Основи створення багатолезового оснащення з міжінструментальними зв’язками для обробки поверхонь обертання

Аналіз процесів при багатолезовій обробці поверхонь обертання, відповідного металообробного оснащення. Теоретичні основи створення верстатно-інструментального оснащення з міжінструментальними зв’язками. Закономірність впливу міжінструментальних зв’язків.

Рубрика Производство и технологии
Вид автореферат
Язык украинский
Дата добавления 27.08.2014
Размер файла 84,9 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru

НАЦІОНАЛЬНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ УКРАЇНИ

”КИЇВСЬКИЙ ПОЛІТЕХНІЧНИЙ ІНСТИТУТ”

УДК 621.91.01

Основи створення багатолезового оснащення з міжінструментальними зв'язками для обробки поверхонь обертання

Спеціальність 05.03.01 - процеси механічної обробки, верстати та інструменти

АВТОРЕФЕРАТ

дисертації на здобуття наукового ступеня

доктора технічних наук

Луців Ігор Володимирович

Київ 2006

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана в Тернопільському державному технічному університеті імені Івана Пулюя Міністерства освіти і науки України

Захист відбудеться " 15 " травня 2006 року о 15 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 26.002.11 у Національному технічному університеті України “Київський політехнічний інститут” за адресою: 03056, м. Київ, проспект Перемоги, 37, корпус 1, ауд.№ 214.

З дисертацією можна ознайомитись в бібліотеці Національного технічного університету України “Київський політехнічний інститут” за адресою: 03056, м. Київ, проспект Перемоги, 37

Автореферат розісланий " 14 " квітня 2006 р.

Вчений секретар спеціалізованої вченої ради Д 26.002.11 Майборода В.С.

АНОТАЦІЯ

Луців І.В. Основи створення багатолезового оснащення з міжінструментальними зв'язками для обробки поверхонь обертання. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора технічних наук за спеціальністю 05.03.01 - процеси механічної обробки, верстати та інструменти.- Національний технічний університет України “Київський політехнічний інститут”, Київ, 2006.

Дисертація присвячена розробці наукових основ створення багатолезового оснащення з кінематичними міжінструментальними зв'язками (КМІЗ) для обробки поверхонь обертання, як бази для структурного представлення і раціонального конструювання та експлуатації прогресивних верстатно-інструментальних систем для суттєвого підвищення продуктивності, точності та якості лезової обробки порівняно з традиційним різанням. На основі використання кінематичного адаптивного зв'язку між різальними елементами розроблено комплекс нових кінематичних і технологічних схем багатолезової самоналагоджувальної обробки паралельного, “нахиленого”, зустрічного точіння, регульованого свердління, зенкерування, розточування та комбінованого різання, структурні формули і компоновки конструкцій багатолезового оснащення.

Встановлена істотна можливість зменшення ймовірності виникнення автоколивань при багатолезовій обробці із КМІЗ. Наведено наближену аналітичну залежність для розрахунку границі вібростійкості багатолезової обробки та встановлені режими безрезонансної роботи в умовах такої обробки із змінною товщиною зрізу.

Наведено результати досліджень кінематики утворення елементів стружки та здійснено структурний синтез нових компонувальних схем оснащення для кінематичного подрібнення стружки. Досліджено експлуатаційні можливості багатолезового верстатно-інструментального оснащення із КМІЗ. Створена методологія розробки багатолезового оснащення яка реалізована в алгоритмі структурно-параметричного синтезу і аналізу.

Ключові слова: багатолезове оснащення, кінематичні міжінструментальні зв'язки, самоналагоджувальна обробка, продуктивність, вібростійкість, точність лезової обробки, кінематичне подрібнення стружки.

SUMMARY

Lutsiv I.V. The fundamentals of development of multiedge accessories with intertool links for surfaces of revolution machining. - Manuscript.

The dissertation for the scientific dagree of the Doctor of engineering science on the speciality 05.03.01 - Processes of machine work, machine tools and tools. - National Technical University of Ukraine “Kyiv Polytechnical Institute”, Kyiv, 2006.

The thesis deals with the scientific fundamentals of development of multiedge accessories with kinematic intertool links (KITL) for surfaces of rotation machining as a base for structural performance and rational design and operation running of progressive machine tool systems for essentially increase of productivity, accuracy and quality of machining coparatively with traditional cutting. On the base of using of kinematic adaptive links between cutting elements the complex of new kinematic and technological schemes of selfadjusting machining of parallel, leaning and oncoming turning, adjust drilling, countersinking, boring and combine cutting are developed and structural formulas and design arrangements are given.

The essential possibility of decrease of selfinduced vibrations set in while multiedge machining with KITL is prescribed. The approximation analytical formula of calculating of dynamical stability limit of multiedge machining is given and the operation modes of nonresonance machining with variable depth of cut are prescribed.

The results of investigation of kinematics of cut elements formation are given and the structural sythesis of new design arrangements schemes of accessories for kinematic breaking up of cut are developed. The operation characteristics of multiedge machine tool accessories with KITL are investigated. The methodology of developing of multiedge accessories realized in the algorythm of structural and parametric synthesis and analysis is given.

Key words: multiedge accessories, kinematic intertool links, selfadjusting machining, accuracy of machining, productivity, dynamical stability, accuracy of machining, kinematic breaking up of cut.

АННОТАЦИЯ

Луцив И.В. Основы создания многолезвийной оснастки с межинстру-ментальными связями для обработки поверхностей вращения. - Рукопись.

Диссертация на соискание учёной степени доктора технических наук по специальности 05.03.01 - процессы механической обработки, станки и инструменты. - Национальный технический университет Украины “Київський політехнічний інститут”, Киев, 2006.

Диссертация посвящена разработке научных основ создания многолезвийной оснастки с кинематическими межинструментальными связями (КМИС) для обработки поверхностей вращения, как базиса для структурного представления, рационального конструирования и эксплуатации прогрессивных станочно-инструментальных систем для существенного повышения производительности, точности и качества лезвийной обработки по сравнению с традиционным резанием.

Проанализированы современные проблемы усовершенствования лезвийной обработки, рассмотрены ее основные технические противоречия, оценены пути и методы повышения точности и виброустойчивости станочно-инструментальных систем. Разработаны основы теории создания многолезвийной самонастраивающейся оснастки. Представлены новые кинематические и технологические схемы параллельного, “наклонённого”, встречного точения, регулированного сверления, зенкерования, растачивания и комбинированного резания, созданы основы синтеза структурных формул и компоновок конструкций оснастки.

Проведен анализ математических моделей динамического поведения упругой системы станочно-инструментальной оснастки в условиях многолезвийной обработки с использованием КМИС при учете инерционных, диссипативных, геометрических и частотных характеристик ее подсистем. Установлено, что коэффициент эффективности работы оснастки по критерию виброустойчивости при многолезвийной обработке с КМИС сравнительно с традиционным однолезвийным резанием находится в пределах 1,75…1,85. При этом многолезвийное резание более целесообразно использовать при меньших значениях радиальной жесткости и большей массе эквивалентной упругой системы. Представлено аналитическое выражение для расчета границы виброустойчивости многолезвийной обработки с КМИС, которое может быть использовано для инженерных расчетов.

