Введение к работе
Актуальность темы, К современным тенденциям развития машиностроения, и в частности, станкостроения, относятся: повышение требований к точности станков, а также процессов обработки деталей на станках; разработка и внедрение автоматизированных методов выбора рациональных технологических режимов обработки.
В связи с этим возникает необходимость разработки методов обеспечения точности обработки деталей, учитывающих при выборе режимов резания фактическое состояние динамической системы станок -приспособление - инструмент -деталь (СПИД).
Токарная обработка занимает от 30 до 40% от всех видов обработки резанием при изготовлении изделий машиностроения, и зачастую является окончательным видом чистовой обработки. На параметры точности обработки влияет жесткость всех элемептов системы СПИД, а также характер и параметры относительных колебаний инструмента и обрабатываемой детали. Рекомендуемые в справочной литературе значения технологических режимов обработки имеют широкие пределы варьирования и не учитывают как конструктивные особенности оборудования, так и их текущее техническое состояние. Так, для группы однотипного технологического оборудования в условиях одного цеха разброс по статической жесткости системы СПИД может составлять до 6 раз. Вследствие этого в области рекомендуемых значений технологических режимов возможны колебания, приводящие к снижению точности обработки.
Известно, что решение задачи' обеспечения точности обработки должно учитывать взаимодействие колебаний элементов системы СПИД, характера и параметров колебаний с действительным значением силы резания, которое может превышать рассчитанное по известным зависимостям в несколько раз.
Научная задача, решаемая в данной работе, заключается в разработке методики обеспечения точности обработки на токарных станках путем
выбора рациональных режимов обработки, позволяющего ограничить влияние колебательных процессов на параметры точности обрабатываемой детали, с учетом действительного технического состояния элементов системы СПИД.
Цель исследования - обеспечение точности обработки деталей на токарных станках путем выбора рациональных режимов обработки, снижающих влияние вибрации на параметры точности, с учетом взаимосвязи характера и параметров колебаний с динамическим состоянием элементов технологической системы.
Методы исследования. В теоретических исследованиях применялись методы теории колебаний, динамики станков, математического анализа, линейной алгебры, математической статистики. Экспериментальные исследования проводились по разработанной методике с помощью специального автоматизированного исследовательского комплекса, оснащенного современными средствами измерения и обработки данных, а также по известной методике измерения жесткости элементов системы СПИД.
Научная новизна.
1. Разработана математическая модель для расчета параметров
точности токарной обработки с учетом фактического технического
состояния элементов системы СПИД и взаимосвязи характера и параметров
колебаний с действительным значением силы резания.
2. Предложена методика обеспечения точности обработки деталей на
токарных станках, основанная на выборе рациональных технологических
режимов обработки, позволяющая ограничить влияние колебаний системы
СПИД на параметры точности обработки.
Практическая полезность.
1. Выполнено исследование статистических характеристик жесткости и
демпфирования колебаний токарного оборудования.
2. Разработан и внедрен программный комплекс для выбора
рациональных значений технологических режимов, обеспечивающих
обработку деталей с заданными параметрами точности.
3. Разработаны рекомендации по обеспечению точности обработки деталей на токарных станках.
Реализация работы. Результаты работы внедрены на АО "Хабаровский станкостроительный завод" и в учебном процессе в Хабаровском государственном техническом университете. Предложенные мероприятия позволили автоматизировать назначение технологических режимов токарной обработки и обеспечить заданные параметры точности, а также организовать рациональную эксплуатацию технологического оборудования и достигнуть снижения потерь, связанных с браком.
Апробация работы. Материалы диссертации докладывались на
международной научно-технической конференции "Точность
автоматизированных производств", Пенза, 1997; на V международной научно-технической конференции "Динамика технологических систем", Ростов-на-Дону, 1997; а также научных семинарах кафедры "Компьютерного проектирования и сертификации машин" Хабаровского государственного технического университета.
Публикации. По теме диссертационной работы опубликовано 4 работы.
Объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех разделов, основных результатов работы, списка литературы из 107 наименований и приложения, включает 102 страницы машинописного текста, 8 таблиц и 33 рисунка.