Проблемы повышения точности обработки на металлорежущих станках | Статья в журнале «Молодой ученый»

Авторы: , ,

Рубрика: Технические науки

Опубликовано в Молодой учёный №21 (80) декабрь-2 2014 г.

Дата публикации: 15.12.2014

Статья просмотрена: 704 раза

Библиографическое описание:

Джумаев З. Ф., Ашуров З. Л., Саидов Д. С. Проблемы повышения точности обработки на металлорежущих станках // Молодой ученый. — 2014. — №21. — С. 146-147. — URL https://moluch.ru/archive/80/14107/ (дата обращения: 17.10.2018).

Повышение точности и производительности обработки на металлорежущих станках является комплексной проблемой, решение которой связано с улучшением качества изготовления металлорежущего оборудования, приспособления и инструментов, поддержанием их точностных характеристик при эксплуатации, а также автоматизацией, комплексной механизацией и роботизацией производства.

Повышение качества оборудования на стадиях проектирования и изготовления достигается за счет совершенствования методов расчета конструкций, применения современных материалов, прогрессивной технологии обработки и сборки деталей и узлов. В результате этих мероприятий обеспечиваются надлежащие показатели жесткости станков и их рабочих органов, виброустойчивости и точности взаимного расположения исполнительных поверхностей. В процессе эксплуатации оборудования эти показатели поддерживаются в заданных пределах, научно обоснованной системой профилактики, технического обслуживания и ремонта.

Автоматизация погрузочно-разгрузочных работ, контрольно-измерительных и транспортных операций на станках, внедрение автоматизированных и роботизированных линий коренным образом повышает производительность и точность обработки. Однако, вышеуказанные методы повышения точности не могут исключить влияния на размер обрабатываемых деталей таких факторов, как износ режущего инструмента, температурные, упругие и контактные деформации технологической системы станка.

В связи с этим широкое применение на станках находят управление точностью обработки путем применения приборов активного контроля, управления упругими перемещениями технологической системы станок-деталь и системы автоматической подналадки.

Кратко рассмотрим возможности и область применения каждого из этих способов управления. При управлении точностью с помощью приборов активного контроля, размер обрабатываемой детали непрерывно контролируется измерительным прибором. При достижении размеров обработки определенной, заранее установленной величины прибор активного контроля автоматически изменяет режимы резания, а когда размер достигает заданной номинальной величины — подается команда на остановку станка. Приборы активного контроля получили широкое применение в шлифовальных и хонинговальных станках, где происходит интенсивный износ режущего инструмента и требуется повышенная точность обработки. Однако, при применении приборов активного контроля измерение размеров происходит непосредственно в зоне резания, где на точность показания прибора оказывают влияния тепловыделения при резании, вибрации, стружка и смазочно-охлаждающая жидкость.

Управление упругими перемещениями (адаптивная система управления станками) позволяет в процессе обработки изменять режимы резания в зависимости от заранее выбранного критерия точности. При адаптивной системе управления упругие перемещения технологической системы станка сохраняются постоянными, вследствие размерной поднастройки или же автоматического изменения скорости резания, величины подачи а также геометрии режущего инструмента. Адаптивная система управления позволяет достигать не только повышения размерной точности, но и высокой производительности, так как обработка ведется на оптимальных режимах резания. Этот способ управления точностью применяются на токарных и фрезерных станках, и требует окончательной шлифовки, так как из-за непостоянства режимов резания, шероховатости поверхности деталей получаются неодинаковые.

Применение систем автоматической подналадки значительно повышает точность обработки, так как контролирование размеров деталей производится вне зоны резания на специальных измерительных устройствах, где точность измерения не зависит от тех факторов, которые влияют при активном контроле. Системы автоматической подналадки, по результатам измерения деталей, периодически корректируют положение режущего инструмента относительно обрабатываемой детали. При этом систематические составляющие погрешностей обработки, связанные с размерным износом инструмента, влиянием температурных деформаций, компенсируются. Недостатком системы автоматической подналадки является то, что процесс измерения отстает от процесса обработки, так как перемещение обработанной детали в позицию измерения требует определенного времени. Системы автоматической подналадки применяются на токарных, фрезерных, расточных и других станках.

Определение оптимальных параметров системы автоматической подналадки является одним из основных этапов конструирования и эта задача, исходя из конкретных технологических процессов решается либо аналитически, либо моделированием на ЭВМ. Аналитический метод основан на анализе и установлении математической модели процесса по результатам обработки на станках без применения автоподналадчиков.

