Технологічні основи керування точністю та якістю обробки при прецизійному розточуванні

Аналіз показав, що для ПТОО необхідно контролювати граничні стани РIОР, КВ і заготовки, ідентифікація яких базується на комплексному КСТС, що включає вхідний і вихідний контроль.

Ідентифікація граничних станів ТС на основі вхідного і вихідного КСТС здійснюється при виході за припустимі межі параметра AВ і розмірної точності розточених отворів. Встановлено, що при використанні РIОР з механізмами підналагодження, БПКЗ і ПКЗ необхідний ще й додатковий контроль шорсткості поверхні розточених отворів, тому що тільки у випадку подвійного контролю якості оброблених отворів можна виявити граничний знос зазначених типів інструментів.

Для одержання комплексної інформації про стан ТС розроблено метод і засіб непрямого розмірного контролю оброблених отворів, граничних станів інструменту і КВ, засновані на вимірюванні (точність до 4 мкм) тензометричним датчиком переміщень плаваючої пластини РIОР щодо його корпуса при базуванні інструменту в направляючій ділянці отвору КВ і в її калібрі, а також у розточеному отворі. Можливість вимірів визначається наявністю в корпусі РIОР двох НЕ, а в плаваючій пластині одного НЕ. Отримано залежності для визначення діаметра і конусоподібності обробленого отвору, розмірного зносу РIОР і направляючого отвору КВ, а також умови ПТОО:

dОК. i = dК - КИ (HК. І - HН. І) ? d; (11)

dОВ. i = dК - КИ (HВ. i - HН. i) ? d; (12)

ДK. i = dК - КИ (HK. i - HB. i) ? Д; (13)

UН. i = 0, 5 КИ (HН. И - HН. i) ? U; (14)

UР. i = КИ (HK. i - HB. 1 - 0, 5HН. И + HН. i) ? U; (15)

dВH. i = dК - КИ (HВH. i - HН. И) ? d, (16)

де dОК. i, dОВ. i - відповідно діаметри наприкінці і на початку i-г обробленого отвору, мм;

dВН. i - діаметр направляючої ділянки отвору КВ після обробки i-го отвору, мм;

ДК. i - конусоподібність i-го обробленого отвору, мм;

UН. i, UР. i - відповідно розмірний знос НЕ (середній) і РЕ після обробки i-го отвору, мм;

d, Д, U, U, d - припустимі значення відповідних контрольованих параметрів, мм;

dК - діаметр отвору - калібру КВ, періодично контрольований універсальними вимірювальними засобами, мм;

HВ. 1 - положення плаваючої пластини щодо корпуса РIОР на початку першого обробленого отвору, мм;

HН. І, HВ. i, HК. i, HВН. i, HН. i - положення плаваючої пластини щодо корпуса РIОР вихідне; на початку і кінці i-го обробленого отвору, на направляючій ділянці та у калібрі КВ після обробки i-го отвору, мм;

КИ - коефіцієнт, що залежить від конструктивних параметрів РIОР.

Дано рекомендації щодо вибору геометрії РIОР, при якій досягаються найбільші значення коефіцієнта КИ = 0, 58. Забезпеченню ефективного контролю сприяє відсутність силового і теплового впливу процесу обробки при виконанні вимірювань, рівномірне охолодження МОТС заготовки і РIОР. Застосування запропонованого КСТС дозволяє підвищити продуктивність обробки за рахунок скорочення допоміжного робочого часу на виміри.

Встановлено, що комплексна ідентифікація граничних станів ТС на ОРВ і верстатах із ЧПК виробництва ВАТ ОЗРСВ можлива також на основі контролю амплітуди коливань струму якоря ПГР (АКСП) постійного струму із частотою, що відповідає частоті обертання РIОР. Виявлено взаємозв'язок АКСП із нерівномірним припуском на обробку, а також з величиною зазору між отвором КВ і РIОР. Отримані результати дозволили запропонувати нові методи експрес - оцінки ЗТОО і ПТОО РIОР, що засновані відповідно на контролі виконання умов:

КА1 АТ1 > A; КАi АТi > A; КА1 АТ1 < КА2 АТ2 < … < КАi АТi; (17)

КА1 АТ1 > (1 - йТ) A; КАi АТimax > (1 - йТ) A, (18)

де АТ1 - початкова АКСП, обумовлена входом НЕ в отвір заготовки;

АТi - поточні значення АКСП;

A- гранично припустиме значення АКСП у процесі обробки;

КА1, КАi - поправочні коефіцієнти, що залежать від умов обробки;

йТ - коефіцієнт ужорсточення контрольованого параметра;

АТi max - максимальна АКСП, виявлена у результаті обробки отвору.