Рассчитаны макропогрешности многолезвийной обработки с КМИС и установлены условия безрезонансной работы при переменной толщине среза, которая вызвана, погрешностями изготовления заготовки и ее закрепления. Получены аналитические зависимости для определения динамических погрешностей обработки и построены соответствующие амплитудно-частотные характеристики оснастки, которые доказывают возможность повышения динамической точности двух- и четырехлезвийной обработки по сравнению с неадаптивной однолезвийной в 1,25…12 раз, а трехлезвийной - в 1,6…13 раз. Показано, что использование КМИС увеличивает производительность резания в 1,8…4,5 раз, причем наиболее эффективной является обработка маложестких деталей. Рассчитаны шероховатость и волнистость получаемой поверхности.

Представлены результаты исследований кинематики образования элементов стружки при использовании КМИС, которые подтвердили возможность использования межинструментальной связи для кинематического дробления стружки за счет вынужденных взаимосвязаных возвратно-поступательных перемещений режущих лезвий с помощью настраивания механизма КМИС или создания заданных условий резания. Разработан структурный синтез оснастки для кинематического дробления стружки при обработке поверхностей вращения с использованием КМИС. Установлены условия безвибрационных переходных процессов при дроблении стружки.

Исследованы особенности эксплуатации многолезвийной оснастки с КМИС в условиях переменности усилий трения, врезания и выхода из заготовки.

Представлена методология разработки многолезвийной станочно-инструментальной оснастки с КМИС, которая реализована в алгоритме структурно-параметрического параллельно направленного синтеза и анализа. Предложено прикладное программное обеспечение автоматизированных расчетов и конструирования оснастки. Установлены основные сравнительные технико-экономические показатели, подтвердившие преимущества представленных технических предложений по решению проблемы создания станочно-инструментальной оснастки повышенной производительности, виброустойчивости и точности обработки.

Ключевые слова: многолезвийная оснастка, кинематические межинструментальные связи, самонастраивающаяся обработка, производительность, виброустойчивость, точность лезвийной обработки, кинематическое дробление стружки.

обробка верстатний інструментальний

1. ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Сучасне машинобудування характеризується зростаючими вимогами до якості і продуктивності машин, підвищення їх технічного рівня та надійності. Розв'язання цих проблем в значній мірі пов'язано із створенням металорізальних верстатів та оснащення раціональної структури із оптимальними параметрами при одночасному забезпеченні підвищення продуктивності і точності обробки.

Практика механічної обробки показує, що досягненню цієї мети заважають пружні деформації оброблювальних деталей та верстатної системи, вібрації в процесі різання, інші негативні ефекти, що його супроводжують. Високопродуктивним і ефективним методом суттєвого зменшення деформацій деталей типу тіл обертання є багатолезова, в тому числі багаторізцева (дво-, три- і більше) обробка. В той же час певні недоліки багатолезових верстатно-інструментальних систем: зниження вібростійкості порівняно з традиційною обробкою, наявність надлишкових в'язей, необхідність надзвичайно точного налагоджування, обмежують їх використання. Вирішення технічних протиріч, які при цьому виникають, доцільно здійснювати шляхом створення багатолезового оснащення, укомплектованого простими механічними системами для автоматичного регулювання процесу обробки. При цьому різальні елементи необхідно розміщувати по периметру оброблюваної заготовки або іншим чином, а врівноваження системи зусиль різання здійснювати шляхом необхідних зміщень цих елементів в напрямку подачі. Суть такого регулювання полягає в тому, що між рухливими в напрямку подачі різальними елементами реалізуються кінематичні міжінструментальні зв'язки, які перетворюють оснащення в самоналагоджувальну систему.

З врахуванням широкого застосування багатолезової обробки розробка основ створення багатолезового оснащення з міжінструментальними зв'язками для обробки поверхонь обертання є актуальною науково-технічною проблемою. Вирішення її дозволить суттєво підвищити продуктивність, точність і надійність виготовлення деталей машин.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Робота виконана відповідно до наукової тематики кафедр “Комп'ютерне проектування верстатів і машин” та “Верстатно-інструментальні системи автоматизованого виробництва” Тернопільського державного технічного університету імені Івана Пулюя (теми “Розробка прогресивного верстатно-інструментального оснащення та металорізальних інструментів на основі керування кінематикою лезової обробки” (Д.Р.№0193U039365); “Розробка високопродуктивних різальних інструментів для обробки плоских, циліндричних та гвинтових поверхонь і дослідження їх продуктивності” (Д.Р.№0194U030608); “Розробка та дослідження інструментальних матеріалів, ресурсозберігаючих технологій та інструментального оснащення для виготовлення циліндричних та плоских поверхонь”(Д.Р. № 0196U012984).

Мета і задачі дослідження. Метою є підвищення ефективності обробки зовнішніх і внутрішніх поверхонь обертання шляхом встановлення закономірностей впливу міжінструментальних зв'язків на процес багатолезової обробки та їх використання для створення багатолезового оснащення адаптивного типу.

Для досягнення поставленої мети в роботі необхідно вирішити такі задачі:

Провести аналіз результатів теоретичних і експериментальних досліджень процесів при багатолезовій обробці поверхонь обертання і відповідного металообробного оснащення.

Розробити теоретичні основи створення верстатно-інструментального оснащення з міжінструментальними зв'язками для багатолезової обробки зовнішніх і внутрішніх поверхонь обертання.

Розробити нові технологічні схеми багатолезової обробки з використанням механічних і гідравлічних міжлезових зв'язків адаптивного типу, синтез компонувальних схем і конструкцій верстатно-інструментального оснащення для забезпечення високоточної і низьковібраційної обробки деталей та подрібнення стружки.

Розробити математичні моделі та виконати кінематичні та динамічні дослідження верстатно-інструментального оснащення з кінематичними міжінструментальними зв'язками в умовах багатолезової обробки.

Встановити закономірності та ступінь впливу міжінструментальних зв'язків на характеристики роботи багатолезового оснащення.

Дослідити експлуатаційні властивості створеного багатолезового оснащення з міжінструментальними зв'язками і розробити на цій основі рекомендації для його раціонального використання.

Розробити алгоритм структурно-параметричного синтезу і аналізу багатолезового оснащення з високими техніко-економічними показниками.

Здійснити апробацію розроблених наукових положень у лабораторних і виробничих умовах та дослідну перевірку прогресивного оснащення і процесів обробки, які забезпечують високі показники якості оброблених поверхонь.

Об'єкт дослідження - процеси і оснащення багатолезової обробки поверхонь.

Предмет дослідження - багатолезове оснащення з міжінструментальними зв'язками для обробки зовнішніх і внутрішніх поверхонь обертання.

Методи досліджень. Проведення досліджень базується на методах математичного моделювання, теорії систем автоматичного регулювання і адаптивного керування; методах математичної теорії оптимальних процесів і синтезу технічних систем; теоретичних основах теорії різання металів, розрахунку точності і продуктивності обробки; методах математичного програмування при параметричній оптимізації; теорії експерименту та математичній статистиці. Експериментальні дослідження проведені з використанням розробленого багатолезового оснащення, контрольно-вимірювальної апаратури, методів тензометрії та осцилографії. При розрахунках, обробці результатів досліджень і синтезі компоновок, конструкцій оснащення та інших технічних рішень використана комп'ютерна техніка та сучасне програмне забезпечення.