При втором методе исходный процесс задаётся в виде последовательности размеров обработанных деталей с помощью случайных чисел. Варьированием методов и параметров подналадки и сравнением находят оптимальные параметры для данного технологического процесса. В отличие от одношпиндельных станков, обработки на многошпиндельных токарных автоматах (МТА) является многопозиционной и многоинструментальной, т. е. обработка деталей ведется одновременно во всех позициях, за исключением загрузочной. Детали, закрепленные на шпинделях МТА, за полный оборот шпиндельного барабана последовательно проходят обработку во всех рабочих позициях.

Обработка на каждом из шпинделей МТА протекает при неповторяющихся условиях, вызванных следующим индивидуальными особенностями:

-          шпиндели МТА, как сборочные единицы, отличаются точностью изготовления деталей и сборки;

-          степень смазки и регулировки подшипников шпинделей колеблются в переделах определенного допуска, следовательно, колеблются их износ и температурные деформации;

-          шпиндели отличаются упругой и контактной жесткостью;

-          расположения шпинделей по окружности барабана имеют погрешности, отличающиеся по модулю и направлению;

-          прутки в разных шпинделях могут отличаться по длине, отклонению диаметра и зажаты с различной силой.

Вышеперечисленные особенности шпинделей являются причиной значительного расширения полей рассеивания размеров деталей, обработанных на МТА.

Кроме того, на точность деталей, обработанных на разных шпинделей МТА, сказываются погрешности изготовления суппорта и его привода, непостоянство сил трения и жесткости всей технологической системы, динамической нагрузки, возникающей при повороте барабана и направления осей жесткости технологической системы.

Для токарных станков, особенно, многошпиндельных токарных автоматов, которые работают на значительном диапазоне режимов резания и параметров заготовок приведенные выше методы расчета оптимальных параметров не приемлемы. Для таких станков параметры подналадки должны быть более универсальными, легко переналаживаемыми.

 

Литература:

 

1.                                 Шишкин В. Н.,Шевченко А. В. Эффективность автоматической размерной подналадки токарно-револьверных станков. — Технология и автоматиз. машиностр.,Киев, 1984, № 33, с 91–94.

2.                                 Робототехника:Учебник /Под ред.Е. П. Попова и Е. И. Юреевича.- М.: Машиностроение, 1994.-288 с.

3.                                 Янг Дж. Ф.Робототехника:Учебное пособие.‑М.:Машиностроение, 1979.‑304

Основные термины (генерируются автоматически): активный контроль, режущий инструмент, станок, технологическая система, адаптивная система управления, режим резания, способ управления, процесс обработки, зона резания, технологическая система станка.


Похожие статьи

Использование датчиков адаптивного управления для...

В адаптивных системах ЧПУ станками используют датчики текущей информации значений выбранных параметров обработки.

Для оптимизации процесса обработки используют кроме силовых датчики температуры в зоне резания, износа инструмента и др.

Моделирование системы векторного управления для привода...

Моделирование системы проводилось для управления электроприводом главного движения станка в 1-й зоне с задачей регулирования скорости согласно технологическому процессу обработки детали

Выводы: было проведено моделирование режима резания фрезерования.

Вопросы расширения функциональных и технологических...

Кинематические ограничения технологической системы в процессе обработки компенсируются определением оптимального исходного взаимного положения инструмента и

В этом случае подрезания не образуется, однако появляется зона вторичного резания.

Применение режущих инструментов из синтетических...

«Резание и инструмент в технологических системах».

Использование датчиков адаптивного управления для повышения качества обработки деталей на станке с ЧПУ.

Программно-аппаратный комплекс (ПАК) для исследования...

Также комплекс позволяет провести контроль качества процесса обработки при использовании откорректированных после анализа режимов резания.

Системный подход к формированию программного...

Их объединяет наличие базовых знаний в области основ резания металлов, технологии металлообработки, металлорежущих инструментов

Первая категория – это инженеры-технологи, обладающие знаниями и опытом проектирования технологических процессов...

Подналадка станков и точность обработки | Статья в журнале...

Параметры подналадки выбираются в зависимости от требуемой точности размера детали, материалов обрабатываемой детали и режущего инструмента, а также качества изготовления и доводки последнего, режимов резания и температурного режима станка...

Использование датчиков адаптивного управления для...

В адаптивных системах ЧПУ станками используют датчики текущей информации значений выбранных параметров обработки.

Для оптимизации процесса обработки используют кроме силовых датчики температуры в зоне резания, износа инструмента и др.

Моделирование системы векторного управления для привода...

