецеидальной резьбы.
-
Методика повышения виброустойчивости технологической системы при токарной обработке нежестких ходовых винтов.
-
Границы области устойчивости движения технологической системы в зависимости от технологических параметров процесса резания без использования и с использованием адаптивной системы регулирования точности.
Практическая ценность работы состоит в том, что:
-
Предложены конструкции виброустойчивого подвижного люнета и динамического гасителя колебаний, установлены их рациональные параметры и наивыгоднейшие их положения в технологической системе.
-
Разработан алгоритм поиска граничных значений технологических параметров, обеспечивающих устойчивое движение технологической системы при нарезании трапецеидальной резьбы.
-
Предложены механические устройства для адаптивного управления точностью обработки и алгоритм определения их конструктивных и настроечных параметров, позволяющие значительно повысить точность размеров, формы и взаимного расположения обрабатываемых элементов детали.
Промышленная реализация работы. Производственные рекомендации и мероприятия по повышению виброустойчивости токарной обработки нежестких валов с использованием механической адаптивной системы внедрены на АООТ «Ленполиграфмаш» с годовым экономическим эффектом 85 млн. руб.
Апробация работы.Основные разделы докладывались на научных семинарах кафедры «Технология машиностроения» СПб ГТУ, на краткосрочном семинаре Ленинградского дома научно-технической пропаганды в 1985 г., на Всероссийской конференции «Актуальные проблемы машиностроения на современном этапе» (Владимир, 1995 г.), на Российской научно-технической конференции «Перспективные технологические процессы обработки материалов» (С.-Петербург,
1995).
Публикации. Основные результаты работы изложены в трех печатных работах.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 5 разделов, общих выводов и заключения, изложена на 223 страницах, включая: 23 таблицы, 76 рисунков, список литературы из 120 наименований.