Наукова новизна одержаних результатів. Розроблені основи створення багатолезового оснащення з міжінструментальними зв'язками для обробки зовнішніх і внутрішніх поверхонь обертання, які полягають у встановленні закономірностей впливу міжінструментальних зв'язків на процес багатолезової обробки та їх використанні для розробки оснащення адаптивного типу. Для цього:

1. Вперше розроблені теоретичні основи створення самоналагоджувального в процесі обробки багатолезового оснащення за рахунок звільнення системи оснащення від надлишкових в'язей і застосування міжлезових кінематичних зв'язків адаптивного типу та сформовані принципово нові кінематичні і технологічні схеми самоналагоджувальної обробки, структурні формули і компоновки оснащення.

2. Вперше розроблені математичні моделі та виконано моделювання динамічної поведінки пружної системи (ПС) верстатно-інструментального оснащення (ВІО) в умовах багатолезової обробки із кінематичними міжінструментальними зв'язками (КМІЗ), в результаті чого встановлено, що причиною підвищення динамічної стійкості багатолезової ПС із КМІЗ порівняно із еквівалентною однолезовою ПС є зсув початкових фаз частотних характеристик відповідних процесів різання.

3. Вдосконалено положення теорії визначення динамічної стійкості ПС верстату в процесі різання для випадку багатолезової обробки із КМІЗ і на цій основі отримано аналітичний вираз для розрахунку границь вібростійкості та визначені умови забезпечення раціональних параметрів системи і режимів обробки.

4. Вперше за результатами математичного моделювання і експериментальних досліджень багатолезового оснащення в умовах самоналагоджувальної обробки встановлені закономірності і ступінь впливу міжінструментальних зв'язків на показники вібростійкості, точності, продуктивності обробки та подрібнення стружки.

5. На основі аналізу критеріїв роботи багатолезового оснащення із КМІЗ запропоновані та науково обґрунтовані оцінки підвищення ефективності обробки зовнішніх і внутрішніх поверхонь обертання з врахуванням макро- і динамічних похибок, зміни зусиль різання і сил тертя в напрямних ВІО, збільшення продуктивності, формування шорсткості і хвилястості поверхні та гарантованого стружкоподрібнення.

6. Розроблені основи структурно-параметричного синтезу і аналізу багатолезового оснащення з кінематичними міжінструментальними зв'язками для обробки зовнішніх і внутрішніх поверхонь обертання.

Практичне значення одержаних результатів. Розроблені компоновки, конструкції і дослідні зразки багатолезового оснащення з кінематичними міжінструментальними зв'язками, які дозволяють компенсувати пружні деформації деталей (інструментів) і значно зменшити вібрації при різних видах токарної обробки, розточуванні та свердлінні.

Науково обґрунтовані практичні рекомендації щодо областей доцільного використання багатолезового оснащення та вибору його раціональних параметрів і режимів експлуатації з метою досягнення максимального ефекту.

Розроблено оснащення для гарантованого подрібнення стружки при багатолезовій обробці за рахунок використання міжінструментальних кінематичних зв'язків, визначені і рекомендовані умови його безвібраційного функціонування.

Розроблені методики і прикладне програмне забезпечення розрахунку і конструювання багатолезового оснащення з міжінструментальними кінематичними зв'язками адаптивного типу.

Отримані наукові та практичні результати, методики і рекомендації: впроваджені на ВАТ “Тернопільський комбайновий завод”, Львівському заводі фрезерних верстатів, ВАТ “Коломиясільмаш” при обробці ступінчастих валів редукторів, валів та осей, гільз та інших деталей; передані для використання ТзОВ “Завод ”Альфа-Газпромкомплект”, ВАТ “Роменський завод ”Тракторозапчастина”, Хмельницькому заводу тракторних агрегатів; використовуються в навчальному процесі Тернопільського державного технічного університету імені Івана Пулюя на кафедрах верстатно-інструментальних систем автоматизованого виробництва і комп'ютерного проектування верстатів і машин при вивченні дисциплін “Різальні інструменти”, “Основи формоутворення поверхонь”, “САПР технологічних процесів, верстатів та інструментів”, “САПР верстатів і верстатних комплексів”.

Особистий внесок здобувача. Основні результати теоретичних та експериментальних досліджень, що виносяться на захист, отримані автором самостійно. Здобувач особисто розробив: теорію і наукові основи створення багатолезового оснащення з міжінструментальними зв'язками для обробки поверхонь обертання; багатоваріантну структуру схем і механізмів оснащення для багатолезової обробки адаптивного типу; алгоритми проектування і дослідження. В опублікованих у співавторстві роботах автору належать основні ідеї проведених досліджень і наукове обґрунтування основних теоретичних положень, наведені аналітичні викладення роботи. Постановка задач і обговорення наукових результатів виконані разом із науковим консультантом.

Апробація роботи. Основні положення дисертаційної роботи доповідались та обговорювались на республіканських і державних конференціях “Підвищення продуктивності і якості продукції в умовах ГВС” (Севастополь, 1988), “Автоматичне моделювання об'єктами і технічне оснащення у верстатах з ЧПК і ГВС” (Тернопіль, 1988), “Комплексна механізація і автоматизація виробництва на основі впровадження верстатів з ЧПК” (Луцьк, 1988), “Підвищення якості і надійності машинобудівної продукції” (Луцьк, 1989), “Типові механізми і технологічне оснащення верстатів-автоматів, верстатів з ЧПК і ГВС” (Чернігів, 1991), “Типові механізми і технологічне оснащення верстатів-автоматів, верстатів з ЧПК і ГВС” (Київ, 1993), міжнародній науково-технічній конференції “Автоматизація і діагностика в механообробці” (Луцьк,1993), 1 - 3-му і 5 - 7-му міжнародних симпозіумах українських інженерів механіків у Львові (1993,1995,1997,2001,2003, 2005), науково-технічних конференціях Тернопільського приладобудівного інституту та Тернопільського державного технічного університету (1986-2005).

Дисертація в повному обсязі доповідалась і одержала позитивну оцінку на розширених засіданнях міжкафедрального наукового семінару Тернопільського державного технічного університету імені Івана Пулюя (2005) і наукового семінару кафедри “Конструювання верстатів та машин” Національного технічного університету України “КПІ”, м. Київ (2006).

Публікації. Основні результати дисертації опубліковані у
47 наукових працях, серед яких 22 статті у фахових виданнях, 6 авторських свідоцтв та деклараційних патентів на винаходи .

Структура та обсяг роботи. Дисертація складається зі вступу, семи розділів, загальних висновків, переліку посилань із 395 найменувань та додатків. Основний текст викладено на 275 сторінках машинопису, повний текст складає 448 сторінок і містить 124 рисунки, 22 таблиці.

2. ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

У вступі обґрунтовується актуальність теми дисертаційної роботи, визначені мета та задачі дослідження, теоретична та практична цінність одержаних результатів досліджень, рівень реалізації та впровадження наукових розробок.