Відмінними ознаками експрес - оцінок є те, що виявлення умов (15) робиться на основі поточних даних АКСП безпосередньо в процесі різання, а виявлення умов (16) - після закінчення розточування отвору. При виконанні першої умови (15) неможливо забезпечити точність розташування й оптимальний процес вигладжування поточного отвору у зв'язку з неприпустимим нерівномірним припуском заготовки або граничним зносом РIОР і КВ. Якщо виконується друга умова (15), то ситуація ідентифікується як неприпустимий нерівномірний припуск заготовки. При розточуванні отворів, попередньо просвердлених IОР, негативна ситуація оперативно виявляється за допомогою третьої умови (15) за 3-5 послідовно зростаючими значеннями АКСП. Прогнозування можливості одержання придатної деталі при обробці наступної заготовки досягається експрес - оцінкою ПТОО РIОР з використанням нерівностей (16). Якщо після обробки попереднього отвору перша умова (16) виконується, то випадок ідентифікується як граничний знос РIОР або (і) КВ. Виконання другої умови (16) визначає недостатнью якість виготовлення партії заготовок.

При обробці переривчастих чи східчастих отворів експрес - оцінки ЗТОО і ПТОО проводяться з урахуванням змінності умов різання. Це пов'язано з перехідним процесом врізання, більш тяжкими умовами обробки на переривчастій ділянці отвору через ударне навантаження на РЕ, різночасністю початку роботи РЕ через різну довжину ділянок східчастого отвору. Для здійснення експрес - оцінок ЗТОО і ПТОО на ділянках зі змінними умовами різання вводяться поправочні коефіцієнти АКСП. Добутки зазначених поправочних коефіцієнтів KA. i і відповідних фактичних значень АКСП дозволяють змоделювати умови обробки, еквівалентні розточуванню суцільного отвору постійного діаметра. У процесі обробки зазначені коефіцієнти вводяться за заданою програмою з урахуванням відносного положення РIОР і заготовки, можливого випередження або запізнювання щодо поточної зміни АКСП. У результаті досліджень обробки переривчастих отворів встановлено, що кількість і значення поправочних коефіцієнтів, що знаходяться в межах KА = 0, 8 - 1, 0, залежать від його конструктивних параметрів. Наприклад, якщо переривчаста ділянка отвору утворена поперечним прямокутним пазом, то поправочний коефіцієнт буде однаковий для всієї розглянутої ділянки. Утворення переривчастої ділянки отвору розкриттям поперечного отвору призводить до необхідності зміни поправочних коефіцієнтів у міру його розточування. Кількість поправочних коефіцієнтів, у цьому випадку, визначається відношенням найбільшої довжини переривчастої ділянки до осьового переміщення РIОР за один його оберт. Отримано залежності для визначення поточних значень поправочних коефіцієнтів АКСП на кожній ділянці оброблюваного переривчастого отвору з урахуванням їх середніх значень, що установлюються в результаті обробки пробних заготовок.

На основі експрес - оцінки ПТОО запропоновано матрицю для ідентифікації граничних станів заготовок і виявлення причини зниження якості їх виготовлення з метою її усунення.

Розроблено методи КСТС, позв'язані з контролем відносних переміщень плаваючої пластини РIОР і експрес - оцінками ЗТОО і ПТОО, дозволили запропонувати критерії керування технологічним процесом (9) - (16). Використання відомих критеріїв керування, пов'язаних з контролем прискорення струму якоря ПГР, екстремального значення струму якоря ПГР при врізанні РЕ РIОР у заготовку, НТМ, ПТМ, тиску подачі МОТС, розмірної точності, шорсткості поверхні і кількості оброблених отворів, у комплексі з запропонованими критеріями розширили можливості ПТОО РIОР. Захист РIОР від перевантажень і КВ від ушкоджень здійснюється безпосередньо при обробці отвору і засновано на контролі прискорення зміни й екстремальних значень у момент врізання струму якоря ПГР, тиску МОТС і, при необхідності, ПТМ, а також експрес - оцінці ЗТОО. Своєчасне виявлення граничного зносу РIОР і КВ засновано на інформації про розмірну точність чи шорсткість розточеного отвору і виконанні умов експрес - оцінки ПТОО. Для виявлення причин виникнення граничного стану ТС і його усунення розроблено матрицю “ситуація - дія”. Регноз негативної ситуації проводиться з урахуванням поточних даних і даних попередньої обробки, отриманих системою КСТС, що дозволяє однозначно виявити причину її виникнення. Встановлено, що кожній негативній ситуації відповідає однозначний набір дій, спрямований на її усунення: зміна РIОР; зміна заготовки; зміна РIОР і заготовки; зміна РIОР і КВ; зміна РIОР, КВ і заготовки; очищення маніпулятором відвідного каналу від стружки; зупинка верстата через систематичну установку непридатної заготовки; зупинка верстата через систематичну установку непридатного РIОР; зупинка верстата через систематичну установку непридатних КВ і РIОР; зупинка верстата через систематичну установку непридатної заготовки і РIОР; зупинка верстата через несправну систему подачі МОТС; зупинка верстата через систематичне перевищення НТС допустимого значення.

