Мониторинг технологических систем при обработке точных поверхностей сложного контура

Андрей Алексеевич Серегин, Александр Григорьевич Кравцов

Аннотация


В статье представлены результаты теоретического и экспериментального исследования, проведенного с целью вскрытия основных причин образования погрешностей геометрии деталей сложной формы на «холодном» станке. Решение данной задачи способствует повышению точности обработки деталей сложной формы как на станках с ЧПУ, так и на полуавтоматах с копировальными устройствами. Предлагаемая система мониторинга повышает качество эксплуатации технологических систем в целом. Авторами разработан новый аналитический метод для оценки качества изделий, получаемых на станках с ЧПУ. Предлагаемая методика включает следующие пункты:

1. Оценка состояния технологической системы станка по результатам испытаний на точность отработки программы и проверки на жесткость.

2. Контроль состояния станка на основе анализа технологической точности обработки. В качестве математического обеспечения здесь выступают полученные зависимости технологической точности от геометрической.

3. Управление точностью обработки по результатам контроля за счет коррекции программы для системы ЧПУ и изменения режимов обработки.

Проведена полномасштабная оценка причин и последствий потенциальных погрешностей станков с ЧПУ, которая позволила предложить альтернативные технологические решения и уменьшить дисперсию погрешностей обработанных поверхностей сложноконтурных деталей. Внедрение результатов проведенных исследований в производство позволят повысить уровень технологического обеспечения точности поверхностей сложного контура и функциональных возможностей используемого оборудования. Анализ результатов экспериментальной проверки показал, что предложенные решения позволили повысить уровень технологического обеспечения точности деталей сложной формы от 53 до 78 %.


Ключевые слова


геометрическая точность; дрейф нуля станка; остаточное силовое смещение исполнительных узлов технологической системы; погрешность обработки деталей сложной формы; технологическая точность

Полный текст:

PDF

Литература


Авдеев, В.Б. Исследование дрейфа «0» системы ЧПУ токарного полуавтомата / В.Б. Авдеев // Изв. вузов. Машиностроение. – 1978. – № 2. – С. 175–179.

Кравцов, А.Г. Экспериментальное исследование тепловой проводимости контакта в стыковых соединениях металлорежущих станков / А.Г. Кравцов, А.В. Харитонов // Машиностроение: сб. науч. тр. – Оренбург: ОГУ, 1997. – С. 89–91.

Dmitriev, B.M. Assessing the Thermal Rigidity of a Metal-Cutting Machine / B.M. Dmitriev // Russian Engineering Research. – 2018. – Vol. 38, iss. 2. – С. 94–97. DOI: 10.3103/S1068798X18020065

Чернянский, П.М. Последействие механической системы станков / П.М. Чернянский // Вестник машиностроения. – 2013. – № 1. – С. 57–59.

Проников, А.С. Надежность машин / А.С. Проников. – М.: Машиностроение, 1978. – 592 с.

Игонин, Г.А. Расчет и баланс составляющих погрешности контурной обработки на фрезерных станках с ЧПУ / Г.А. Игонин, М.И. Коваль // Станки и инструмент. – 1985. – № 6. – С. 7–10.

Серегин, А.А. Математическая модель точности станка с учетом колебаний его рабочих органов / А.А. Серегин // СТИН. – 2007. – № 4. – С. 2–6.

Ивасышин, Г.С. Влияние упругого последействия на контактную жесткость металлорежущих станков и автоматических роторных линий / Г.С. Ивасышин // Изв. вузов. Машиностроение. – 1988. – № 12. – С. 122–125.

Ряховский, А.М. К расчету коэффициента трения конструкционных материалов / А.М. Ряховский // Трение и износ. – 1989. – Т. 10, № 5. – С. 851–860.

Seregin, A.A. Safe installation of Blank with Clamp Wear / A.A. Seregin // Russian Engineering Research. – 2010. – Т. 30. № 6. – С. 561–563. DOI: 10.3103/S1068798X10060067

Кудинов, В.А. О скачке силы трения при переходе от покоя к скольжению / В.А. Кудинов // СТИН. – 1993. – № 6. – С. 2–6.

Пожбелко, В.И. Динамическое моделирование силы трения в расчетах станков на плавность малых перемещений / В.И. Пожбелко // СТИН. – 2002. – № 8. – С. 5–9.

Врагов, Ю.Д. Анализ компоновок металлорежущих станков. Основы компонетики / Ю.Д. Врагов. – М.: Машиностроение, 1978. – 208 с.

Серегин, А.А. Некоторые вопросы динамики и точности механизмов / А.А. Серегин // Проблемы машиностроения и надежности машин. – 1990. – № 3. – С.12 –15.

Серегин, А.А. Определение точности механических систем станков / А.А. Серегин // Станки и инструмент. – 1991. – № 1. – С. 29–31.

Bushuev, V.V. Role of the Machine Tool’s Kinematic Structure in Ensuring Machining Precision / V.V. Bushuev, V.V. Molodtsov // Russian Engineering Research. – 2010. – Vol. 30, no. 10. –

P. 1053–1059. DOI: 10.3103/S1068798X10100199

Zeroudi, N. Prediction of tool deflection and tool path compensation in ball-end milling / N. Zeroudi, M. Fontaine // Journal of Intelligent Manufacturing. – 2015. – Vol. 26, no. 3. – P. 425–445. DOI: 10.1007/s10845-013-0800-8

Fan, K.C. Prediction of machining accuracy degradation of machine tools / K.C. Fan, H.M. Chen, T.H. Kuo // Precision Engineering. – 2012. – Vol. 36, no. 2. – P. 288–298. DOI: 10.1016/j.precisioneng.2011.11.002

Rahou, M. Time Compensation of Machining Errors for Machine Tools NC based on Syste¬matic Dispersion / M. Rahou, A. Cheikh, F. Sebaa // International Journal of Mechanical, Aerospace, Industrial, Mechatronic and Manufacturing Engineering. – 2009. – Vol. 3, no. 8. – P. 849–855. –

scholar.waset.org/1999.8/10608.

Stryczek, R. A metaheuristic for fast machining error compensation / R. Stryczek // Journal of Intelligent Manufacturing. – 2016. – Vol. 27, iss. 6. – P. 1209–1220. DOI: 10.1007/s10845-014-0945-0


Ссылки

  • На текущий момент ссылки отсутствуют.