У першому розділі проведено аналіз проблем вдосконалення багатолезового верстатно-інструментального оснащення (ВІО) для обробки поверхонь обертання.

Проблеми підвищення точності оброблюваних деталей і покращення якості поверхні з одного боку та зростання продуктивності та надійності лезової обробки з іншого виникли, очевидно, із початком металообробки. Проте вирішенню цієї протирічивої проблеми заважає ряд факторів: складність досягнення раціональної жорсткості технологічної оброблюючої системи (ТОС); втрата верстатно-інструментальною системою динамічної стійкості; змінні навантаження при перехідних і неусталених процесах різання; утворення зливної стружки при обробці високопластичних матеріалів; надлишкові в'язі в ТОС; нераціональні, зокрема завищені, параметри режимів різання; зношення інструменту та обладнання та інші.

Існуючі способи ліквідації прогинів деталей, зокрема, при однорізцевому точінні шляхом використання люнетних пристосувань, складних адаптивних систем керування, регулювання жорсткості системи не завжди є виправданими і можливими та неістотно служать підвищенню продуктивності обробки.

Дослідженнями П.А.Корабльова, С.Г. Купцова, Г.В. Панкова, Н.Б.Дорохіна, А.І.Козлова, К.С.Колева, А.В.Дюнова, В.В.Глушко, В.Д.Шумова, Ю.Б.Крамаренко , Є.С.Пуховського та інших спеціалістів встановлено, що перспективним і високоефективним методом усунення пружних деформацій заготовок при різанні може служити багатолезова обробка (зокрема багаторізцеве точіння), особливо деталей малої жорсткості. Найбільш доцільно розташовувати різальні елементи по периметру оброблюваної поверхні. При цьому, як правило, використовують дві технологічні схеми багатолезового оснащення: інструментальний блок, що обертається, обробляє рухому заготовку; блок інструментів, що має поздовжню подачу, обробляє заготовку, яка обертається.

Проте, широкому впровадженню нових, більш прогресивних, ніж традиційні, методів обробки, зокрема багатолезової, суттєво заважає втрата пружною системою верстату динамічної стійкості при різанні, що проявляється у виникненні вібрацій, в тому числі - недопустимих автоколивань.

Істотний вклад в розробку методів аналізу динамічних явищ при роботі металорізального обладнання внесли відомі вчені В.О.Кудинов, А.І.Каширін, А.П.Соколовський, М.Е.Ельясберг, В.Е.Пуш, Л.С.Мурашкін, В.М.Подураєв, Д.М.Решетов, З.М.Левіна, С.С.Кедров, В.В.Камінская, М.Л.Орликов, В.Б.Струтинський, П.П.Мельничук, В.І.Попов, В.І.Локтев, І.Тлусти, С.Тобіас, Д.Кумабе та інші. Значна увага в їх працях приділена впливу пружних та швидкісних зв'язків в системі верстату на його вібростійкість з врахуванням характеристик процесу різання. Аналіз основних ідей більшості дослідників підтверджує, що першочергове підвищення вібростійкості багатолезових оброблюючих систем в перехідних і усталених режимах різання є особливо актуальною задачею.

Пошук відповідного багатолезового оснащення реалізується в таких
трьох напрямках його синтезу: а) жорстких багатолезових систем; б) самовстановлювальних інструментальних блоків; в)складних адаптивних систем керування процесом обробки. Кожна із цих груп оснащення має свої переваги, проте і істотні недоліки, які суттєво обмежують їх використання в реальних умовах обробки.

Зрозумілою є необхідність пошуку шляхів суміщення достоїнств простоти звичайної багатолезової обробки з автоматичним її саморегулюванням з допомогою нескладних механізмів і пристроїв. Реалізація цього підходу може бути здійснена засобами кінематичних міжінструментальних зв'язків (КМІЗ) адаптивного типу в багатолезовому оснащенні. Вирішення основних задач дисертаційної роботи передбачається на базі розвитку ідеї КМІЗ в системі багатолезового оснащення, її аналізу та системного моделювання і структурного творення методології, алгоритмів проектування та комплексу конструкцій оснащення. При цьому використовуються наукові принципи і підходи багатьох вчених-спеціалістів в області синтезу верстатно-інструментальних систем, в тому числі адаптивного типу, зокрема Б.С.Балакшина, Г.І.Грановського, М.М.Тверського, В.Г.Митрофанова, А.П.Гавриша, Ю.М.Кузнецова, С.Г.Нагорняка, В.О.Остафьєва, П.Р.Родіна, Н.С.Равської, Ю.К.Новосьолова, Ю.В.Петракова, М.П.Мазура, П.А.Лінчевського, О.В.Якимова, В.І.Кальченко та інших.

У другому розділі розроблено теорію створення верстатно-інструментального оснащення для багатолезової обробки.

З метою регулювання перехідних процесів різання в першу чергу слід забезпечити неузгодження між швидкістю подачі, яку задає привід, і швидкостями подачі двох і більше лез різальних інструментів. При цьому існує можливість створення в структурі верстатно-інструментального оснащення внутрішніх механізмів адаптації всієї системи до зміни умов різання.

З допомогою зміни подачі в якості параметра керування можна організувати надзвичайно тонкий і чутливий механізм регулювання пружними переміщеннями. Зміна ж подачі, пов'язана зі зміщеннями вздовж напрямку подачі (осі Х) не впливає негативно на якість поверхні. Оскільки коливання всіх вузлів системи верстату підпорядковуються принципу найменшої потенціальної енергії і мають направленість вздовж осей найменших жорсткостей, то пропонується направити коливний рух вздовж осі Х. При цьому, керуючи осьовою складовою Рх сили різання шляхом зміни подачі за рахунок переміщень лез в осьовому напрямку, можна керувати силою різання в цілому, в тому числі її радіальною складовою. В роботі запропоновано і обґрунтовано новий методологічний підхід до багатолезового самоналагоджувального різання, який полягає в тому, що при обробці поверхонь обертання декількома однаковими лезами, що розміщені рівномірно по периметру оброблюваної поверхні, усунення пружних деформацій від радіальних складових зусиль різання можна досягнути, якщо покласти кожному лезу одну ступінь вільності в напрямку, який співпадає з напрямком подачі, і зв'язати ці леза між собою в цьому напрямку з допомогою механізмів чи засобів, які здійснюють адаптивний кінематичний зв'язок між лезами.

Застосуванням кінематичного міжінструментального зв'язку (КМІЗ) передбачається досягнути компенсації пружних деформацій ТОС; зміни подачі, як параметру регулювання; керування системою навантажень на верстат та інструмент; усунення зайвих в'язей в системі; гарантування адаптивних зворотних зв'язків; виключення впливу на деформації власне тих факторів, що визначають точність і якість обробки.