П'ятий розділ присвячений питанням раціонального вибору методів забезпечення та підтримки точності обробки і технологічної схеми прецизійного розточування типових отворів.

З урахуванням особливостей прецизійної обробки РIОР визначено основні види, типи і підвиди отворів, різні комбінації яких охоплюють практично всі точні отвори, що зустрічаються в деталях сучасного машинобудування. Основні види отворів представлені суцільними і переривчастими отворами; отворами, що перетинаються і мають паралельні осі; нециліндричними отворами й отворами, що потребують суміщеної обробки поряд з іншими функціональними поверхнями деталі. Вони підрозділяються на два типи - наскрізні і глухі отвори, що визначаються можливостями транспортування пульпи з зони обробки, і на різні підвиди. Переривчасті отвори містять три підвиди: 1) отвори з місцевим розривом частини опорної поверхні; 2) переривчасті отвори по довжині, що являють собою послідовно розташовані на одній осі отвори; 3) переривчаті отвори по колу на всьому їх протязі. Точні нециліндричні отвори, представлені двома підвидами: з конічним і непрямолі-нійним профілем твірної. Визначено чотири підвиди отворів, що вимагають сумі-щеної обробки комбінованими РIОР: 1) східчасті отвори; 2) отвори з підрізуванням торця; 3) отвори з розточуванням канавки; 4) отвори з обробкою фаски. Крім основних видів, типів і підвидів оброблювані отвори підрозділяються на групи з урахуванням їх геометричних параметрів, а також матеріалу заготовки і його твердості.

На основі досліджень визначено особливості застосування розроблених методів забезпечення і підтримки точності обробки основних видів, типів, підвидів і груп точних (IT5 - IT7) отворів діаметром 10 - 250 мм із l0/d0 ? 20. Для класифікації і кодування методів ЗТОО і ПТОО РIОР розроблено морфологічні матриці, на основі яких систематизовано умови їх раціонального застосування з урахуванням технологічної схеми прецизійного розточування. Для суміщеної обробки отворів запропоновано комбіновані РIОР, що містять, при необхідності, на одній з робочих ділянок (сходин) віброзахисний ОРПНЕ або механізми підналагодження, БПКЗ, ПКЗ. Перевагою комбінованих РIОР, оснащених засобами ЗТОО і призначених для суміщеної обробки, є можливість використання електромеханічних приводів радіальної подачі РЕ при підрізуванні торця, розточуванні фаски або канавок. Крім того, визначено похибки суміщеної обробки РІОР, а також вплив технологічної схеми розточування на чутливість механізму ПКЗ.

На рис. 6 подано приклад використання засобів забезпечення точності обробки східчастих отворів із відношенням довжин їх сходин l01/l02 < 0, 5.

Визначено критерії і умови ефективного застосування методів ЗТОО і ПТОО РIОР. Запропоновано коефіцієнт якості BK. i для оцінки забезпечення i-ї властивості якості отворів, за допомогою якого визначено умови ефективної обробки РIОР

BK. i = 1-¦ ( бji¦бj - б¦/ Tj) + бi - б¦/ Ti +¦Дбki ¦/ Ti ? B = 1 - ¦ б- б¦/ Ti,

де B - необхідне значення коефіцієнта i-го показника якості;

бi, бj - значення i-го і j-го показників якості отворів, отримані на операції прецизійного розточування і попередніх операціях;

б, б - номінальні значення цих показників;

Дбki - підвищення i-го показника якості, отримане в результаті k-го впливу, пов'язаного з застосуванням засобів ЗТОО РIОР;

Ti, Tj - припустимі відхилення i-го і j-го показників якості на операції прецизійного розточування і попередніх операціях;

бji - коефіцієнт впливу j-го показника якості на i-й,

б- нормоване значення i-го показника якості.

Параметри бi, бj, бji, Дбki попередньо оцінюють для конкретних умов обробки на основі технічних характеристик устаткування з урахуванням можливостей РІОР, що використовується, і уточнюють за допомогою дослідних перевірок на етапі здачі верстата замовнику. Нормовані відхилення i-ї властивості якості залежать від зменшення відповідного поля допуску, що забезпечує технологічну надійність обробки. Відсоток зменшення межі поля допуску в порівнянні з вимогами креслення деталі визначається дослідним шляхом з використанням положень математичної статистики.