Моделирование системы проводилось для управления электроприводом главного движения станка в 1-й зоне с задачей регулирования скорости согласно технологическому процессу обработки детали

Выводы: было проведено моделирование режима резания фрезерования.

Вопросы расширения функциональных и технологических...

Кинематические ограничения технологической системы в процессе обработки компенсируются определением оптимального исходного взаимного положения инструмента и

В этом случае подрезания не образуется, однако появляется зона вторичного резания.

Применение режущих инструментов из синтетических...

«Резание и инструмент в технологических системах».

Использование датчиков адаптивного управления для повышения качества обработки деталей на станке с ЧПУ.

Программно-аппаратный комплекс (ПАК) для исследования...

Также комплекс позволяет провести контроль качества процесса обработки при использовании откорректированных после анализа режимов резания.

Системный подход к формированию программного...

Их объединяет наличие базовых знаний в области основ резания металлов, технологии металлообработки, металлорежущих инструментов

Первая категория – это инженеры-технологи, обладающие знаниями и опытом проектирования технологических процессов...

Подналадка станков и точность обработки | Статья в журнале...

Параметры подналадки выбираются в зависимости от требуемой точности размера детали, материалов обрабатываемой детали и режущего инструмента, а также качества изготовления и доводки последнего, режимов резания и температурного режима станка...

Обсуждение

Социальные комментарии Cackle

Похожие статьи

Использование датчиков адаптивного управления для...

В адаптивных системах ЧПУ станками используют датчики текущей информации значений выбранных параметров обработки.

Для оптимизации процесса обработки используют кроме силовых датчики температуры в зоне резания, износа инструмента и др.

Моделирование системы векторного управления для привода...

Моделирование системы проводилось для управления электроприводом главного движения станка в 1-й зоне с задачей регулирования скорости согласно технологическому процессу обработки детали

Выводы: было проведено моделирование режима резания фрезерования.

Вопросы расширения функциональных и технологических...

Кинематические ограничения технологической системы в процессе обработки компенсируются определением оптимального исходного взаимного положения инструмента и

В этом случае подрезания не образуется, однако появляется зона вторичного резания.

Применение режущих инструментов из синтетических...

«Резание и инструмент в технологических системах».

Использование датчиков адаптивного управления для повышения качества обработки деталей на станке с ЧПУ.

Программно-аппаратный комплекс (ПАК) для исследования...

Также комплекс позволяет провести контроль качества процесса обработки при использовании откорректированных после анализа режимов резания.

Системный подход к формированию программного...

Их объединяет наличие базовых знаний в области основ резания металлов, технологии металлообработки, металлорежущих инструментов

Первая категория – это инженеры-технологи, обладающие знаниями и опытом проектирования технологических процессов...

Подналадка станков и точность обработки | Статья в журнале...

Параметры подналадки выбираются в зависимости от требуемой точности размера детали, материалов обрабатываемой детали и режущего инструмента, а также качества изготовления и доводки последнего, режимов резания и температурного режима станка...

Использование датчиков адаптивного управления для...

В адаптивных системах ЧПУ станками используют датчики текущей информации значений выбранных параметров обработки.

Для оптимизации процесса обработки используют кроме силовых датчики температуры в зоне резания, износа инструмента и др.

Моделирование системы векторного управления для привода...

Моделирование системы проводилось для управления электроприводом главного движения станка в 1-й зоне с задачей регулирования скорости согласно технологическому процессу обработки детали

Выводы: было проведено моделирование режима резания фрезерования.

Вопросы расширения функциональных и технологических...

Кинематические ограничения технологической системы в процессе обработки компенсируются определением оптимального исходного взаимного положения инструмента и

В этом случае подрезания не образуется, однако появляется зона вторичного резания.

Применение режущих инструментов из синтетических...

«Резание и инструмент в технологических системах».

Использование датчиков адаптивного управления для повышения качества обработки деталей на станке с ЧПУ.

Программно-аппаратный комплекс (ПАК) для исследования...

Также комплекс позволяет провести контроль качества процесса обработки при использовании откорректированных после анализа режимов резания.

Системный подход к формированию программного...

Их объединяет наличие базовых знаний в области основ резания металлов, технологии металлообработки, металлорежущих инструментов

Первая категория – это инженеры-технологи, обладающие знаниями и опытом проектирования технологических процессов...

Подналадка станков и точность обработки | Статья в журнале...

Параметры подналадки выбираются в зависимости от требуемой точности размера детали, материалов обрабатываемой детали и режущего инструмента, а также качества изготовления и доводки последнего, режимов резания и температурного режима станка...

Задать вопрос