На основі проведеної побудови принципових кінематичних схем різання для випадку багатолезової обробки із використанням КМІЗ між різальними лезами чи інструментами розроблено комплекс нових технологічних схем обробки. Основний ефект цих схем передбачає вирівнювання складових сил різання, що діють на різальні елементи і викликають визначальні деформації ТОС (переважно в радіальному напрямку) за рахунок вирівнювання складових сил, що мають однаковий напрямок із напрямком подачі . Зокрема, схема паралельного точіння передбачає симетричне розміщення по обидві сторони оброблюваної деталі двох різців, рухливих в поздовжньому напрямку, швидкості подач s1 і s2 яких узгоджуються між собою засобами КМІЗ. При цьому сумарна подача різців дорівнює подачі s супортної групи. Дзеркальний нахил траєкторій різців дозволяє отримати схему конічного обточування із застосуванням КМІЗ. До зменшення поперечних деформацій деталі і підвищення продуктивності обробки призводить технологічна схема зустрічного дволезового точіння із КМІЗ. При цьому різці, опозитно розміщені по обидві сторони деталі, рухаються назустріч один одному. Сумарне значення миттєвих подач різців s1 i s2 дорівнює подвоєному значенню подач супортів: s = 2(s / 2).

При обробці внутрішніх поверхонь деталей машин різальні елементи збірних осьових інструментів і оснащення слід вивільнити в поздовжньому напрямку, і рух їх узгоджувати за допомогою самоналагоджувального КМІЗ. При цьому кількість різальних лез дорівнює 2 при свердлінні; 2 або 3 при зенкеруванні і розточуванні, чи кратне 2 при розвертуванні. Використання КМІЗ дозволяє врівноважувати пружні деформації ТОС як при внутрішньому розточуванні канавок, так і при зовнішній обробці власне канавок, фасонних поверхонь, а також відрізанні. Технологічні схеми комбінованих засобів обробки із КМІЗ можуть забезпечувати обробку плоских поверхонь деталей типу тіл обертання, наприклад, торців дисків, одночасну обробку зовнішніх і внутрішніх поверхонь тонкостінних деталей (труб, гільз), кільцеве свердління чи розточування. Аналогічні технологічні схеми, їх комбінації та варіативні виконання запропоновані також для три- і більше лезової обробки.

Кінематичний зв'язок між різальними елементами багатолезового оснащення перетворює верстат з оснащенням у самопристосовувальну технологічну систему.

Еквівалентна пружна система (ЕПС) в загальному випадку знаходиться під дією N процесів різання, а КМІЗ, крім того, утворює в самих процесах різання зворотні зв'язки. При цьому правильно говорити про еквівалентний процес різання і про еквівалентну систему верстатно-інструментального оснащення із КМІЗ при багатолезовій обробці. Особливістю такої системи є те, що КМІЗ в цьому випадку виконує функції задаючого, порівнюючого і виконавчого пристрою.

Кінематичний синтез механізмів КМІЗ повинен передбачати відсутність надлишкових кінематичних в'язей і забезпечувати кількість ступенів рухомості, рівних числу різальних елементів, зменшеному на одиницю. При цьому загальна кількість ступенів рухомості системи багатолезового оснащення в цілому дорівнюватиме кількості різальних елементів. Звільнення технологічної багатолезової структури від надлишкових в'язей перетворює її в самоналагоджувальну систему. Ці особливості механізмів КМІЗ визначають кінематику багатолезової самоналагоджувальної обробки.

Врівноваження системи зусиль різання, які діють на заготовку, здійснюється за рахунок методів поділу подачі; поділу глибини різання; поділу об'єму зрізуваного матеріалу; комбінації методів; супроводжується подрібненням стружки, причому і поділ глибини різання, і поділ об'єму зрізуваного матеріалу є власне комбінованими методами, оскільки КМІЗ за своєю природою обов'язково передбачає поділ подачі.

Розроблена теорія кінематики багатолезової обробки із КМІЗ. Особливості такої обробки пов'язані з формуванням товщини зрізуваного шару у випадках еліптичності заготовки, похибок її закріплення, впливу “спадковості” поверхні від попередніх проходів. Так, для n-лезової обробки деталі типу k-гранника, отримано такі вирази для глибин різання:

, , (1)

де tрз - змінна складова глибини різання, викликана формою чи похибкою закріплення заготовки; - кутова швидкість обертання деталі; - час . Виведено, що значення подач першого та інших різальних елементів розподіляться так:

,…,

, (2)

де і=2, 3, …n, sy - усталене значення подачі; у - показник степені при подачі у формулі швидкості різання; = tрз/ tрп, де tрп- постійна складова глибини різання; - відносний ексцентриситет заготовки.

На основі розробки структурних схем рухів різальних елементів в системі багатолезової обробки синтезована багатоваріантна структура компонувальних схем оснащення із КМІЗ. Запропонований КМІЗ може бути організованим засобами різних вирівнювальних механізмів М: важільних, клиново-пальцевих, шарнірних, кульково- конусних; зубчастих і фрикційних передач; парою рейка-зубчастий сектор та інших. Конструктивні схеми багатолезового оснащення характеризуються також розмаїттям напрямних Ні, які забезпечують необхідне взаємне розміщення і можливість відносних переміщень елементів, що несуть різальний інструмент. Крім зазначених вирівнювального механізму М, різальних елементів Рі (і=2,3,...,n), закріплених в різцетримачі чи різцевій державці, напрямних Ні (і=1,2,3…n) обов'язковим елементом багатолезового оснащення є базовий корпус К. Його роль може виконувати супорт верстату, корпус розточної головки, свердла і т.п. Компонувальна схема оснащення може також включати і додаткові структурні елементи - салазки, кріпильні вузли і т.д., які позначатимемо Кj, де j=1,2,3,…,k, причому k - кількість таких елементів. Як важливий структурний елемент в компонувальну схему повинна також входити оброблювана деталь Д, яка, проте, не є елементом оснащення. Але її розміщення і рух є визначальними при синтезі компоновки оснащення. Множину елементів оснащення можна представити матрицею-рядком

= || Д Р1 Н1 . . . Рn Нn К1 . . . Кк К М ||. (3)

Після певних перетворень з врахуванням ненульових елементів переходимо до повної матриці , яка відображає структуру компоновок багатолезового оснащення із КМІЗ. Елементами цієї матриці є характеристики Х, які визначають наявність “1” чи відсутність “0” зв'язків між елементами оснащення:

Проведений аналіз за допомогою матриць структур дозволяє записати структурні формули багатолезового оснащення із КМІЗ. Множина цих формул з врахуванням розроблених принципових кінематичних схем різання і технологічних схем дозволяє розробити багатоваріантну систему компонувальних схем оснащення для багатолезової обробки із КМІЗ. Деякі із компоновок оснащення, зокрема багато-супортні пристрої і головки та інструменти осьового типу представлені в табл. 1.

У третьому розділі розроблена математична модель динамічної стійкості системи оснащення при багатолезовій обробці з міжінструментальними зв'язками.