Для оцінки ефективності забезпечення точності і продуктивності суміщеної або одночасної багатоiнструментальної обробки заготовок з різними умовами розточування запропоновано коефіцієнт завантаження, що характеризує відносну розмірну стійкість різних робочих ділянок комбінованих РIОР або інструментів багатошпиндельного верстата. Розрахунки коефіцієнтів завантаження на етапі проектування МУ дозволяють вибрати раціональні інструментальні матеріали для робочих елементів РIОР, ефективно використовувати механізми підналадки і компенсації зносу.

Запропоновано коефіцієнт для оцінки ефективності застосування методів ПТОО РІОР на етапі функціонування МУ, що визначається добутком ймовірностей відхилень усіх показників якості отвору, які не перевищують нормованих значень, і визначається дослідним шляхом з використанням положень математичної статистики.

КОЕ застосування методів ЗТОО і ПТОО РIОР здійснюється за трьома критеріями, два з яких (коефіцієнти якості та завантаження) характеризують можливість ЗТОО, а третій (що визначається добутком ймовірностей відхилень усіх показників якості отвору) - можливість ПТОО. Запропоновано схему використання зазначених критеріев при проектуванні МУ для обробки точних отворів РІОР.

ВИСНОВКИ

1. Розроблено технологічні основи керування точністю та якістю обробки при прецизійному розточуванні ІОР, що дозволило вирішити велику науково-технічну проблему підвищення ефективності викінчувальної обробки отворів високоточних деталей, яка має важливе народногосподарське значення.

2. На основі проведених досліджень запропоновано нові типи РIОР: з вiброзахисним ОРПНЕ і з динамічним настроюванням демпфера, методики розрахунку їх оптимальних параметрів і умов роботи. Застосування вiброзахисних ОРПНЕ і демпферів з динамічним настроюванням дозволяє підвищити швидкість різання відповідно в 1, 5 - 4 і 1, 3 - 1, 4 разу при обробці РIОР отворів діаметром 28 - 75 мм із l0/d0 ? 3, 5 і 20 - 50 мм із l0/d0 = 3, 5 - 7, ефективно використовувати сучасні інструментальні матеріали.

3. На основі “циліндричної” моделі шорсткості розточеної і вигладженої поверхні отвору вперше розроблено теоретичні положення пружнопластичної взаємодії непереточуваних НЕ із заготовкою. Це дозволило запропонувати методику визначення раціональної геометрії непереточуваних НЕ, встановити її вплив з урахуванням режимів і умов обробки РІОР на розмірну точність, шорсткість поверхні, глибину наклепаного шару та інтенсивність пластичної деформації. В результаті визначено умови забезпечення якості поверхні оброблених РІОР отворів. З метою розвантаження робочих елементів РIОР при підвищеному припуску на обробку (більше 0, 5 мм на діаметр) запропоновано дволезові РIОР з вiброзахистом і механізмом часткової компенсації зносу, визначено їх оптимальні параметри, режими і умови розточування.

4. Виявлено взаємозв'язок між зміщенням осі оброблюваного отвору і тепловими деформаціями ОРВ з урахуванням інтенсивності його роботи та методу напрямку інструменту, а також особливостей підведення МОТС у зону різання. На основі досліджень визначено умови ЗТОО і максимальні похибки обробки для основних схем розточування у залежності від динаміки процесу обробки, зносу робочих елементів інструменту, силових і теплових деформацій ТС, а також геометричної похибки ТС. Для зниження теплових деформацій ОРВ розроблено і впроваджено у виробництво спосіб прикатки підшипників кочення ОРГ, що дозволив зменшити надлишкову температуру її нагрівання при швидкісній обробці точних отворів РIОР. Встановлено граничні значення НТМ (5-15°С), нестабільності температури навколишнього середовища ± (1-5°С) і ПТМ (? 2°С) в залежності від вимог до точності операції, конструктивних особливостей заготовки і схеми розточування, що дозволило визначити оптимальні параметри витрат МОТС з урахуванням інтенсивності тепловиділень у зоні обробки і можливості транспортування дробленої стружки.

5. Вперше розроблено теоретичні положення БПКЗ і ПКЗ РIОР на основі вбудованих у їх корпусі автономних механізмів, що дозволило запропонувати нові типи інструментів, визначити їх оптимальні конструктивні параметри та області їх ефективного використання. Застосування механізмів БПКЗ і ПКЗ при обробці отворів діаметром більше 40 мм із l0/d0 ? 20 найефективніше при jОТН ? 0, 3. У цьому випадку розмірна стійкість РIОР зростає відповідно в 1, 6 - 2, 5 разу і 2 - 5 разів, що дозволяє гарантовано забезпечити 6-й - 7-й квалітет точності розточування отворів у заготовках підвищеної твердості. Отримано значення інтенсивності розмірного зношування робочих елементів РIОР у залежності від умов обробки.

