LibRar.Org.Ua — Бібліотека українських авторефератів

Загрузка...

Головна Технологія металів. Машинобуд. → Прогнозування і забезпечення точності остаточної лезової обробки складнопрофільних і інших поверхонь обертання (на прикладі комплексної обробки поршнів)

зразка верстата" (виписка з договору №06 по НДР 154-89) співвиконавцем виконувалися роботи з визначення статичних і динамічних параметрів механізмів формоутворення технологічних наладок, а також параметрів процесу різання.

Дисертаційна робота виконувалася також у рамках держбюджетних планів ОДАХТ і координаційного плану науково-дослідних робіт Міністерства освіти України з теми "Високоефективні технологічні процеси в машинобудуванні".

Мета і завдання дослідження. Метою роботи є розширення технологічних можливостей операції тонкого точіння (розточування), що забезпечує виготовлення деталей машин на якісно новому рівні на основі прогнозування і досягнення високої точності остаточної лезової обробки їх складнопрофільних та інших поверхонь обертання з урахуванням динаміки технологічної системи.

Відповідно до поставленої мети в роботі сформульовані такі завдання:

  • виконати систематизацію конструктивних рішень копіювальних верстатів і технологічних наладок на основі вивчення конструктивних і технологічних особливостей поршнів; вивчити похибки відтворення еліпсно-бочкоподібних поверхонь у залежності від параметрів копірної наладки;

  • встановити взаємозв'язок між параметрами точності обробки і коливаннями, що виникають у технологічній системі; виробити систему обробки даних вимірів;

  • вивчити вплив зміни послідовності операцій (переходів) на точність комплексної фінішної обробки поршнів з однієї установки;

  • визначити раціональні умови базування і закріплення тонкостінних і нерівножорстких металоконструкцій поршнів;

  • дослідити статичні і динамічні похибки при розточуванні довгих або глибоко розташованих отворів спеціальним вібростійкими борштангами з відношенням довжини до діаметра до 15;

  • розробити і випробувати нові віброгасії, що забезпечують зниження рівня коливань при обробці довгих отворів із суцільною і переривчастою поверхнею;

  • вивчити ефекти віброгасіння згинних коливань борштанг при тонкому розточуванні з накладенням змушених осьових коливань;

  • дослідити взаємодію форм коливань з урахуванням податливості пристроїв, а також при багаторізцевій обробці;

  • розробити і удосконалити математичні моделі технологічних систем копірної обробки і вивчити вплив зміни припуску з частотою обертання на коливання, а також параметричну стійкість копірних систем;

  • вивчити змушені коливання технологічної системи при спільній дії параметричних і кінематичних збурень і на цій основі розробити методологію розрахунку похибок.

Об'єкт дослідження - прецизійна (тонка, фінішна) лезова обробка складнопрофільних і інших поверхонь обертання.

Предмет дослідження - точність фінішної обробки складнопрофільних поверхонь обертання, глибоких (глибоко розташованих) і ступінчастих отворів.

Методи дослідження - експериментальні (на дослідних зразках верстатів та на діючих у виробництві верстатах) і розрахункові на базі моделювання процесу обробки з використанням теоретичних основ технології машинобудування, теорії різання металів, прикладної механіки, динаміки технологічних систем, теорії автоматичного регулювання, теорії коливань, математичної статистики.

При дослідженнях використовувалися: комплект апаратури з індуктивними і індукційними датчиками для вимірювання параметрів коливань; комплект апаратури для зняття частотних характеристик з електромагнітним вібратором і тензометричним динамометром; токознімач для вимірювання вібрацій борштанг, що обертаються; тензодатчики для вимірювання переміщень. Об'ємні деформації поршнів вивчалися методом голографічної інтерферометрії.

Наукова новизна отриманих результатів. У основу роботи покладена наукова концепція, яка полягає в тому, що якісно нові результати, що відповідають рівню сучасних вимог до точності обробки, можуть бути отримані сполученням обґрунтованих технологічних методів (концентрація операцій (переходів) і їх послідовність, обробка з однієї установки й ін.) із методами поліпшення динамічних властивостей верстатних систем. При цьому значно зменшуються динамічні похибки і розширюються технологічні можливості фінішної лезової обробки. Тому реалізація рішень динамічних завдань технології машинобудування є резервом підвищення якості обробки.

На основі проведених досліджень сформульовані такі наукові результати:

  • розвинуто новий науковий напрямок, який органічно об'єднує технологію обробки деталей і її кінцеві результати з динамікою технологічних систем;

  • вперше повно досліджений взаємозв'язок між параметрами точності обробки складнопрофільних і інших виконавчих поверхонь обертання і коливаннями, що виникають при різанні; на цій основі теоретично обґрунтовані вимоги до параметрів технологічної системи для комплексної фінішної обробки поршнів; динамічні похибки при копіюванні складнопрофільних поверхонь формуються під дією кінематичних і параметричних збурень, а оцінка рівня коливань від цих збурень з урахуванням зміни припуску з частотою обертання дозволяють вибирати конструктивні параметри технологічних наладок і призначати обґрунтовані режими різання вже на стадії проектування;

  • розрахунки похибок копіювання виконані на основі зіставлення гармонічних розкладань функцій, що описують профілі поперечних перерізів копіра і поршня; таке зіставлення дозволяє встановити викривлення гармонік, обумовлені динамічними особливостями технологічної системи;

  • оцінені деформації поршнів у різних умовах базування і закріплення методом скінчених елементів; вперше вивчені впливи зміни послідовності операцій (переходів) і зміни зусиль закріплення на точність обробки;

  • розроблені й удосконалені розрахункові моделі технологічних систем з перемінними характеристиками, що дозволяють визначати їх параметри з урахуванням точності копіювання;

  • вперше, на основі поширення методу зшивання для аналізу параметричної стійкості на системи з двома степенями вільності, вивчені параметричні коливання копірних наладок, що дозволяють оцінити працездатність слідкуючої системи; такий підхід продовжує розвиток чисельно-аналітичних методів рішення динамічних задач у технології машинобудування;

  • повно досліджені технологічні можливості операції тонкого розточування довгих (глибоко розташованих), а також ступінчастих отворів; вперше встановлені особливості взаємодії борштанги з витікаючим із неї під тиском потоком робочого середовища; обґрунтована можливість гасіння коливань однієї форми накладенням змушених коливань іншої форми при тонкому розточуванні; вивчені коливання борштанг з урахуванням податливості пристроїв у напрямку подачі при переривчастому різанні; оцінена ефективність гасіння коливань довгих борштанг оригінальними віброгасіями при розточуванні суцільних і переривчастих поверхонь; запропоновані методи розрахунку статичних і динамічних похибок.

Практичне значення отриманих результатів. Найважливіше практичне значення отриманих результатів роботи полягає