На прикладі багатолезової токарної обробки розглянуто формування динамічних розрахункових моделей ВІО із КМІЗ . При цьому представлено пружну систему токарного верстата як сукупність підсистем інструменту, заготовки і процесу різання. На основі припущення про незначний вплив несучої системи на процес різання, через що зв'язок між підсистемою заготовки і підсистемою супортної групи через станину є слабким, і, навпаки, домінуючим є вплив КМІЗ на формування товщини зрізуваного шару, зроблено висновок про можливість розбиття розрахункової схеми на дві і розгляд їх окремо. Таке спрощення є цілком виправданим і для всього діапазону практично реальних випадків дає задовільні результати. Аналіз парціальних частот і амплітуд вимушених коливань системи супортної групи дозволяє зупинитись на плоскій схемі розгляду в площині УОZ. А наявність симетричності компонувальних схем системи багатолезового оснащення із КМІЗ дозволяє з достатньою для порівняльного розгляду точністю наближено перейти до одномасової моделі пружної системи супортної групи токарного верстата. При представленні підсистеми заготовки шпиндель разом з його деталями розглядають як балку на пружних опорах, причому балка замінюється зосередженими масами. Так як в роботі аналізується обробка поверхонь обертання, то заготовка і її опори внаслідок їх симетрії мають приблизно однакові властивості по всіх осях, що проходять через лінію симетрії деталі. Тому в роботі розглядається схема в площині УОХ при врахуванні лінійно залежних коливань вздовж осей У та Z, оскільки визначальні деформації системи завжди розраховуються по осі У. Обґрунтовано приведення еквівалентної системи заготовки до одномасової з врахуванням демпфуючих зв'язків. Таким чином, спрощено представлено пружну систему верстата двома еквівалентними пружними системами супортної групи і заготовки у вигляді одномасових систем з різнонаправленими жорсткостями. Динамічна модель КМІЗ є багатомасовою системою з пружно-демпфуючими зв'язками. Інерційні властивості рухомих в напрямку подачі кріпильних елементів з різальними лезами при n-лезовій обробці представляються n-ним числом зосереджених мас з масами m. Об'єднання описаних динамічних моделей систем супортної групи, заготовки і КМІЗ “П” в єдиній структурі дозволяє сформувати закінчену розрахункову динамічну схему для токарного оснащення багатолезової обробки у вигляді просторової багатомасової моделі з інерційними і пружно-демпфуючими зв'язками (рис. 1). Форма запису при цьому - операторна або частотна. Динамічні характеристики пружної підсистеми супортної групи (інструменту) та заготовки можна представити відповідно:

, , (5)

де My, Hy, Cy - інерційні, демпфуючі та жорсткісні характеристики супортної групи в напрямку осі Y; my, hy, cy - такі ж характеристики підсистеми заготовки в напрямку осі Y; y - деформація пружної системи супортної групи; S=d/dt - оператор диференціювання по часу; тр - коефіцієнт тертя стружки до передньої поверхні різального елементу, а - головний кут в плані цього елементу.

На основі аналізу системи диференціальних рівнянь, що описують рух різальних елементів n-лезового КМІЗ:

(6)

де xi - переміщення і-го різального елементу (i=1,…,n) в осьовому напрямку; xiІ- переміщення власне компоненту КМІЗ і-го різального елементу; hx і cx - демпфуюча і жорсткісна характеристики різального елементу; Pxі - осьова складова сили різання на і-му різальному елементі, отримуємо передаточну функцію механізму КМІЗ у вигляді:

Для оцінки перехідних процесів при функціонуванні системи використовується динамічна характеристика процесу різання без врахування демпфування у формі аперіодичної ланки. Для випадку n-лезової обробки при симетричному розміщенні різальних лез з однаковою геометрією отримано динамічну характеристику еквівалентного (сумарного) процесу різання на всіх n різальних елементах, яка в операторній формі має вигляд:

, (7)

де Тр - постійна часу стружкоутворення, kp - коефіцієнт різання; q- коефіцієнт, значення якого, наприклад для дво- і чотири- лезової обробки дорівнює 2, а для трилезової - 1,5.

Здійснено аналіз динамічної стійкості багатолезової обробки при власне усталеному стружкоутворенні частотними методами. Стійкість системи верстатно-інструментального оснащення із КМІЗ до автоколивань можна визначити за характеристикою розімкнутої динамічної системи, відповідно до якої побудовані з допомогою ПЕОМ для різних співвідношень параметрів ряд амплітудно-фазових частотних характеристик (АФЧХ), деякі з яких для традиційної однолезової та дво-, три- і чотирилезової обробки із КМІЗ представлені на рис. 2. Ці характеристики побудовані для параметрів:

kр=1,5107 ; =45; тр= 0,5; Тр=110-3 с; Тм= 1,4110-3 с;

Тн= 0,110-3 с; Тк=[0,75; 1]10-3 с; Тх= [0,5; 0,75]10-3 с

TH=Hy/Cy - відповідні постійні часу

Встановлено, що при багатолезовій обробці із КМІЗ АФЧХ розімкнутої динамічної системи ВІО з врахуванням динаміки процесу різання із зворотнім зв'язком, який зумовлює КМІЗ, суттєво змінюється, а саме - крива цієї АФЧХ змінює форму порівняно із АФЧХ еквівалентної пружної системи, чим забезпечується значне зменшення відрізка, який відтинається характеристикою розімкнутої системи на від'ємній частині реальної осі Re, що означає суттєве підвищення стійкості проти автоколивань при багатолезовій обробці порівняно із однолезовою.

Доведено, що коефіцієнт ефективності обробки за критерієм динамічної стійкості при багатолезовій обробці порівняно із традиційним однолезовим різанням може досягати значень 1,75...1,85 і більше, причому доцільнішою є багатолезова обробка з більшими глибинами різання, в той же час менш ефективним є використання КМІЗ при тонкому точінні (перш за все при дволезовій обробці). Побудовані АФЧХ розімкнутих систем доводять, що ефективність забезпечення вібростійкості практично однакова для три- і чотирилезової обробки.

Розраховані залежності границь вібростійкості від параметрів механізмів КМІЗ, пружної динамічної системи верстату, характеристик, що визначаються режимами обробки. Встановлено переваги три- і чотирилезової обробки порівняно із дволезовою. Обробка більш ефективна при більших значеннях осьового демпфування механізму КМІЗ і менших його інерційних властивостях (рис.3,а,б). Багатолезове різання більш доцільне при менших значеннях радіальної жорсткості і більшій масі, тобто менших значеннях власної частоти еквівалентної пружної системи ВІО (рис. 3,в,г). Відмічено, що на відміну від однолезової обробки на граничний коефіцієнт різання багатолезової обробки із КМІЗ практично не впливає радіальне демпфування. Показано, що практично в усьому діапазоні зміни реальних значень параметрів різання багатолезове точіння із КМІЗ є доцільним з точки зору підвищення вібростійкості порівняно із традиційною однолезовою обробкою.

Виходячи з тези про необхідність оптимального демпфування коливань системи в радіальному напрямку запропоновано аналітичний вираз розрахунку границі вібростійкості підсистеми супортної групи для випадку багатолезової обробки із КМІЗ, який зручно застосовувати для інженерних розрахунків:

, (8)

де ; ;

T=Tp/n - постійна часу стружкоутворення при n-лезовій обробці за методом поділу подачі.

Визначені границі стійкості до автоколивань багатолезової обробки із КМІЗ при різних режимах різання. Залежності зміни граничного коефіцієнту різання при багатолезовому різанні із КМІЗ суттєво відрізняються від випадку однолезової обробки. Адже при n=1 вібростійкість при зміні подачі супорта має яскраво виражений мінімум. В той же час при n=2, 3, 4 (і застосуванні КМІЗ) граничний коефіцієнт різання із збільшенням подачі монотонно знижується по залежності, близькій до гіперболічної (рис.4,а).