6. Вирішено комплекс проблем, пов'язаних з ПТОО РІОР на основі вхідного КСТС. Встановлено, що для його реалізації у переважній кількості випадків обробки отворів досить контролювати у момент врізання РЕ струм якоря ПГР постійного струму з двозонним регулюванням швидкості, що визначає крутний момент на валу електродвигуна. Виявлено взаємозв'язок між максимальним підвищенням струму якоря ПГР на етапі врізання РЕ РІОР у заготовку та припуском на обробку. На основі вхідного контролю запропоновано керування динамічними і силовими параметрами процесу обробки за рахунок коректування початкових режимів різання до взаємодії НЕ із заготовкою, що дозволило підвищити точність та продуктивність розточування, зменшити перевантаження РIОР.

7. ПТОО за вихідною інформацією реалізована дискретним розмірним підналагодженням РIОР “імпульсним” та за “упором” на основі розроблених механізмів, особливістю яких є їх розміщення в корпусі інструменту. Виявлено, що застосування механізмів дискретного підналагодження РЕ малими “імпульсами” та за “упором” при розточуванні отворів діаметром більше 60 мм із l0/d0 ? 3, 5 і l0/d0 ? 20 відповідно дозволяє підвищити розмірну стійкість РIОР до 2 разів і забезпечити 6-й - 7-й квалітет точності обробки.

8. Розроблено метод і засіб непрямого розмірного контролю оброблених отворів, граничних станів інструменту і КВ, засновані на вимірі переміщень плаваючої пластини відносно корпуса РIОР при його базуванні в направляючій ділянці отвору й отворі - калібрі КВ, а також у розточеному отворі. Встановлено оптимальні параметри РIОР і умови непрямого контролю, що забезпечують точність виміру зазначених параметрів до 4 мкм. Застосування запропонованого методу і засобу розширює можливості КСТС і дозволяє підвищити продуктивність обробки за рахунок скорочення допоміжного часу на виміри поза верстатом.

9. Розроблено експрес - оцінки ЗТОО і ПТОО РIОР на основі контролю АКСП, що дозволяють проводити діагностику стану РIОР, КВ і заготовки за допомогою системи ЧПК безпосередньо в процесі розточування і прогнозувати можливість досягнення заданої якості обробки наступної заготовки, що сприяє запобіганню ТС від ушкоджень, зниженню відсотка браку. На основі контролю АКСП запропоновано матрицю для ідентифікації неприпустимого розподілу припуску, що дозволило виявляти причини їх виникнення з метою їх усунення. Застосування запропонованих експрес - оцінок істотно розширює можливості КСТС.

10. Запропоновано ПТОО РIОР на основі комплексного контролю та ідентифікації граничних станів ТС. Комплексний контроль включає розроблені (непрямий розмірний контроль, експрес - оцінки ЗТОО і ПТОО) та відомі методи і засоби КСТС, а також вхідний і вихідний контроль. Запропоновано ідентифікацію граничних станів ТС здійснювати на основі поточних даних копмлексного контролю і даних про попередню обробку з використуванням розробленої матриці “ситуація - дія”.

11. Визначено основні види, типи і підвиди точних отворів з урахуванням особливостей їх обробки РIОР, зокрема, суцільні, переривчасті, нециліндричні і пересічні отвори з паралельними осями, а також отвори, що потребують суміщеної обробки: східчасті, отвори з підрізуванням торця, розточуванням фаски, канавки. На основі досліджень їх обробки визначено можливості комплексного використання методів ЗТОО і ПТОО, розроблено нові типи комбінованих РІОР, що використовуються при суміщеній обробці. Для класифікації і кодування методів ЗТОО і ПТОО РIОР розроблено морфологічні матриці, на основі яких систематизовано умови їх комплексного застосування з урахуванням технологічної схеми прецизійного розточування. Запропоновано критерії для комплексної оцінки ефективності застосування методів і засобів ЗТОО і ПТОО РIОР.

12. Результати роботи впроваджено в СКБАРВ і використовуються при проектуванні, виготовленні та експлуатації спеціальних обробно-розточувальних верстатів, верстатів із ЧПК свердлильно-фрезерно-розточувальних та глибоких свердлінь, що застосовуються в різних галузях машинобудування України, країн СНД і далекого зарубіжжя, зокрема, на ВАТ “Машиностроительный завод “ЗиО-Подольск” (м. Подольск, Росія, 1997 р.).

СПИСОК ОСНОВНИХ ПРАЦЬ, ОПУБЛІКОВАНИХ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ

1. Гольдрайх Г. М., Джугурян Т. Г., Капительман Л. В. Расширение технологических возможностей прецизионных расточных станков // СТИН. - М., 1993. - № 1. - С. 6-8.

2. Использование СОЖ при прецизионном растачивании / В. П. Астахов, Т. Г. Джугурян, А. В. Собакин, Н. Л. Шлафман // СТИН. - М., 1994. - № 2. - С. 30-31.

3. Джугурян Т. Г., Пупин А. П., Собакин А. В. Прецизионное растачивание ступенчатых отверстий // СТИН. - М., 1994. - № 3. - С. 26-27.

4. Гольдрайх Г. М., Джугурян Т. Г., Капительман Л. В. Прецизионное растачивание координированных отверстий // Машиностроитель. - М., 1994. - № 11-12. - С. 13-14.

5. Гольдрайх Г. М., Капительман Л. В., Джугурян Т. Г. Повышение точности и быстроходности шпиндельных узлов отделочно-расточных станков // СТИН. - М., 1995. - № 4. - С. 13-17.

6. Управление технологической системой прецизионных станков по состоянию режущих инструментов / Г. М. Гольдрайх, А. Г. Деревянченко, Т. Г. Джугурян, Л. В. Капительман // СТИН. - М., 1995. - № 6. - С. 5 - 11.

7. Гольдрайх Г. М., Джугурян Т. Г., Капительман Л. В. Станки глубокого сверления // Техника машиностроения. - М., 1996. - № 3. - С. 39-41.

8. Подкорытов А. Н., Джугурян Т. Г., Павлышко А. В. Упругопластические деформации поверхности растачиваемых отверстий инструментами одностороннего резания // Труды Одес. политехн. ун-та. - Одесса, 1997. - Вып. 1. - С. 115 - 118.

9. Джугурян Т. Г. Обеспечение точности растачивания отверстий инструментами одностороннего резания с виброзащитой // Труды Одес. политехн. ун-та. - Одесса, 1998. - Вып. 1 (5). - С. 131-134.

10. Джугурян Т. Г. Оценка эффективности обработки деталей на расточных станках // СТИН. - М., 1999. - № 1. - С. 18-19.

11. Джугурян Т. Г. Расточные инструменты одностороннего резания - модули для тяжелых условий обработки // Резание и инструмент в технологических системах: Междунар. науч. -техн. сборник. - Харьков: ХГТУ, 1999. - Вып. 55. - С. 81-85.

12. Джугурян Т. Г. Рациональное распределение нагрузки на рабочие элементы двухлезвийных расточных инструментов одностороннего резания // Труды Одес. политехн. ун-та. - Одесса, 1999. - Вып. 1 (7). - С. 66-68.

13. Джугурян Т. Г. Регулирование динамических и силовых параметров процесса обработки отверстий расточными инструментами // Труды Одес. политехн. ун-та. - Одесса, 1999. - Вып. 2 (8). - С. 77-79.

14. Джугурян Т. Г. Формирование параметров экспресс - оценки точности растачивания отверстия при переменных условиях обработки // Труды Одес. политехн. ун-та. - Одесса, 1999. - Вып. 3 (9). - С. 32-35.

15. Джугурян Т. Г. Влияние тепловых деформаций станка на точность растачивания отверстий инструментами одностороннего резания // СТИН. - М., 1999. - № 12. - С. 20-22.

16. Джугурян Т. Г. Обеспечение точности растачивания коротких отверстий двухлезвийным инструментом // СТИН. - М., 2000. - № 2. - С. 19-21.

17. Джугурян Т. Г. Контроль предельных состояний технологической системы расточного станка, оснащенного инструментами одностороннего резания // Авиационно-космическая техника и технология. Труды Государственного аэрокосмического университета им. Н. Е. Жуковского «ХАИ». - Харьков: ГАУ им. Н. Е. Жуковского «ХАИ», 2000. - Вып. 14. - С. 281-284.

18. Джугурян Т. Г. Прецизионное растачивание отверстий инструментами одностороннего резания // Резание и инструмент в технологических системах. Междунар. науч. -техн. сборник. - Харьков: ХГТУ, 2000. - Вып. 57. - С. 64-68.

19. Джугурян Т. Г., Подкорытов А. Н. Чувствительность механизмов размерной компенсации износа расточных инструментов к изменению диаметра обрабатываемого отверстия // Резание и инструмент в технологических системах. Междунар. науч. -техн. сборник. - Харьков: ХГТУ, 2000. - Вып. 56. - С. 50-54.