Істотною є ефективність застосування КМІЗ при збільшенні швидкості різання (рис. 4,б). При значних швидкостях (v=1,5м/с, v=2м/с) характер зміни границі вібростійкості для однолезової обробки і багатолезового різання із КМІЗ стає однаковим у всьому діапазоні реальних значень подач супорта. Відмінність лише в тому, що значення границь вібростійкості при багатолезовій обробці є суттєво вищим, причому із збільшенням n ці значення теж збільшуються.

Просторові діаграми залежності граничної стружки tp (мм) від швидкості v(м/с) різання і подачі s (мм/об) супорта( рис. 4,в) наглядно ілюструють зміну запасу вібростійкості по граничній стружці в просторі параметрів s-v для однолезової обробки та багаторізцевого точіння із КМІЗ. Відмічено, що коли при низьких швидкостях різання (v=0,6м/с), границі стійкості до автоколивань при одно- і багаторізцевому точінні близькі між собою (особливо при значних подачах), то при збільшенні швидкості різання області вібростійкості багатолезової обробки значно розширюються і при v>1м/с ефективність використання КМІЗ стає досить значною навіть для високих значень поздовжньої подачі супортної групи токарного верстату. Визначено раціональні параметри і режими роботи для безвібраційного функціонування системи. Встановлено, що найбільш доцільно застосовувати ВІО із КМІЗ в діапазоні режимів різання s/v=0,3…0,5[ммc/(мoб)].

У четвертому розділі проведено аналіз характеристик роботи оснащення для багатолезової обробки з міжінструментальними зв'язками.

Вплив КМІЗ на систему жорсткісних зв'язків технологічної системи і формування макропохибок є визначальною функціональною характеристикою самоналагоджувального оснащення при багатолезовій обробці. При дволезовій паралельній токарній обробці за методом поділу подачі різці знаходяться в одному січенні зрізу, зусилля різання вирівняні і деформації власне заготовки усунуті. При цьому значно (в 2-4 рази) знижуються макропохибки обробки. Зменшення макропохибок багатолезової самоналагоджувальної обробки порівняно із традиційною може бути оцінено співвідношенням:1.6+ jсп2/jд(2+ jд/jб), де jд , jсп2, jб - відповідно приведені поперечні жорсткості деталі, менш жорсткого із супортів і бабок. Характерною особливістю паралельної багатолезової обробки з використанням КМІЗ є стаціонарна похибка, яка є постійною по довжині оброблюваної деталі і визначається лише пружними властивостями супортів. Доведено, що більш доцільною є обробка із КМІЗ деталей малого діаметру і значної довжини, бажаним є підвищення жорсткості поперечних супортних кареток.

Аналіз формування макропохибок при обробці за методом поділу глибини різання, коли різці розміщені по обидва боки деталі, проте, обробляють різні ступені валу і зміщені один відносно іншого, показує, що за цим методом доцільніше обробляти більш жорсткі деталі (jб/jд =0,5...2). При обробці менш жорстких деталей обробку різними різцями слід вести на сусідніх ступенях, що знаходяться ближче до середини деталі. Виведено залежності для розрахунку коефіцієнту налагодження обробки.

Показано, що при зустрічному точінні за методом поділу об'єму зрізуваного матеріалу макропохибки значно зменшуються; в той же час доцільно його використовувати для обробки деталей малої жорсткості при нерівномірному розподілі жорсткостей між передньою і задньою бабками. Встановлено коефіцієнти збільшення точності обробки при комбінованому дворізцевому точінні дисків і розточуванні трубних заготовок та при трилезовому різанні.

Експериментальна оцінка макропохибок в поперечному січенні при різних методах обробки показує, що при багатолезовій обробці із КМІЗ поверхонь обертання можна досягнути суттєвого зменшення макропохибок обробки (табл.2). Зокрема, при обробці валів із сталі 45 (d=20мм, t=1,8мм, s=0,42мм/об, v=2,5м/с) із їх закріпленням в центрах було досягнуто зменшення відхилення діаметру обробки порівняно із однорізцевим різанням в залежності від довжини вала від 0,06/0,1 до 0,08/0,31мм. При обробці із консольним закріпленням заготовки ефект використання КМІЗ значно зростає. Дослідження впливів режимів різання на показники точності отворів здійснювався при свердлінні отворів діаметром 50 мм самонала-годжувальним свердлом та аналогічним жорстким інструментом. При цьому глибина свердління виконувалась до 150 мм, подача інструменту - 0,15 мм/об, матеріал оброблюваної деталі - сталь 40ХН. Найістотніше зменшення макропохибок отвору спостерігалось при швидкостях різання, більших 50м/хв - 0,28/0,48мм (при швидкості 120м/хв - 0,42/0,65 мм). Підтверджується висновок, що самоналагоджувальне свердло чинить позитивний вплив на формування макропохибок навіть при значному збільшенні швидкості різання, коли значно погіршуються умови різання, за рахунок більш інтенсивного утворення стружки, забивання відвідних каналів, відповідних подряпин і збільшення небажаних коливань. При розточуванні отвору D=50 мм (матеріал деталі - сталь 40Х) з допомогою розробленої самоналагоджувальної трилезової головки із збільшенням подачі спостерігається зменшення макропохибок обробки в поперечному січенні порівняно із розточуванням жорстким інструментом (до 2,7/3,6 і 2,4/3,4 мкм). Обробка проводилась із глибиною різання 0,3 мм та швидкістю різання 150 м/хв.

При дворізцевому самоналагоджувальному різанні отримано, що макропохибки в поздовжньому січенні при обробці вала із сталі 45 діаметром 22 мм (t=1мм, s=0,4 мм/об, n=500об/хв) практично не змінюються по довжині вала (закріплення в центрах). Похибка коливається в межах 0,035...0,048 мм.

При самоналагоджувальному свердлінні отвору діаметром 50 мм у деталі із сталі 40ХН при подачі 0,15 мм/об в залежності від різних швидкостей різання досягнуто зменшення уведення свердла порівняно із свердлінням жорстким інструментом у 1,57 рази.

Практика лезової обробки поверхонь обертання показує, що на формування точності оброблюваних деталей в радіальному напрямку сильно впливає змінний по периметру поверхні припуск. При цьому при використанні КМІЗ загальна похибка обробки визначається саме динамічною помилкою, викликаною змінним у часі припуском. На основі запропонованої математичної моделі виведені залежності для визначення динамічних похибок багатолезової обробки із КМІЗ. Зокрема, амплітуду усталених вимушених коливань, яка визначає динамічну похибку n-лезової обробки із КМІЗ геометрично неправильної заготовки типу k-гранника, можна записати так:

. (9)

Вказані АЧХ доводять що для найбільш застосовуваних режимів обробки динамічну точність дво- і чотирилезової обробки із КМІЗ порівняно із неадаптивною однолезовою можна збільшити в 1,25...12 разів, а трилезової - в 1,6...13 разів. Порівняння експериментально отриманих результатів із теоретичними даними в середньому лежить в межах 30%.