20. Джугурян Т. Г. Увод оси отверстия при растачивании инструментами одностороннего резания // Вісник Інженерної академії України. Спеціальний випуск 2000. - Харьків, 2000. - С. 335 - 338.

21. Джугурян Т. Г. Управление точностью растачивания отверстий по состоянию технологической системы станка // СТИН. - М., 2000. - № 11. - С. 28-31.

22. Линчевский П. А., Джугурян Т. Г. Чувствительность механизма компенсации износа инструментов одностороннего резания при растачивании глубоких пересекающихся отверстий с параллельными осями // Вісник Інженерної академії України. - Київ, 2001. - Ч. 2, № 3. - С. 358-361.

23. Способ прикатки подшипников качения: А. с. 1732041 СССР, МКИ F16C 33/14 / Л. В. Капительман, Л. М. Кордыш, Т. Г. Джугурян, А. Л. Молодченко, С. М. Хомутов (СССР). - № 4722562 / 27; Заявл. 11. 05. 89; Опубл. 07. 05. 92, Бюл. № 17. - 3 с.

24. Инструментальная головка: А. с. 1801707 СССР, МКИ В23В 29/02 / А. И. Гамерман, Т. Г. Джугурян, Б. А. Моргун, В. А. Парфенов, Э. М. Сирота (СССР). - № 4841605 / 25; Заявл. 25. 06. 90; Опубл. 15. 03. 93, Бюл. №10. - 4 с.

25. Способ обработки отверстий: А. с. 1808500 СССР, МКИ В23В 35/00, 29/03 / Т. Г. Джугурян, А. А. Оргиян, А. П. Пупин (СССР). - № 4951657 / 25; Заявл. 05. 04. 91; Опубл. 15. 04. 93, Бюл. №14. - 4 с.

26. Линчевский П. А., Джугурян Т. Г., Оргиян А. А. Проблемы и особенности растачивания координированных точных отверстий // Труды VII междунар. научно-технического семинара “Высокие технологии в машиностроении: тенденции развития, менеджмент, маркетинг”. - Харьков: ХГПУ, 1997. - С. 171-173.

27. Лінчевський П., Оргіян О., Джугурян Т. Сучастні методи комплексної обробки високоточних деталей на оздобно-розточних та обточних верстатах // Тези доповідей 3-го міжнар. симпозіума українських інженерів-механіків у Львові. - Львів. - Львівська політехніка, 1997. - С. 134-135.

28. Джугурян Т. Г., Кулик В. П., Павлышко А. В. Управление подналадкой расточных инструментов одностороннего резания // Сб. трудов междунар. науч. -техн. конф. “Машиностроение и техносфера на рубеже ХХI века”. - Том 1. - Донецк: ДонГТУ, 1999. - С. 234 - 236.

АНОТАЦІЇ

Джугурян Т. Г. Технологічні основи керування точністю та якістю обробки при прецизійному розточуванні. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора технічних наук за спеці-альністю 05. 02. 08 - технологія машинобудування. - Національний технічний університет “Харківський політехнічний інститут”, Харків, 2001.

Дисертація присвячена питанням підвищення ефективності прецизійного розточування координованих отворів інструментами одностороннього різання. Розроблено основи забезпечення і підтримки точності обробки отворів розточувальними інструментами одностороннього різання, реалізовані в нових типах інструментів, методах контролю і керування технологічним процесом. Встановлено, що максимальна ефективність розточування отворів досягається за рахунок комплексного використання розроблених методів і засобів забезпечення і підтримки точності обробки. Запропоновано типові схеми прецизійного розточування отворів інструментами одностороннього різання. Основні результати роботи знайшли промислове застосування в проектуванні і виготовленні обробно-розточувальних верстатів, автоматичних ліній, а також свердлильно-фрезерно-розточувальних верстатів із ЧПК.

Ключові слова: отвір, прецизійне розточування, інструмент одностороннього різання, технологічна система, точність, якість, продуктивність, контроль, керування.

Dzhuguryan T. G. Technological bases of accuracy and quality machining management under fine boring. - Manuscript.

Thesis for a doctor's degree in technical sciences by speciality 05. 02. 08 - technology of mechanical engineering. - National Technical University “Kharkiv Polytechnic Institute”, Kharkiv, 2001.

The dissertation is devoted to rising of fine boring coordinate holes efficiency by one-side cutting tools. The principles of ensure and support of boring holes accuracy are developed which in the new type tools and methods of technological process monitoring and control are realized. There is established that the boring holes top efficiency can be obtained by the aid of complex using the developing methods and means of machining accuracy ensure and support. The typical schemes of fine boring by one-side cutting tools are proposed. The results of the work have found an industrial utility in the design and manufacture of the precision boring machines, transfer lines and CNC drill-miller-boring machine tools.