Функціонування КМІЗ з метою вирівнювання зусиль різання між різними різальними елементами системи призводить до додаткових постійних змін товщини зрізуваного шару і відповідно - динаміки процесу. При цьому багатолезова обробка характеризується неперервною взаємоузгодженою регуляцією зусиль різання. Доведено, що максимальні значення зусиль різання порівняно із жорсткою однолезовою обробкою зменшуються в 1,42...2,14 рази, середні значення цих зусиль в 1,4...2,5 рази, а розмах коливань може бути зменшеним до 4,33 рази. При цьому максимальні неузгодження радіальних складових сил різання не перевищують значення 60Н. Порівняння експериментально отриманих даних із теоретичними розрахунками з врахуванням коефіцієнту співвідношення радіальної та тангенціальної складових зусиль різання підтверджує висновок про те, що величини неузгоджень зусиль різання при самоналагоджувальній обробці є незначними з точки зору впливу на якість обробки.

...

Подобные документы

  • Класифікація фасонних поверхонь та методів їх обробки. Обробка фасонних поверхонь обертання. Гідрокопіювальні верстати та особливості їх практичного використання на сучасному етапі. Підвищення продуктивності та точності обточування фасонних поверхонь.

    контрольная работа [388,5 K], добавлен 28.08.2011

  • Залежність продуктивності та собівартості обробки заготовок від вимог точності та шорсткості поверхонь деталей. Економічність застосування типорозміру верстата чи технологічного оснащення. Структура і сума затрат по експлуатації верстатів різного типу.

    реферат [467,4 K], добавлен 17.06.2011

  • Метрологічне забезпечення точності технологічного процесу. Методи технічного контролю якості деталей. Операційний контроль на всіх стадіях виробництва. Правила вибору технологічного оснащення. Перевірка відхилень від круглості циліндричних поверхонь.

    реферат [686,8 K], добавлен 24.07.2011

  • Маршрутна схема поетапної механічної обробки поверхонь деталі. Розрахункові уточнення та послідовність обробки і технологічні допуски, використання типових планів обробки поверхонь. Технологічний процес за принципом концентрації та точність обробки.

    практическая работа [200,2 K], добавлен 17.07.2011

  • Технологічне оснащення та узагальнення основних засобів контролю поверхонь і поверхневого шару. Метод гамма-променевої фотоелектронної спектроскопії. Метод електронної ОЖЕ-спектроскопії. Метод Раман-спектроскопії. Метод скануючої тунельної мікроскопії.

    реферат [2,9 M], добавлен 09.05.2011

  • Аналіз технічного оснащення закладів швидкого харчування, які організовуються і функціонують як доготівельні підприємства з мінімальною виробничою функцією по приготуванню страв і доготовці напівфабрикатів. Правила експлуатації марміту для других страв.

    реферат [301,3 K], добавлен 30.04.2010

  • Службове призначення і технологічна характеристика деталі "Кришка підшипника": тип виробництва, вихідні дані; технологічний процес виготовлення і методи обробки поверхонь, засоби оснащення; розрахунки припусків, режимів різання, технічних норм часу.

    курсовая работа [410,5 K], добавлен 20.12.2010

  • Проектування металорізального інструменту. Призначення та область застосування інструменту. Повний конструкторський та силовий розрахунок параметрів контрольно-вимірювального інструменту. Схема базування та стан поверхонь заготовки, що прийняті за базові.

    курсовая работа [243,8 K], добавлен 28.03.2009

  • Характеристика служби метрології. Інструктаж з техніки безпеки на промисловому підприємстві. Ремонт, монтаж, налагодження, повірка та обслуговування засобів автоматизації. Створення та оснащення виробничої бази для проведення налагоджувальних робіт.

    отчет по практике [404,7 K], добавлен 04.11.2014

  • Слюсарна обробка деталей, роботи по складанню машин і приладів в умовах малого і середньосерійного типів виробництва. Оснащення технологічного процесу складання: механізований складальний і слюсарний інструмент; пристрої, що застосовуються при складанні.

    реферат [2,3 M], добавлен 08.07.2011

  • Маршрут обробки деталі "Вал 150.054". Аналіз методів діагностики субблоку. Визначення трудомісткості технічного обслуговування й ремонту верстата з ЧПУ. Організація оснащення робочого місця електромеханіка. Проектування стендової апаратури контролю.

    дипломная работа [1,8 M], добавлен 06.07.2011

  • Методи обробки поверхонь деталі. Параметри шорсткості поверхонь. Забезпечення точності розмірів і поворотів. Сумарна похибка на операцію. Розміри різального інструменту. Точність обробки по варіантах технологічного процесу. Точність виконання розміру.

    практическая работа [500,0 K], добавлен 21.07.2011

  • Розгляд ЕРАН поверхні при обробці деталі "втулка". Склад операцій для її механічної обробки, межопераційні та загальні розміри заготовки. Метод табличного визначення припусків і допусків. Технологічний маршрут обробки ЕРАН поверхні валу з припусками.

    контрольная работа [579,3 K], добавлен 20.07.2011

  • Розрахунки і побудова графіків частот обертання шпинделя, методика визначення дійсного значення. Порівняння теоретичних розрахунків та експериментальних даних. Кінематична схема та структурна формула. Оцінка похибок розрахунків частот обертання шпинделя.

    методичка [158,8 K], добавлен 25.01.2010

  • Аналіз технологічності конструкції деталі типу "Стакан". Вибір параметрів різальної частини інструментів. Перевірка міцності та жорсткості корпусу різця. Розробка інструментального налагодження. Вибір обґрунтування послідовності обробки поверхонь деталі.

    курсовая работа [302,9 K], добавлен 04.11.2012

  • Вибір матеріалів, розрахунок вибору заготовки. Використання технологічного оснащення та методи контролю. Розрахунок спеціального пристрою для механічної обробки шпинделя. Проектування дільниці механічного цеху, охорона праці. Оцінка ефективності рішень.

    дипломная работа [641,9 K], добавлен 23.06.2009

  • Обробка різцями: стержневих фасонних, призматичних, дискових або круглих, особливості та принципи роботи з ними. Специфіка обробки фасонних поверхонь поєднанням двох подач, за копіром, за допомогою гідрокопіювального супорта. Можливі несправності.

    курсовая работа [2,0 M], добавлен 16.04.2014

  • Принципова схема маршруту поетапної механічної обробки поверхні деталі. Параметри службового призначення корпусу підшипника, які визначають правильне положення осі отвору. Службове призначення і вимоги технології забезпечення рівномірності товщини фланця.

    практическая работа [964,7 K], добавлен 17.07.2011

  • Розробка технологічного процесу механічної обробки деталі "корпус пристрою". Креслення заготовки, технологічне оснащення. Вибір методу виготовлення, визначення послідовності виконання операцій (маршрутна технологія). Розрахунок елементів режимів різання.

    дипломная работа [2,9 M], добавлен 16.02.2013

  • Технічні характеристики компресорної установки. Аналіз технологічності деталі. Вибір та техніко-економічне обґрунтування методу отримання заготовки. Визначення припусків для обробки поверхні аналітичним методом та етапи обробки поверхонь деталі.

    курсовая работа [1,2 M], добавлен 31.10.2013

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.