Key words: hole, fine boring, one-side cutting tools, technological system, accuracy, quality, productivity, monitoring, control.

Джугурян Т. Г. Технологические основы управления точностью и качеством обработки при прецизионном растачивании. - Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук по специальности 05. 02. 08 - технология машиностроения. - Национальный технический университет “Харьковский политехнический институт”, Харьков, 2001.

Цель исследования - повышение эффективности технологической операции прецизионного растачивания отверстий инструментами одностороннего резания на базе разработки основ обеспечения и поддержания точности обработки с требуемым качеством поверхности в широком диапазоне размерных параметров отверстий соответственно на этапах проектирования и функционирования металлорежущего оборудования.

Разработаны технологические основы управления точностью и качеством обработки при прецизионном растачивании инструментами одностороннего резания, которые нашли практическое применение при решении вопросов обеспечения и поддержания точности отделочной операции в условиях автоматизированного производства.

Определены условия обеспечения точности растачивания с учетом динамики процесса обработки, силовых и тепловых деформаций технологической системы, износа инструмента; созданы новые типы высокоскоростных расточных инструментов с виброзащитой и динамической настройкой демпфера в процессе обработки, а также методики расчета их оптимальных параметров.

На основе “цилиндрической” модели шероховатости расточенной и выглаженной поверхности отверстия получены зависимости для определения параметров качества обработки и оптимальной геометрии направляющих элементов. Для разгрузки рабочих элементов при повышенном припуске предложены двухлезвийные расточные инструменты одностороннего резания с виброзащитой и механизмом компенсации износа, определены их оптимальные параметры и условия обработки.

Установлена взаимосвязь между точностью обработки и тепловыми деформациями станка, определяемыми условиями его работы. Для снижения тепловых деформаций станка разработан способ прикатки подшипников качения отделочно-расточных головок, позволивший уменьшить избыточную температуру ее нагрева. С учетом условий обработки установлены ограничения избыточной температуры и оптимальный расход смазочно-охлаждающей технологической среды, подводимой в зону резания.

Разработаны теоретические положения непрерывно-периодической и полной компенсации размерного износа расточных инструментов одностороннего резания на основе встроенных в их корпусе автономных механизмов. Получены значения интенсивности изнашивания рабочих элементов инструментов с учетом условий обработки.

Разработаны системы поддержания точности обработки отверстий путем управления динамическими и силовыми параметрами процесса растачивания, подналадки инструмента, выявления предельных состояний технологической системы и их устранения. Предложены автономные механизмы размерной подналадки “импульсной” и по “упору” расточных инструментов одностороннего резания, особенностью которых является их размещение непосредственно в корпусе инструмента.

Разработан метод и средство косвенного размерного контроля обработанных отверстий, предельных состояний износа инструмента и кондукторной втулки. Он основан на измерении перемещений плавающей пластины относительно корпуса расточного инструмента с механизмом частичной компенсации износа при его базировании в отверстии кондукторной втулке-калибре и расточенном отверстии.

Установлено, что для идентификации предельных состояний инструмента, кондукторной втулки и заготовки в подавляющем большинстве случаев обработки достаточно контролировать крутящий момент привода главного движения постоянного тока с двухзонным регулированием скорости. Предложены методы контроля состояния технологической системы на основе измерения тока (пиковых значений при врезании инструмента, амплитуды колебаний) якоря привода главного движения и экспресс - оценки обеспечения и поддержания точности обработки отверстий, которые позволяют производить диагностику состояния расточного инструмента одностороннего резания, кондукторной втулки и заготовки. Для выявления причин возникновения предельного состояния технологической системы и его устранения разработана матрица “ситуация - действие”.

Определены основные виды, типы и подвиды точных отверстий с учетом особенностей их обработки расточными инструментами одностороннего резания, в частности, сплошные, прерывистые, нецилиндрические и пересекающиеся отверстия с параллельными осями, а также отверстия, требующие совмещенной обработки: ступенчатые, отверстия с подрезкой торца, растачиванием фаски, канавок. На основе исследований их обработки даны рекомендации по комплексному использованию методов и средств обеспечения и поддержания точности обработки отверстий, разработаны новые типы комбинированных расточных инструментов для совмещенной обработки. Предложены критерии для комплексной оценки эффективности применения методов обеспечения и поддержания точности растачивания отверстий.

Результаты работы используются при проектировании, изготовлении и экслуатации отделочно-расточных станков, автоматических линий, станков с ЧПУ сверлильно-фрезерно-расточных и глубокого сверления.

Ключевые слова: отверстие, прецизионное растачивание, инструмент одностороннего резания, технологическая система, точность, качество, производительность, контроль, управление.

Размещено на Allbest.ru